Institut für Energie und Klimaforschung (IEK-7: Stratosphäre und IEK-8: Troposphäre)

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IEK-7: Stratosphäre

1. Räumlich hochauflösende Fernerkundung von Klimaprozessen in der Atmosphäre

Am 25./26. Februar 2009 hat ESA’s “Programme Board for Earth Observation (PB-EO)” drei Erderkundungsmissionen ausgesucht, für die in den Jahren 2009-12 eine Durchführbarkeitsstudie erstellt werden soll. Die drei Missionsvorschläge haben sich seit 2005 aus einem Kreis von 26 Missionsvorschlägen durchgesetzt. Dazu gehört auch die PREMIER Mission, in deren Mittelpunkt die Untersuchung von Chemie-Klimawechselwirkungen steht. Das IEK-7 ist zusammen mit KIT federführend an der Entwicklung des PREMIER Konzepts beteiligt, insbesondere in Hinblick auf die Realisierung einer bisher unerreichten räumlichen Auflösung der Beobachtungen durch den Einsatz innovativer Detektorfelder. Die PREMIER Instrumentenentwicklung wird durch die Entwicklung von Prototypen untermauert, die das IEK-7 zusammen mit den zentralen technischen Abteilungen des Forschungszentrums Jülich (ZAT, ZEL) in Partnerschaft mit dem KIT für Forschungsflugzeuge (HALO, Geophysica) und Ballons entwickelt. IEK-7 koordiniert darüber hinaus vier wissenschaftlich/technische Begleitstudien der ESA. Zur „Science Impact Studie „ und „Schwerewellenstudie“ tragen dabei jeweils ca. 10 internationale Partner aus einer Vielzahl von Ländern bei (Frankreich, UK, Niederlande, Schweiz, Norwegen, Kanada, USA, Südkorea). Diese Studien werden durch Kampagnenaktivitäten (Geophysica) ergänzt, die ebenfalls vom IEK-7 koordiniert werden.

2. Nutzung des russischen Höhenforschungsflugzeugs Geophysica im Rahmen der deutschen Atmosphären- und Klimaforschung

Das IEK-7 hat die Federführung einer Initiative zum Erhalt des Russischen Höhenforschungsflugzeugs Geophysica für die deutsche Atmosphärenforschung übernommen. Zusammen mit den russischen Partnern (MDB, CAO) wurde im Jahr 2010 ein nachhaltiger Plan für eine mögliche Nutzung in den nächsten 5 bis 8 Jahren entwickelt. Die Geophysica ist derzeit der einzige Messträger in Europa für den Höhenbereich 15-20 km, der im Klimasystem eine wichtige Rolle spielt. Geplante Projekte betreffen u. a. die Klimawirksamkeit der Tropen (z. B. Asiatischer Monsun), die Klimawirksamkeit von Aerosolen und Wolken, Ozon-Klima-Wechselwirkungen in der Stratosphäre, sowie die Demonstration zukünftiger Satelliteninstrumente (z. B. PREMIER, ATMOSAT). Im Bereich der Atmosphärenforschung mit Geophysica existieren langjährige erfolgreiche Zusammenarbeiten zwischen IEK-7, KIT, DLR, fünf deutschen Universitäten und einer Vielzahl internationaler Institutionen.

3. Aufbau einer wissenschaftlichen Infrastruktur für die Klimainitiative der Helmholtz-Gemeinschaft (HALO Instrumentierung)

Das IEK-7 wird durch die Entwicklung eines Eis-Wasser-Pakets (Lyman-a-Hygrometer, Tunable Diode Laser für Wasserdampf, Partikelmessungen) und des neuartigen Fernerkundungsinstruments GLORIA-AB (bis zu 40 Spurengase, Aerosole, Wolken) erheblich zur Instrumentierung des neuen deutschen Fosrchungsflugzeugs HALO (High Altitude and Long Range Research Aircraft) beitragen. Diese Entwicklungsarbeiten, welche eine große Herausforderung und Mehrarbeit für Wissenschaftler und Techniker des IEK-7 darstellten, wurden durch Helmholtz-Ausbauinvestitionen massiv unterstützt. Darüber hinaus hat das BMBF im Rahmen des Aufbaus einer wissenschaftlichen Infrastruktur für die „Klimainitiative“ des Forschungsbereichs „Erde und Umwelt“ der Helmholtz-Gemeinschaft ein Verbundprojekt (Integriertes Messsystem HALO) von IEK-7 und KIT gefördert .

Ferner hat die DFG Födermittel aus dem Schwerpunktprogramm "Atmosphären- und Erdsystemforschung mit dem Forschungsflugzeug HALO” dem IEK-7 zur Entwicklung und zum Betrieb der Instrumente HAI (Hygrometer for Atmospheric Investigations) und NIXE-CAPS (New Ice eXpEriment - Cloud and Aerosol Particle Spectrometer) zur Messung von Wasser bzw. von Partikeln bereitgestellt. Zusätzlich werden Wissenschaftler des IEK-7 im Rahmen des DFG-Projektes LASSO (Lagrangian Support of Stratospheric Operations of HALO) die Messkampagnen mit HALO durch Modell-Vorhersagen bei der Flugplanung unterstützen mit dem Ziel die geplanten Flugmuster zu optimieren.

4. EU Projekts RECONCILE mit 17 Partnern aus 11 Ländern

Das IEK-7 koordiniert das von der EU im 7.Forschungsrahmenprogramm geförderte Projekt RECONCILE. Ziel des Projekts ist es, die noch offenen Fragen im Zusammenhang mit dem polaren Ozonabbau zu beantworten, und die Vorhersagen in Bezug auf die Entwicklung der Ozonschicht und den zu erwartenden Klimawandel in der Stratosphäre zu verbessern. Innovative Laborexperimente, erfolgreiche Flugzeug- und Ballonsondenmessungen im kalten Arktischen Winter 2009/10 und Prozessmodelle auf verschiedenen Skalen werden dazu genutzt, die Dynamik des Polarwirbels, die Bildung und Entwicklung von polaren Stratosphärenwolken (PSCs) und den katalytischen Ozonabbau quantitativ zu verstehen. Das verbesserte Prozessverständnis wird in globale Chemie-Klima-Modelle eingehen.

Adresse

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IEK-7/IEK-8
52425 Jülich
Deutschland

Sekretariat IEK-7: +49 (0) 2461 61 6065
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