Forscher untersuchen Spurenstofftransport in den oberen Stockwerken der Atmosphäre Gewitter transportieren Spurengase in die Stratosphäre - scinexx | Das Wissensmagazin
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Forscher untersuchen Spurenstofftransport in den oberen Stockwerken der Atmosphäre

Gewitter transportieren Spurengase in die Stratosphäre

© DLR

Wie wird sich die Zusammensetzung der Atmosphäre und das Klima in der Zukunft weiterentwickeln? Mit diesen Fragen beschäftigen sich zurzeit Wissenschaftler von 60 europäischen Forschungsinstituten und Universitäten im EU-Projekt SCOUT-03 (Stratospheric-Climate Links with Emphasis on the Upper Troposphere and Lower Stratosphere). Sie wollen dazu die physikalischen und chemischen Vorgänge und Veränderungen in den oberen Stockwerken der Atmosphäre untersuchen und dabei unter anderem ein gewaltiges Gewittersystem namens „Hector“ unter die Lupe nehmen, dass sich regelmäßig über Australien bildet.

Im Rahmen des auf fünf Jahre ausgelegten Projekts werden dabei Forscher des DLR-Instituts für Physik der Atmosphäre und Mitarbeiter des DLR-Flugbetriebs in den kommenden Wochen mit ihren Partnern in Australien bei einem Feldexperiment umfangreiche Messungen vornehmen. Unterwegs sind sie mit dem DLR-Forschungsflugzeug Falcon sowie dem russischen Höhenforschungsflugzeug Geophysika. Beide Maschinen sind in Oberpfaffenhofen für ihren Einsatz in Australien mit einer Vielzahl von Messinstrumenten eingerüstet worden.

Eines der Ziele der Kampagne ist es, den Beweis für eine Annahme zu erbringen, die auf Simulationen mit numerischen Wettervorhersagemodellen zurückgeht: Forscher gehen davon aus, dass über dem so genannten maritimen Kontinent der Großteil der klimarelevanten Spurenstoffe in die Stratosphäre gelangt. Dort verbleiben die Spurenstoffe für viele Jahre und werden rund um den Erdball verteilt.

Gewitter für Stofftransport verantwortlich

Verantwortlich für den Vorgang sind zum Teil extrem hoch reichende Gewittersysteme in dieser Region, die Spurenstoffe innerhalb weniger Stunden in Höhenbereiche von mehr als 14 Kilometer transportieren. Dort gelangen sie in eine rund vier Kilometer dicke Übergangsschicht, die so genannte Tropical Transition Layer (TTL). Daneben gibt es auch langsame aufwärtsgerichtete Spurenstofftransporte in der TTL, die nicht mit Gewittern verbunden sind.

Welche Transportprozesse in der TTL dominieren und wie dadurch die Ozon- und Wasserdampfverteilung beeinflusst werden, wollen die DLR-Forscher und ihre Partner mit den Flugzeugmessungen untersuchen. Dabei werden sie auch mehrfach ein gewaltiges Gewittersystem namens „Hector“ sondieren, das sich regelmäßig jeden Nachmittag über einer Insel nördlich von Australien bildet und bis in die TTL reicht.

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Verteilung der Spurengase vor Ort messen

Das vom DLR mit Ozon- und Stickoxidsensoren ausgerüstete Höhenforschungsflugzeug Geophysica wird in der Übergangsschicht zwischen Troposphäre und Stratosphäre (in zirka 13 bis 17 Kilometer Höhe) die Verteilung der Spurengase vor Ort messen.

Die tiefer fliegende Falcon wird die Wasserdampfvertikalverteilung in der TTL durch Fernerkundung mit einem vom DLR entwickelten Lidarsystem untersuchen. Unterstützende Messungen vom Boden bei der Beobachtung des Hector-Systems erfolgen unter anderem mit einem Blitzmess-System des DLR. Mit diesem können in einem Umkreis von mehreren hundert Kilometer Blitze dreidimensional vermessen werden.

(DLR, 10.11.2005 – DLO)

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