Flug in eisige Wolken

Für Klimamodelle sind Mischphasenwolken, die sich aus Eiskristallen und Wassertropfen zusammensetzen, von großer Bedeutung.

Über deren Eigenschaften soll jetzt die VerDI-Kampagne (Vertical Distribution of Ice in Arctic Clouds) Aufschluss geben: Koordiniert durch die Universität Leipzig ist das Forschungsflugzeug „Polar 5“ am Sonntag, den 22. April 2012, von der kanadischen Stadt Inuvik aus in die Arktis gestartet. Mit an Bord ist auch das Spektrometer NIXE-CAPS, mit dem Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich die Wolkenpartikel untersuchen.

„Wir wissen bisher leider nur sehr wenig über Mischphasenwolken, obwohl deren Eigenschaften so wichtig sind“, sagt Dr. Martina Krämer vom Jülicher Institut für Energie- und Klimawissenschaften. Denn Wolken sorgen zum einen dafür, dass die Wärmestrahlung der Erde in der Atmosphäre bleibt, zum anderen reflektieren sie auch die Sonnenstrahlung und kühlen dadurch die Erde. Die Größe der Effekte hängt von der Beschaffenheit der Wolke ab, in Mischphasenwolken vor allem von deren Eis-Anteil.

Die Kampagne VerDI, bei der mehrere deutsche Forschungseinrichtungen miteinander kooperieren, soll darüber Aufschluss geben. Etwa einen Monat lang starten Forschungsflüge mit der „Polar 5“. Das Spektrometer aus Jülich spielt eine wichtige Rolle: „NIXE-CAPS kann nicht nur die Größe der Wolkenpartikel messen, sondern auch bestimmen, ob es sich um Wassertropfen oder Eiskristalle handelt“, sagt Krämer. Dies lässt Rückschlüsse auf den Grad der Vereisung der Wolke zu.

NIXE-CAPS besteht aus zwei Teilen. Im oberen Teil misst ein Laser die Größe jedes einzelnen Wolkenpartikels: Je nachdem, wie groß der Partikel ist, wird das Laserlicht unterschiedlich stark gestreut. „So werden Größen von 0,6 bis
50 Mikrometer erfasst“, erklärt Krämer. Der untere Teil des Spektrometers misst Partikel, die zwischen 15 Mikrometern und einem Millimeter groß sind.
Hierbei trifft ein Laserstrahl auf die Wolkenpartikel und erzeugt ein Schattenbild, dessen Größe und Form dann von Messdioden bestimmt wird.

Anhand der sogenannten Sphärizität lassen sich so auch flüssige Wassertropfen von festen Eiskristallen unterscheiden: Tropfen sind sphärisch, also rund, Eiskristalle asphärisch, also unregelmäßig geformt.

Schon im Rahmen der „Coalesc“-Kampagne im März letzten Jahres hatten die Jülicher Forscher um Krämer Mischphasenwolken untersucht, damals mit Forschungsflügen im britischen Exeter. Von den Messungen in der Arktis erhoffen sie sich weitere Auskünfte.

Weitere Informationen:
Pressemitteilung zu Coalesc:
http://www.fz-juelich.de/SharedDocs/Meldungen/IEK/IEK-7/DE/regenmacher.html
Institut für Energie und Klimaforschung, Bereich Stratosphäre (IEK-7):
http://www.fz-juelich.de/iek/iek-7/DE/Home/home_node.html
NIXE-CAPS (Bild):
http://www.fz-juelich.de/iek/iek-7/DE/Forschung/WisInfra/nixe/nixe-caps_node
.html
Ansprechpartner:
Dr. Martina Krämer
Tel. 02461/61-3238
m.kraemer@fz-juelich.de
Pressekontakt:
Erhard Zeiss, Dr. Barbara Schunk
Tel.: 02461 61-1841/-8031
e.zeiss@fz-juelich.de, b.schunk@fz-juelich.de
Das Forschungszentrum Jülich…
… betreibt interdisziplinäre Spitzenforschung, stellt sich drängenden Fragen der Gegenwart und entwickelt gleichzeitig Schlüsseltechnologien für morgen. Hierbei konzentriert sich die Forschung auf die Bereiche Gesundheit, Energie und Umwelt sowie Informationstechnologie. Einzigartige Expertise und Infrastruktur in der Physik, den Materialwissenschaften, der Nanotechnologie und im Supercomputing prägen die Zusammenarbeit der Forscherinnen und Forscher. Mit rund 4 700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern gehört Jülich, Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, zu den großen Forschungszentren Europas.