Klimaforscher untersuchen Dunstschicht über der Arktis

Kombinierte Messkampagne mit Flugzeugen, Satelliten und am Boden

Ein internationales Team von Wissenschaftlern untersucht zurzeit eine Dunstschicht, die sich jedes Frühjahr über der Arktis ausbreitet. Diese Luftschicht enthält Aerosole, deren Ausbreitung in der abgasfreien Arktis zu einer Belastung führt, wie sie sonst nur über Industriegebieten auftritt. Eine der wichtigsten Fragen ist die nach einer möglichen direkten und indirekten Wirkung auf das Klima. Aerosole sind Schwebstoffe in der Luft, die durch Aufnahme oder Reflektion der Sonneneinstrahlung das Klima direkt beeinflussen. Als Kristallisationskeime können sie außerdem die Entstehung von Wolken auslösen und so indirekt auf das Klima einwirken. Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung fanden schon im Frühjahr 2000 heraus, dass die Konzentration der Schwermetalle Blei und Cadmium in dem arktischen Dunst im Vergleich zur klaren Polarluft im Sommer um das Drei- bis Fünffache erhöht ist. Die Konzentration im Frühjahr ist vergleichbar mit der in Mitteleuropa, obwohl es in der Arktis kaum vom Menschen verursachte Aerosolquellen gibt. Die Verschmutzung der arktischen Atmosphäre hat offensichtlich ihren Ursprung in den weit entfernten Industrieregionen.

Flugzeugmessungen

Unter Führung des Alfred-Wegener-Instituts und des japanischen Polarforschungsinstituts (National Institute for Polar Research, NIPR) erforscht ein internationales Konsortium von verschiedenen Stationen aus das Phänomen des arktischen Dunstes. Das Ziel des aktuellen Projektes ASTAR 2004 (Arctic Study of Tropospheric Aerosol, Clouds and Radiation) ist die genaue Erfassung dieser Luftschicht im Übergang vom arktischen Frühling zum arktischen Sommer. Die Messungen sind nur möglich mit Hilfe der beiden Polarflugzeuge „Polar 2“ und „Polar 4“ des Alfred-Wegener-Instituts, die von Longyearbyen auf Spitzbergen aus eingesetzt werden. Der Flugbetrieb wird durch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) durchgeführt. Die Betreuung der wissenschaftlichen Systeme erfolgt durch Optimare Sensorsysteme AG Bremerhaven. Die Flugzeuge sind mit einer Vielzahl von Geräten bestückt, mit denen die Eigenschaften der Aerosole, sowie deren Wechselwirkung mit Wolkenteilchen erfasst werden. In „Polar 4“ sind Messsysteme zur optischen, mikrophysikalischen und chemischen Bestimmung der Aerosolkonzentrationen installiert. In „Polar 2“ sind Systeme zur Bestimmung der mikrophysikalischen Eigenschaften von Wolkenteilchen eingebaut, sowie das neue Licht-Radar (AMALI) System zur Fernerkundung der Aerosolverteilung in der unteren Troposphäre. Die weiteren Untersuchungen werden später am Alfred-Wegener-Institut mit Modellrechnungen durchgeführt.

Netzwerk aus Bodenmessungen und Satellitenbeobachtungen

Um die Komplexität des arktischen Dunstes erfassen zu können, finden parallel zu den Flugzeugmessungen in Ny-Ålesund auf Spitzbergen, dem Standort der deutsch-französischen Arktis-Station, der japanischen Station und norwegisch-schwedischen Bergstation gleichartige Messungen am Boden statt. Weitere Messungen werden an der polnischen Polarstation im Hornsund auf Spitzbergen, an der finnischen Station in Pallas Sodankylae (Finnland) sowie in Point Barrow, Alaska (USA) durchgeführt. Außerdem werden die Daten zur Ergänzung der NASA- und ENVISAT- Satellitenprojekte herangezogen. Diese unterstützen die ASTAR-Wissenschaftler wiederum durch aktuelle regionale Satellitendaten.

Die diesjährige, sechswöchige Messkampagne steht in einer Reihe von Kampagnen, die seit dem Jahr 2000 stattfinden. Im nächsten Jahr ist eine weitere Flugzeugkampagne im März/April in der Arktis geplant. Das ASTAR-Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft, dem japanischen Ministerium für Bildung, Wissenschaft, Sport und Kultur, dem schwedischen Polar-Sekretariat und dem französischen Polarforschungsinstitut (IPEV) im Rahmen der gemeinsamen deutsch-französischen Arktisstation unterstützt. Die Messkampagne wird am 15. Juni zu Ende gehen.

Am 17. Juni kehren die AWI-Flugzeuge „Polar 2“ und „Polar 4“ nach Bremerhaven zurück.