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Flüge ins Unbekannte:
Mit dem Höhenforschungsflugzeug in die oberen Stockwerke des asiatischen Monsuns

Der asiatische Monsun ist eines der dynamischsten und energiereichsten Wettersysteme unseres Planeten. Ein internationales Team aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern führt jetzt unter Leitung des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), von Nepal aus erstmalig Forschungsflüge mit einem Höhenforschungsflugzeug in die oberen Bereiche des Monsuns aus. Anhand der Ergebnisse wollen sie das globale Klimasystem besser verstehen.

Atmosphärenphysiker der Bergischen Universität Wuppertal unter Leitung von Prof. Dr. Michael Volk sind mit dem Messgerät HAGAR an der Messkampagne beteiligt. Das für das Höhenforschungsflugzeug M55-Geophysica entwickelte Messgerät der Wuppertaler Forscher wird während der Flüge erstmals die Verteilung klimarelevanter Spurengase im asiatischen Monsun im Höhenbereich 12 bis 20 Kilometer im Detail vermessen.

Das Team der Bergischen Uni vor der M55-Geophysica am Flughafen Kathmandu (v.l.n.r.): Thorben Beckert, Prof. Michael Volk und Johannes Wintel.

Während unseres Sommers hat der asiatische Monsun Einfluss auf das Wettergeschehen der gesamten Nordhemisphäre. Wie in einem riesigen Fahrstuhl werden hier enorme Mengen an Luft bis in über 16 Kilometer Höhe geschleudert. Damit erreichen sie bereits den Übergangsbereich zur Stratosphäre, dem hohen Bereich der Atmosphäre, in der die Ozonschicht liegt. Ein internationales Wissenschaftlerteam unter Beteiligung der Bergischen Universität Wuppertal und unter Leitung des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) erforscht jetzt im Projekt StratoClim („Stratospheric and upper tropospheric processes for better climate predications“) die Atmosphäre über Nepal, Indien und Bangladesch mit einem Höhenforschungsflugzeug. Am 27. Juli startete die russische M55-Geophysika zum ersten Messflug in die Stratosphäre und hat mittlerweile drei von insgesamt neun Forschungsflügen im Gebiet des asiatischen Monsuns erfolgreich absolviert.

Mit dem von Wuppertaler Atmosphärenphysikern betriebenen Messgerät HAGAR, das bereits seit 1998 auf zahlreichen Messkampagnen weltweit auf der M55-Geophysica eingesetzt wurde, wird ein breites Spektrum an klimawirksamen Spurengasen, darunter Kohlendioxid, Methan, Lachgas und Fluorchlorkohlenwasserstoffe, in-situ mit hoher Zeitauflösung gemessen. „Durch den Monsun werden bodennahe Luftmassen aus Südasien, die mit Luftschadstoffen und Treibhausgasen angereichert sind, auf direktem Weg in die untere Stratosphäre katapultiert, wo sie jahrelang verweilen und sich dabei weltweit ausbreiten“, erklärt Prof. Dr. Michael Volk. „Mit unseren Messungen wollen wir herausfinden, wie sich die Zusammensetzung der Luft in der unteren Stratosphäre durch den Monsun verändert und wie die globale Ausbreitung der durch ihn eingetragenen Luftmassen im Detail funktioniert.“

Dabei kommen zwei verschiedene Messprinzipien zum Einsatz: die Absorption von Infrarot-Strahlung sowie ein spezielles Gaschromatographie-System. Die direkten, hochpräzisen und räumlich hochaufgelösten Messungen der Verteilung stabiler Spurengase in der Troposphäre und der Stratosphäre erlauben Rückschlüsse auf dynamische Prozesse, insbesondere den Transport und Austausch von Spurenstoffen in der Atmosphäre.

Satellitenbilder zeigen zudem direkt oberhalb der Monsunregion eine dünne Wolke aus Aerosolen, in der Luft schwebende kleine Tröpfchen oder Staubkörnchen, welche sich über Südasien von der arabischen Halbinsel bis zur Ostküste Chinas erstreckt. Aerosole können erwärmend oder abkühlend auf das Klima wirken, je nach ihrer Zusammensetzung und abhängig davon, wie sie in komplizierter Weise mit Wolkenbildungsprozessen wechselwirken. Der Klimaeffekt von Aerosolen gilt als einer der größten Fehlerquellen bei der Vorhersage von Klimaänderungen. Die Zusammensetzung und Herkunft der Aerosolwolke über dem Monsun sowie die Prozesse, die zu ihrer Bildung führen, zählen zu den großen Rätseln der Klimaforschung. Es ist daher auch unbekannt, wie der Monsun auf Änderungen der Emission von Luftschadstoffen oder auf Klimaänderungen reagieren wird.

Das internationale Wissenschaftlerteam im Projekt StratoClim will diese Wissenslücke nun schließen. Insgesamt arbeiten 37 wissenschaftliche Organisationen aus elf europäischen Ländern, den USA, Bangladesch, Indien und Nepal unter Leitung des Alfred-Wegener-Instituts zusammen. StratoClim wird von der Europäischen Union gefördert.

Weitere Informationen zu dem Projekt unter

www.awi.de
www.stratoclim.org

Kontakt:
Prof. Dr. Michael C. Volk
E-Mail M.Volk{at}uni-wuppertal.de