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Auf den Spuren von Waschmittel und Schwebeteilchen

Im Mai 2012 startete der Zeppelin NT zu seinem bisher größtem wissenschaftlichen Einsatz. Das Ziel: Die Erforschung der Zusammenhänge zwischen Atmosphärenchemie und Klimawandel. Eingebettet in das EU-Projekt PEGASOS untersuchte der Zeppelin NT in mehrwöchigen Kampagnen unter Jülicher Federführung die Qualität im europäischen Luftraum. Zusammen mit den Untersuchungen der insgesamt 26 Partner aus 14 europäischen Staaten sowie Israel in PEGASOS, sollen die Ergebnisse die Basis liefern für EU-weite Maßnahmen zum Klimaschutz. Die Daten werden derzeit ausgewertet.

Einzigartige Flugeigenschaften

Zeppelin geht wieder auf die ReiseDer Zeppelin im Einsatz 2013 in Schweden.
Quelle: Forschungszentrum Jülich

Bereits 2007 und 2008 waren Jülicher Klimaforscher mit dem Zeppelin unterwegs. Die beiden Messkampagnen überzeugten die Wissenschaftler: Der Zeppelin NT ergänzt Flugzeuge und fest installierte Bodenstationen in idealer Weise. Zum Einen durch seine einzigartigen Flugeigenschaften: Er kann langsam schweben, in der Luft anhalten, vertikal auf- und absteigen, bis zu 24 Stunden fliegen und dabei über eine Tonne schweres Messgerät transportieren. Zum Anderen erschließt er den Forschern die Luftschicht in einer Höhe von 100 bis 1.000 Metern Höhe, die sogenannte planetarische Grenzschicht. Genau in dieser bisher wenig untersuchten, aber chemisch sehr reaktiven Region entscheidet sich das Schicksal der meisten Schadstoffe, die an der Erdoberfläche ausgestoßen werden. Informationen darüber sind daher notwendig, um atmosphärische Prozesse detailliert zu verstehen und Modellvorstellungen zu überprüfen. Der Zeppelin kann die Verteilung von Spurengasen in dieser Schicht präzise und flexibel untersuchen.

Recycling in der Atmosphäre

Im Fokus der PEGASOS-Kampagne standen zum einen Schwebeteilchen in der Luft, zum anderen das "Waschmittel" der Atmosphäre, das chemische Hydroxyl-Radikal (OH-Radikal). Es leitet den Abbau der meisten Schadstoffe ein und ist somit ein Maß für die Reinigungskraft der Atmosphäre. In einem natürlichen Kreislauf wird es auch wieder recycelt. Hier sind die Jülicher Forscher aber in den vergangenen Jahren auf Unstimmigkeiten gestoßen, was die bisherige Theorie zu dem Recycling angeht. Die Zeppelinflüge sollen nun Klarheit schaffen. In Sachen Schwebeteilchen (Aerosole) geht es unter anderem um die folgenden Fragen: Aus welchen Quellen stammen sie? Wie lagern sie sich zu größeren Partikeln zusammen? Welche chemischen und physikalischen Auswirkungen haben sie auf das Klima und die Luftqualität? Und welche Rolle spielen sie beim Recycling des natürlichen "Waschmittels"? Die erhobenen Daten sollen mehr Klarheit hierzu schaffen.

Drei verschiedene Sets von Messgeräten verwendeten die Wissenschaftler für ihre Untersuchungen. Jedes Set ist für eine etwas andere Fragestellung zum Verhalten des Waschmittels und der Schwebteilchen ausgelegt. Abhängig von der meteorologischen und der chemischen Situation in den durchflogenen Luftschichten wurden die Sets dann während der Kampagne ausgewechselt.

Flugrouten: Ein rund fünfzehnköpfiges Team mit Forschern aus Jülich, der Schweiz, Estland und den USA begleitete den Zeppelin NT auf seinen drei Missionen. Zuerst von Friedrichshafen aus in die Niederlande mit dem Endziel Cabauw und zurück nach Friedrichshafen. Die zweite Mission, führte den Zeppelin 2012 für gut fünf Wochen nach Italien, um Messflüge in der Po-Ebene und über der Adria vorzunehmen. Die dritte Mission, im Frühjahr 2013, ging schließlich für zwei Monate nach Nordeuropa, Zielort war Hyytiälä in Finnland. Sowohl die Routen der Mission als auch die Messplätze waren auf bestehende Bodenmessstationen abgestimmt. Die Forscher konnten dadurch Daten aus dem Flug direkt mit Messungen der Wissenschaftler vor Ort vergleichen.

Erste Ergebnisse der Auswertungen wurden im April 2014 in der Zeitschrift Science veröffentlicht.

Weitere Informationen

Medienseite zu PEGASOS mit Bildern, Videos und Filmmaterial

Pressemitteilung zur Veröffentlichung erster Ergebnisse in Science:
"Saubere Luft: weniger Quellen für Selbstreinigung - Studie stellt bisheriges Wissen über Salpetrige Säure (HONO) auf den Kopf" (14. April 2014)


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