Neue Nachwuchsgruppe erforscht Klimawirksamkeit des globalen Luftverkehrs

Flugzeuge tragen durch Emissionen des Treibhausgases Kohlendioxid zur globalen Erwärmung bei, wie kürzlich der Bericht des Intergovernmental Panel for Climate Change (IPCC, 2007) zusammengefasst hat. Neben Kohlendioxid spielen Stickoxide und ihre Wirkung auf Kondensstreifen und Eiswolken eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Klimawirksamkeit des globalen Luftverkehrs.

Zu diesem Thema startet im April 2007 die von der Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren geförderte Nachwuchsgruppe AEROTROP (Impact of Aircraft Emissions on the heteROgeneous chemistry of the TROPopause region) in einer Zusammenarbeit zwischen dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und dem Mainzer Max-Planck-Institut für Chemie.

Die Nachwuchsgruppe untersucht unter der Leitung der Wissenschaftlerin Christiane Voigt die Veränderung der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre durch Flugzeugemissionen. In wolkenfreien Schichten der Atmosphäre führt die Emission von Stickoxiden durch den aktuellen Luftverkehr zu einer Erhöhung der Ozonkonzentrationen zwischen 8 und 15 km Höhe in der Tropopausenregion. Chemische Prozesse an Aerosolpartikeln, Kondensstreifen und Eiswolken (Zirren) können die Wirkung von Flugzeugemissionen auf den Ozonhaushalt verändern. Dabei bestehen große Unsicherheiten in der Kenntnis und der Quantifizierung dieser Reaktionen.

Zu diesem Zweck werden von der Nachwuchsgruppe gemeinsam mit der deutschen Forschungsgemeinschaft, Max-Planck-Instituten und Helmholtz-Forschungszentren Flugzeugmessungen mit dem DLR-Forschungsflugzeug Falcon und ab 2009 mit dem Höhenforschungsflugzeug HALO (High Altitude Long Range Aircraft) durchgeführt. Bei diesen Messungen werden die Vorkommen von Stickoxiden und halogenhaltigen Verbindungen sowie Partikeleigenschaften in der Tropopausenregion in mittleren und nördlichen Breiten bestimmt und mit Satellitendaten verglichen. Der Einfluss von Flugzeugemissionen und Kondensstreifen auf die Zusammensetzung der Atmosphäre soll bei so genannten „Verfolgungsflügen“ direkt hinter Verkehrsflugzeugen (siehe Bild) und im Flugkorridor über Europa und dem Nord-Atlantik gemessen werden.

Derartige Messungen liefern eine Basis für Prozess-Studien und globale Modellsimulationen, mit denen die flugzeugbedingte Veränderung des Ozonhaushaltes der Tropopausenregion unter Berücksichtigung von Reaktionen an Partikeln quantifiziert werden sollen. Weiterführende Studien sollen den Einfluss von Emissionen in unterschiedlichen Flughöhen auf die Chemie der Atmosphäre und das Klima bewerten.

Die Untersuchungen im Rahmen von AEROTROP unterstützen damit die nachhaltige Entwicklung eines umweltverträglicheren Flugverkehrs. Sie liefern eine weitere Grundlage für strategische Entscheidungen bezüglich der Flughöhenverteilungen zukünftiger Flugzeuggenerationen. Bestehende Unsicherheiten in der Bewertung des Klimaeinflusses des stark anwachsenden Luftverkehrs können reduziert werden.

Kontakt und Informationen:

Dr. Christiane Voigt, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Physik der Atmosphäre (Christiane.Voigt@dlr.de, 08153/282579)

Prof. Dr. Stephan Borrmann, Institut für Physik der Atmosphäre, Johannes Gutenberg-Universität Mainz und Abteilung Partikelchemie des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz (Borrmann@uni-mainz.de, 06131/3923396)

Prof. Dr. Ulrich Schumann, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Physik der Atmosphäre (Ulrich.Schumann@dlr.de, 08153/282521)