PHILEAS 2023
Die in den letzten Jahren immer häufiger auftretenden extremen Waldbrände und die Gewitter des asiatischen Monsuns schleudern in der Nordhemisphäre stark verschmutzte Luft in Höhen von bis zu 16 km. Um dieses Phänomen zu untersuchen, beteiligen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung-ASF am KIT an der Messkampagne PHILEAS, die im August und September 2023 stattfindet. Zur detaillierten Bestimmung der Luftzusammensetzung in diesen Höhen benutzen sie das Messinstrument GLORIA, welches im Rahmen der Kampagne auf dem Forschungsflugzeug HALO fliegt. Diese Vermessung gibt Aufschluss darüber, welche potentiellen Folgen extreme (Wetter-) Ereignisse in einem wärmeren Klima haben werden.
Die Luftverschmutzung wie sie zurzeit im asiatischen Raum durch den Monsun sowie durch starke Brände in den großen Wäldern der Nordhemisphäre in Höhen von 11-16 km transportiert wird, wirkt sich direkt und indirekt auf den Strahlungshaushalt des Klimasystems aus. Wie am KIT durch Messungen vor einigen Jahren erstmals gezeigt werden konnte, bewirkt Ammoniakgas in diesen Höhen das Entstehen von Aerosolen, welche die Bildung von Eiswolken, den sogenannten Zirren, begünstigen (Höpfner et al., 2019). Andere Verschmutzungsgase (Johansson et al., 2022) wirken sich stark auf die Ozonkonzentrationen und damit auch auf das Klima am Boden aus. Aus ihren Quellregionen werden die Aerosole und Verschmutzungsgase in der Höhe über die gesamte Nordhalbkugel verteilt. Ziel der Messkampagne ist es, die beteiligten chemischen und physikalischen Prozesse sowie den Ferntransport besser zu verstehen und dadurch Atmosphärenmodelle für die Wetter- und Klimavorhersage zu verbessern.
Die Kampagne ist eine echte Teamleistung mit über 70 beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus acht Institutionen (KIT, Forschungszentrum Jülich, Universität Mainz, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Leibniz-Institut für Troposphärenforschung in Leipzig, Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz, sowie die Universitäten Frankfurt und Wuppertal). Zur optimalen Flugplanung werden unterschiedliche Atmosphärenmodelle herangezogen, darunter das Modell ICON-ART am KIT.
Das Infrarotspektrometer GLORIA, das vom KIT in Zusammenarbeit mit dem Forschungszentrum Jülich entwickelt wurde und seit vielen Jahren auf hochfliegenden Flugzeugen und Stratosphärenballons zur Vermessung der Zusammensetzung der oberen Luftschichten eingesetzt wird, ist ein zentrales Messgerät an Bord des Forschungsflugzeugs HALO. Es ist eines der wenigen Messinstrumente weltweit, die vertikal-aufgelöste Verteilungen einer Vielzahl von Spurenstoffen in großen Höhen sondieren können.
Im PHILEAS Helmholtz-Blog berichten Sören Johansson und Wolfgang Woiwode (beide KIT) sowie Christian Rolf (Forschungszentrum Jülich) von der Messkampagne in Oberpfaffenhofen und Anchorage.