Forschungsflugzeug HALO in der Karibik

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Tropische Wolken sind bisher selbst in neuesten Klimamodellen nicht vollständig erfasst. Dabei spielen sie vermutlich eine große Rolle in Bezug auf unser Klima. Um diese Klimagröße nun besser zu erforschen, wurde das Forschungsflugzeug HALO mit einigen Wissenschaftlern in die Tropen geschickt.

 

Barbados. Am 8. August startete das Forschungsflugzeug HALO (High Altitude and Long Research Aircraft) vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen in das 7.500 Kilometer entfernte Barbados um dort die Zusammenhänge von Wolken und Klima in den Tropen besser zu verstehen.

Forschungsflugzeug HALO hoch über den Wolken (Bild: DLR)
Forschungsflugzeug HALO hoch über den Wolken (Bild:DLR)

Die Wolken in dieser Passatregion bedecken einen großen Teil der Erde und können daher mitbestimmen, wie die Atmosphäre die Klimaerwärmung durch geänderte Wolkenbildung beeinflussen kann. Mit den detallierten Informationen über die Bewölkung sollen dann vorhandene Klimamodelle überprüft und verbessert werden.

Das Forschungsflugzeug HALO ist weltweit einzigartig und kann extreme Höhen von bis zu 15,5 km (51.000 Fuß) erreichen. In seinem Inneren befinden sich zahlreiche meteorologische Messgeräte um die verschiedenen Parameter zu untersuchen. Südöstlich von Barbados wird es für Feldstudien eingesetzt, die die vorab erstellten Hypothesen über Konvektionsprozesse testen sollen. Jeden Tag wird die Flugroute neu besprochen, da die Wissenschaftler immer auf der Suche nach Gebieten sind, in denen sich neue Wolkencluster bilden.

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In der Kabine von HALO sind die wissenschaftlichen Messgeräte eingebaut. (Bild: DLR)

In insgesamt 80 Flugstunden untersuchen die Wissenschaftler unter anderem die Größe der Eispartikel und Wassertröpfchen in den Wolken. Die Bildungsprozesse und Eigenschaften der Cumulus-Wolken sind dabei von besonderem Interesse. Die sogenannte Eis-Phase einer Cumulus-Wolke hat einen großen Einfluss auf das Klima, da die Wolken in dem Stadium meist sehr hoch reichen und dort einen anderen Klimaeffekt als niedrigere Wolken haben.

Auch Dropsonden sind im Einsatz, die untersuchen sollen, welchen Effekt eine sich abkühlende Atmosphäre auf Luftschichten hat, die sich in den Tropen zu riesigen Wolkenclustern auftürmen. Dazu gleiten die Messgeräte mit Hilfe von Fallschirmen aus dem Flugzeug und sammeln auf ihrem Weg zu Boden Daten über Druck, Temperatur und Feuchte der verschiedenen Luftschichten, die sie durchqueren.

„Unser wissenschaftlicher Fokus liegt dabei auf der Fragestellung, wie sich die Wolkeneigenschaften während sogenannter Trocken- und Feuchteperioden unterscheiden und wie die Anwesenheit von Aerosolen die Wolkenbildung und deren Eigenschaften beeinflusst“, sagt Dr. Silke Groß vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre in Oberpfaffenhofen. „Dazu messen wir gleichzeitig die vertikale Verteilung des Wasserdampfgehalts und die Aerosol- und Wolkeneigenschaften entlang des Flugweges.“

Um die Wolken aus nächster Nähe zu untersuchen, fliegt HALO zwei verschiedene Flugmanöver. Zunächst fliegen die Piloten um den gesamten Wolkenturm in Kreisen herum, um ihn möglichst ganzheitlich im Entstehungsprozess zu erfassen. Dies findet in der Troposphäre bis in 10km Höhe statt. „Ein Ziel unserer Messungen ist es, erstmals die vertikale Aufstiegsgeschwindigkeit der Wolkentürme zu messen“, erklärt der wissenschaftliche Leiter der Mission Prof. Bjorn Stevens vom Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg. „Erste Analysen der Daten machen uns zuversichtlich, dass die Messungen geglückt sind und wir so ein weiteres wichtiges Puzzlestück für das Verständnis der Wolkenentstehung in den Händen halten.“

Im zweiten Manöver dann soll untersucht werden, ab welcher Höhe die Wassertröpfchen aufsteigender Wolken zu Eis gefrieren. Dazu fliegen die Piloten mehrere nebeneinanderliegende Bahnen in höheren Schichten der Atmosphäre. Zum Beispiel mittels Radar können dann die Eispartikel untersucht werden. Erste Ergebnisse lassen vermuten, dass die Bildung der Eispartikel schon viel tiefer in der Troposphäre beginnt, als bisher angenommen. Die Ergebnisse tragen insgesamt zu genaueren Klimamodellen und einem verbesserten Verständnis der tropischen Wolkelzirkulation bei.

 

Quelle: http://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10172/213_read-19243/year-all/#/gallery/24237

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Shari van Treeck

Shari van Treeck, 29, hat BSc Geophysik und Meteorologie und MSc Physik der Erde und Atmosphäre mit dem Schwerpunkt Weltraumgeophysik an der Universität zu Köln studiert. Seit 2015 ist sie Doktorandin im Sonderforschungsbereich Transregio 32 an der Universität Bonn in der angewandten Geophysik.