Mit HALO in die Atmosphäre

Prof. Annette Schavan, Bundesministerin für Bildung und Forschung, stellte heute das Forschungsflugzeug HALO (High Altitude and Long Range Research Aircraft) offiziell in Dienst. Im Anschluss startet in der letzten Augustwoche der erste der sechs Flüge der Mission TACTS (Transport and Composition in the UTLS) zwischen Oberpfaffenhofen und den Kapverden. Drei Messinstrumente des Forschungszentrums Jülich sind Teil der Mission, bei der das Vorkommen wichtiger Treibhausgase wie Ozon, Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf und deren Austausch in der Atmosphäre studiert wird. Die neuen Erkenntnisse sollen Chemie-Klima-Modelle optimieren.

Beim heutigen Festakt am Standort Pfaffenhofen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) wird die Bundesforschungsministerin von Prof. Andreas Wahner begleitet. Der Direktor des Jülicher Instituts für Energie- und Klimaforschung – Troposphäre ist auch Leiter des Wissenschaftlichen Lenkungsausschusses von HALO. Das Forschungsflugzeug auf Basis eines Gulfstream G550 Business Jets mit seiner Kombination aus Reichweite, Flughöhe und einer Nutzlast von drei Tonnen ermöglicht einzigartige Atmosphärenmessungen und verspricht den Wissenschaftlern neue Erkenntnisse. Bis 2015 sind mehr als zehn wissenschaftliche Missionen mit HALO geplant.

Seine maximale Flughöhe von 15.000 Metern ist für die Mission TACTS von besonderer Bedeutung. Denn die Untersuchungen der Spurengase konzentrieren sich auf den Grenzbereich zwischen der untersten Schicht der Erdatmosphäre (Troposphäre) und der darüberliegende Stratosphäre (englisch UTLS), die in unseren Breiten bei etwa zehn Kilometern Höhe beginnt. An einigen Stellen werden die Messungen sogar die ersten überhaupt sein. Kenntnisse über das Vorkommen der Spurengase in den einzelnen Schichten sind ein Schlüssel für bessere Wettervorhersagen und die Beobachtung von Klimaveränderungen.

Das Forschungszentrum Jülich übernimmt nicht nur die Flugplanung, sondern ist auch mit drei Messinstrumenten an TACTS beteiligt. GLORIA (Global Limb Radiance Image for the Atmosphere) ist ein gemeinsam mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entwickeltes Infrarot-Spektrometer. „GLORIA hat die Funktion einer Infrarot-Kamera. Es zeichnet sich dadurch aus, dass jeder Bildpunkt ein gesamtes Infrarot-Spektrum enthält, aus dem sich viele atmosphärische Spurenstoffe ableiten lassen“, sagt Prof. Martin Riese, Direktor des Jülicher Instituts für Energie- und Klimaforschung, Bereich Stratosphäre. Außerdem kommt mit FISH eines der weltweit genauesten Instrumente zur Messung des atmosphärischen Wasserdampfs und des Eisgehalts von sogenannten Zirruswolken in einer speziell für HALO entwickelten Version zum Einsatz. „Wasserdampf ist das wichtigste Treibhausgas, und Eiswolken haben im Höhenbereich der Messungen ebenfalls große klimatische Effekte“, so Riese. Auch das dritte Instrument, kurz HAI, dient dem Aufspüren von Wasserdampf. Das gemeinsam vom Forschungszentrum Jülich, der Universität Heidelberg und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt entwickelte Gerät misst die Absorption eines Lasers und ermittelt darüber den Wasserdampf- und Eisgehalt in der Atmosphäre.

Für die Flugplanung von TACTS und nachfolgenden Missionen haben Jülicher Wissenschaftler im Rahmen eines DFG-Projektes unter der Leitung von Dr. Jens-Uwe Grooß ein weiteres Werkzeug entwickelt, das eine zentrale Rolle spielen wird. „Bei so teuren Experimenten ist es sehr wichtig, das Optimale aus den Messungen heraus zu holen“, erklärt Grooß. Im Rahmen von TACTS kommt es insbesondere auf eine genaue Vorhersage der Lage des Subtropen-Jets, eines sich bewegenden Starkwindbandes, an, der maßgeblichen Einfluss auf den Transport von Spurengasen hat. Grooß: „Durch die exakte Vorhersage für verschiedene mögliche Flugwege können wir so den wissenschaftlich wertvollsten Weg bestimmen.“

Die Frankfurter Goethe-Universität koordiniert die Mission TACTS. Zwischen den einzelnen Messflügen und nach den TACTS-Flügen wird HALO von Spitzbergen über verschiedene Stationen bis zum Südpol fliegen. Diese Route ist ein Teil des vom DLR koordinierten Projektes ESMVal (Erdsystem-Modell-Validierung), bei dem ebenfalls die Jülicher Instrumente zum Einsatz kommen.

HALO ist eine Gemeinschaftsinitiative deutscher Umwelt- und Klimaforschungseinrichtungen und wird gefördert durch Zuwendungen des Bundesministeriums für Bildung und Forschung, der Helmholtz-Gemeinschaft, der Deutschen Forschungsgemeinschaft, der Max-Planck-Gesellschaft, des Freistaates Bayern, des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ, des Forschungszentrums Jülich, des Karlsruher Instituts für Technologie und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Weitere Informationen:

Offizielle HALO-Projektseite:
http://www.halo.dlr.de/
Institut für Energie und Klimaforschung-Stratosphäre:
http://www.fz-juelich.de/iek/iek-7/DE/Home/home_node.html
Institut für Energie- und Klimaforschung – Troposphäre:
http://www.fz-juelich.de/iek/iek-8/DE/Home/home_node.html
Ansprechpartner:
Prof. Martin Riese
Institut für Energie- und Klimaforschung – Stratosphäre
Tel. 02461 61- 6065
Mail m.riese@fz-juelich.de
Prof. Andreas Wahner
Institut für Energie- und Klimaforschung – Troposphäre
Tel. 02461 61- 4692
Mail a.wahner@fz-juelich.de
Dr. Jens-Uwe Grooß
Institut für Energie- und Klimaforschung – Stratosphäre
Tel. 02461 61- 9184
Mail j.-u.grooss@fz-juelich.de

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