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An airborne study of the microphysical and chemical structure of polar stratospheric clouds

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Umweltanalytik per Höhenaufklärer

Die Satellitentechnologie zur Umweltüberwachung hat zweifellos ihre Vorteile. In manchen Fällen kommt sie jedoch nicht in Betracht, weil sie entweder unvertretbar teuer oder für wissenschaftliche Zwecke nicht flexibel genug ist. Satelliten bieten zwar hervorragende Möglichkeiten zur Fernerkundung aus der Umlaufbahn, liefern aber keine In-situ-Messungen. Der Umbau eines im Kalten Krieg für Einsätze in großen Höhen entwickelten russischen Kampfflugzeugs zu einer Plattform für wissenschaftliche Missionen hat sich als erfolgreiches Konzept für technologische Anwendungen bewährt.

Klimawandel und Umwelt

Als die Umweltschutzbehörden die Notwendigkeit erkannten, mehr über die Rolle zu erfahren, die Aerosole in der Atmosphäre spielen, wurde schnell klar, dass geeignete Messungen mit Hilfe der Satellitentechnologie nicht zu erzielen sein würden. Benötigt wurde vielmehr ein hoch fliegendes Allwetterflugzeug mit ganz besonderen Flugeigenschaften, das in der Lage sein musste, sich über viele Stunden hinweg in der Stratosphäre aufzuhalten. Es musste mit Apparaturen auszurüsten sein, die detaillierte In-situ-Messungen von Schwebstoffteilchen liefern und diese mit mikrophysikalischen, chemischen und Transportmodellen für den unregelmäßig stattfindenden Abbau von Ozon korrelieren können. Die M-55 Geophysica mit ihrer Dienstgipfelhöhe von 21 Kilometern war wie geschaffen für die Vermessung der mikrophysikalischen und chemischen Strukturen von polaren stratosphärischen Wolken. Mit ihrer Nutzlast von 1500 kg an technischem Spezialgerät kann diese Maschine sowohl Fernerkundungsaufgaben als auch In-situ-Messungen ausführen. Dank dieser hohen Nutzlast ist es mit diesem Flugzeug kein Problem, auf einem einzigen Flug gleich mehrere Messkampagnen durchzuführen. Zu diesen Einsätzen gehören beispielsweise die Messung von Partikeln mit Durchmessern bis herab zu 23 Mikrometern, die Aerosol- und Spurengasanalyse oder die Zählung von Kondensationskernen zur Ermittlung ihrer Dichte. Hinzu kommen Techniken zur Aerosol- und PSC-Charakterisierung im Hinblick auf die Größe, die Form und den Brechungsindex (und damit die Dichte) der Partikel, die Fluoreszenzmessung der Wasserdampfkonzentration sowie Gasspektroskopiemessungen im Ultraviolett- und Infrarotbereich. Damit fliegt die M-55 jetzt Einsätze für den Umweltschutz und hilft so, unser Wissen über die atmosphärischen Einflüsse zu erweitern, die zum Schwinden der für uns so lebenswichtigen Ozonschicht führen.

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