Im groß angelegten Forschungsprojekt "Atmospheric Tomography Mission" (ATom) untersuchen ForscherInnen der NASA, der Harvard University, NOAA, sowie neun weiteren US-Forschungseinrichtungen und der Universität Wien, welchen Einfluss von Menschen verursachte Emissionen auf die Luftqualität und das Klima haben. Über einen Zeitraum von drei Jahren – unter Berücksichtigung aller Jahreszeiten – begeben sich die WissenschafterInnen mit dem NASA Forschungsflugzeug DC-8 über und unter die Wolken, um zu erforschen, wie reaktive Gase, Treibhausgase und Aerosole in der Luft über unseren Köpfen verteilt sind: vom Nordpol über Neuseeland bis zur Antarktis.
| Rund um die Welt: Auf seinem Weg von Palmdale (Kalifornien) Richtung Nordpol, zurück nach Alaska über Hawaii und Amerikanisch-Samoa nach Neuseeland, Richtung Antarktis, zurück nach Chile, Ascension Island, Azoren und Grönland wieder nach Palmdale steigt und sinkt die DC-8 kontinuierlich zwischen einer Höhe von 0,2 bis zwölf Kilometern und sammelt Daten in den entlegensten Gebieten der Atmosphäre, in denen es bislang nur sehr wenige Messungen gibt. (Grafik: Tom Ryerson, NOAA) |
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Universität Wien erforscht Supermikrometer-Aerosol
Die erste von insgesamt vier ATom-Messkampagnen findet zwischen Ende Juli und Mitte August 2016 statt und die letzten Vorbereitungen für die große Mission laufen auf Hochtouren. Derzeit sind wir – Maximilian Dollner, Harald Schuh und Bernadett Weinzierl – im Armstrong Flight Research Center in Palmdale, Kalifornien, wo zahlreiche Instrumente zur Untersuchung der Atmosphäre in das NASA-Forschungsflugzeug DC-8 eingebaut und letzten Tests unterzogen werden.
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Unser Instrument, ein sogenanntes "Cloud, Aerosol, and Precipitation Spectrometer" (im Bild oben), ist an der Unterseite des Tragflügels der DC-8 montiert und hat gerade die für die Flugzeugzulassung erforderliche Abnahme bestanden. Ziel unserer Messungen ist es, die globale Verteilung von Supermikrometer-Aerosol – insbesondere Mineralstaub und Seesalz – zu untersuchen, mögliche Unterschiede in der Supermikrometer-Aerosolverteilung zwischen der Nord- und Südhalbkugel zu quantifizieren und den Einfluss von Supermikrometer-Aerosol auf die Wolkeneigenschaften zu studieren. |
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Das ist u.a. für die Klimaforschung spannend, da Supermikrometer-Aerosol, deren Partikeldurchmesser größer als einen Mikrometer ist, einen Großteil der jährlich freigesetzten Aerosolmasse in der Atmosphäre ausmacht. Obwohl der überwiegende Teil des Supermikrometer-Aerosols natürlichen Ursprungs ist – Mineralstaub, Seesalz, Vulkanasche – tragen diese Partikel aufgrund ihres in der Vergangenheit unbekannten Einflusses auf den Energiehaushalt der Erde stark zu den Unsicherheiten im Verständnis des Klimawandels bei. Darüber hinaus können Vulkanasche und Mineralstaub aufgrund ihrer schädlichen Wirkung für Flugzeugtriebwerke und wegen ihres Einflusses auf die Sichtverhältnisse zu weitreichenden Einschränkungen für den Luftverkehr führen, wie der Ausbruch des Eyjafjalla Vulkanes 2010 in Island eindrucksvoll bewiesen hat.
| Aerosolpartikel, winzige in der Luft schwebende Teilchen wie Mineralstaub, Vulkanasche oder Ruß, sind ein wichtiger Faktor im globalen Wetter- und Klimasystem. Regelmäßig als grau-braune Dunstschichten am Horizont sichtbar, beeinflussen Aerosole den Energiehaushalt der Erde durch Absorption, Streuung und Emission von Strahlung, verändern die Eigenschaften von Wolken und beeinträchtigen die Luftqualität. (© Bernadett Weinzierl) |
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Die Kombination der Messungen der Universität Wien mit Messungen des US-Forschungsinstituts NOAA auf der DC-8 erlaubt dabei eine umfassende Charakterisierung des gesamten atmosphärischen Aerosolsystems in den abgeschiedensten Regionen der Erde.
66.000 Kilometer, 1,6 Erdumrundungen
Neben detaillierten Einblicken in physikalische Prozesse werden mit dem ATom-Datensatz einzigartige Messungen von chemischen Komponenten in der Atmosphäre vorgenommen. Diese Daten stehen dann für die Validierung und Weiterentwicklung von globalen Atmosphären- und Klimamodellen zur Verfügung, die nicht mit Satelliten erfasst werden können, sondern durch direkte Messungen in der jeweiligen Region erhoben werden müssen. In den kommenden Wochen berichten wir mit unseren Beiträgen für uni:view über die Vorbereitungen und Messungen an Board des "Fliegenden Labors" auf dem NASA Forschungsflugzeug DC-8. Insgesamt werden wir eine Strecke von 66.000 Kilometer oder 1,6 Erdumrundungen zwischen 86°N und 85°S zurücklegen, 160 Vertikalprofile fliegen und dabei viele spannende Messdaten sammeln.
Fortsetzung folgt ...
Zur Autorin: Univ.-Prof. Dr. Bernadett Weinzierl ist Aerosolphysikern an der Fakultät für Physik der Universität Wien. Im Rahmen des groß angelegten Forschungsprojekts "Atmospheric Tomography Mission" (ATom) ist sie gemeinsam mit ForscherInnen der NASA, der Harvard University, NOAA sowie neun weiteren US-Forschungseinrichtungen mit dem Forschungsflugzeug DC-8 unterwegs und berichtet darüber wöchentlich im uni:view Magazin. Auf insgesamt über 66.000 Flugkilometern von Palmdale (Kalifornien) bis zum Nordpol und zur Antarktis untersucht sie, wie Abgase und Co unsere Luft und das Klima beeinflussen.
