So groß wie ein Fußballfeld: Stratosphärenballon überquert Atlantik
Um den Klimawandel besser zu verstehen, untersuchen Forschende des KIT und FZJ mit dem neuen, kompakten Messgerät GLORIA-Lite die dynamischen und chemischen Prozesse in der oberen Atmosphäre. Ein Stratosphärenballon ermöglichte erstmals transkontinentale Messungen in 40 Kilometern Höhe.
Stratosphärenballon mit GLORIA-Lite: Transkontinentale Messungen zur Erforschung der oberen Atmosphäre und des Klimawandels.
Foto: Michael Höpfner (KIT)
Um den Klimawandel besser zu verstehen, ist es wichtig, die dynamischen und chemischen Prozesse in der oberen Atmosphäre zu untersuchen. Immer häufigere und höher reichende Waldbrände bringen mehr Schadstoffe in die Stratosphäre. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Forschungszentrums Jülich (FZJ) untersuchten erstmals die oberen Luftschichten in 40 Kilometern Höhe transkontinental mit einem Stratosphärenballon, der einen Durchmesser von der Länge eines Fußballfeldes hat.
Um den transkontinentalen Flug von Nordschweden über den Nordatlantik und Grönland bis nach Kanada zu ermöglichen, entwickelten die Forschenden das Messgerät GLORIA-Lite.
Im Juni startete ein großer Stratosphärenballon eine Mission in der Atmosphärenforschung. Ausgerüstet mit dem neuen Messgerät GLORIA-Lite erreichte der Ballon eine Höhe von 40 Kilometern – das ist etwa viermal höher als normale Linienflugzeuge. Die Reise führt ihn dann vom European Space and Sounding Rocket Range (ESRANGE) in Nordschweden über den Nordatlantik und Grönland bis nach Kanada. GLORIA-Lite wurde vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung (IMKASF) am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entwickelt, in Zusammenarbeit mit zwei Instituten des Forschungszentrums Jülich.
„Dies ist das erste Mal, dass ein derartiger Ballon mit einem unserer Instrumente den Atlantik überquert”, kommentierte Atmosphärenforscher Dr. Jörn Ungermann vom Forschungszentrum Jülich.
So groß wie ein Fußballfeld
Das Ballonteam des Centre National d’Études Spatiales (CNES) startete, wie bereits erwähnt, erfolgreich in Schweden. Der Ballon erreichte wie geplant seine maximale Flughöhe in der Stratosphäre, der zweiten Schicht der Atmosphäre, und entfaltete sich vollständig auf seine Größe von etwa 100 Metern Durchmesser – das entspricht der Länge eines Fußballfeldes.
„Wir haben bereits mehr als 25 Flüge mit Instrumenten wie dem Vorgängermodell GLORIA auf großen Ballons durchgeführt. GLORIA-Lite ist nun dank modernster Infrarotsensoren, maßgeschneiderter Elektronik und innovativer Fertigungstechnik deutlich kleiner und leichter“, kommentiert Dr. Michael Höpfner vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung Atmosphärische Spurengase und Fernerkundung des KIT.
Was kann das Messgerät GLORIA-Lite?
In der Ballongondel befinden sich Messinstrumente wie das GLORIA-Lite vom KIT zur Analyse von Molekülen und Aerosolen in der Stratosphäre.
Foto: Michael Höpfner, KIT
GLORIA-Lite ist eine brandneue Entwicklung, die die langjährigen Messungen seines Vorgängers GLORIA fortsetzen und wesentlich verbessern soll. Dank modernster Infrarotsensoren, spezieller Elektronik und innovativer Fertigungstechniken wurde das neue Gerät erheblich kleiner und leichter gestaltet. Dies ermöglicht nun auch Langzeitflüge mit Ballonen (Long Duration Balloons), die zuvor nicht möglich waren.
GLORIA-Lite nutzt ein spezielles abbildendes Fourier-Transformations-Spektrometer als Kernkomponente. Mit diesem Gerät analysieren Forscher das Infrarotlicht, das von über 20 verschiedenen Molekülen und Aerosolen in der Atmosphäre abgestrahlt wird, um die Konzentration von Spurengasen zu bestimmen. Diese Daten ermöglichen es den Wissenschaftlern, die komplexen dynamischen und chemischen Prozesse in der oberen Atmosphäre besser zu verstehen und in atmosphärischen Modellen zu simulieren.
„Damit können wir mehr als 20 verschiedene Moleküle und Aerosole, die das Infrarotlicht abstrahlen, analysieren und daraus ihre Konzentrationen berechnen“, erklärt Höpfner.
Am 27. Juni startete neben dem GLORIA-Lite-Messflug ein weiterer großer Heliumballon im Rahmen des Atmosfer-Projekts. Dieser Flug konzentrierte sich auf Messungen über Nordskandinavien. An Bord war das Instrument NIXE-Ballon, das zur Vermessung von Eiswolken dient. NIXE-Ballon, entwickelt vom Forschungszentrum Jülich und der Universität Luleå, nahm hochaufgelöste Bilder von Eiskristallen auf und maß die Aerosolkonzentration in verschiedenen Größenbereichen. Zusätzlich wurden sechs kleinere Wetterballons mit präzisen Hygrometern gestartet, um Instrumente international zu vergleichen. Diese Hygrometer erfassen sehr geringe, aber klimarelevante Wasserdampf-Konzentrationen in der Stratosphäre.
Ein Beitrag von:
