16.07.2007

Luftproben-Sammlung mit Zeppelin für bessere Wetterprognosen

Der Zeppelin NT beim Testflug in Friedrichshafen.
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Heiße Sommertage, plötzliche Gewitter, Überschwemmungen, Sach- und Personenschäden. Die Wettervorhersage, verbunden mit präziser und frühzeitiger Warnung vor Gefahren des Wetters, gewinnt zunehmend an wirtschaftlicher und sozialer Bedeutung. Trotz intensiver Forschungen können kleinräumige Prozesse wie Gewitter nicht immer ausreichend von den Modellen erfasst werden. Ein Großprojekt soll die Trefferquote für zukünftige Wettervorhersagemodelle verbessern. Atmosphärenphysiker der Universität Wuppertal sind dabei atmosphärischen Transportprozessen auf der Spur. Der Atmosphärenphysiker Prof. Dr. Ralf Koppmann hat mit seinem Team einen Luftprobensammler entwickelt, der jetzt erstmals mit einem Zeppelin im Rahmen eines Kooperationsvertrages mit dem Forschungszentrums Jülich auf Reisen geht.

Spurenstoffe sind Bestandteile unserer Atmosphäre in extrem niedrigen Konzentrationen. Atmosphärenwissenschaftler nutzen sie als "Sonde", um chemische und physikalische Vorgänge in der Atmosphäre zu untersuchen. Isotope sind Atome desselben Elements, aber unterschiedlicher Masse. Die Verhältnisse solcher Isotope in Spurenstoffen sind eine Art "Fingerabdruck". Er gibt Auskunft über die Herkunft der Stoffe, ihre chemische Umwandlung und die Zeit, die sie bereits in der Atmosphäre verbracht haben.

 

Der Atmosphärenphysiker Prof. Dr. Ralf Koppmann hat mit seinem Team den Luftprobensammler ZEBIS entwickelt, der jetzt erstmals in Süddeutschland mit einem Zeppelin auf Reisen geht. Er wird Ende Juli im Rahmen der weltweit größten internationalen Kampagne der Niederschlagsforschung im Bereich des Schwarzwalds und der Vogesen eingesetzt.

Ziel der Kampagne (COPS/TRACKS COPS = Convective and Orographically-induced Precipitation Study), die von der Universität Hohenheim und dem Forschungszentrum Karlsruhe koordiniert wird, ist die Verbesserung der Vorhersagequalität von vor allem an Gebirgen auftretenden Niederschlägen. Dazu werden die für Niederschlag relevanten Prozessabläufe gemessen und modelliert. Mit TRACKS (Transport und chemische Umwandlung in konvektiven Systemen) erforschen die Wissenschaftler die bedeutende Rolle der Konvektion für den Spurenstofftransport. Vor allem Gewittersysteme sind im Visier der Forscher. Schadstoffe aus Ballungsgebieten können durch diese Prozesse sehr schnell in die obere Atmosphäre transportiert werden. Fünf mit modernsten Messinstrumenten ausgerüstete Bodenstationen stehen bereit. Zusätzlich sind neun Flugzeuge und ein Zeppelin für Messungen vom Erdboden bis 12 Kilometer Höhe im Einsatz.

 
Der Luftprobensammler nach der Endmontage im Labor  
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Der erstmalig eingesetzte Zeppelin wird in Rheinmünster (bei Baden-Baden) starten und eröffnet den Zugang zu Bereichen der Atmosphäre, in denen Flugzeuge nicht lange fliegen dürfen. Für die unteren 1000 Meter der Atmosphäre, der so genannten "planetaren Grenzschicht", liegen bisher praktisch keine Messungen der dort ablaufenden komplexen chemischen und physikalischen Prozesse vor. Vom Zeppelin aus werden daher räumlich und zeitlich in verschiedenen Messstrategien die Zusammensetzung und die Änderungen dieses Teils der Atmosphäre untersucht. Der neue Wuppertaler Probensammler ZEBIS ermöglicht eine Identifizierung die Isotopenverhältnisse in Spurenstoffen. Damit können die Prozesse aufgeklärt werden, die für die Verteilung dieser Spurenstoffe verantwortlich sind. Die genauen Daten geben Antworten darauf, wie diese meist schnellen Prozesse Spurenstoffe in der Atmosphäre verteilen. Sie helfen, Rechenmodelle weiter zu entwickeln und ermöglichen gezieltere Wettervorhersagen und rechtzeitige Warnungen.

Kontakt:
Prof. Dr. Ralf Koppmann
Telefon 0202/439-2605, 2741
E-Mail koppmann@uni-wuppertal.de


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