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NARVAL Nord: Wolkenexpedition erfolgreich beendet

07.02.2014

Die Wolkenexpedition „NARVAL Nord“ hat wichtige Erkenntnisse über Wetterphänomene in nordatlantischen Tiefdruckgebieten geliefert. Die Sichtung der gesammelten Daten ist in vollem Gange. Das neue Forschungsflugzeug HALO war für die Messflüge knapp drei Wochen auf Island stationiert. An Bord befanden sich auch die Missionsleiter Dr. Christian Klepp und Prof. Dr. Felix Ament vom Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit (CEN).

View from aircraft window: Cloud field

„Die Ergebnisse der Forschungsflüge haben unsere Erwartungen übertroffen“, resümiert Christian Klepp. „Dank der für den Winter ungewöhnlichen Wetterlage hatten wie die Chance, sehr unterschiedliche atmosphärische Phänomene zu beobachten.“ Das fliegende Wolkenlabor HALO untersuchte auf insgesamt fünf Flügen Tiefdruckgebiete von der Labradorsee – zwischen Grönland und der kanadischen Halbinsel Labrador – bis vor die Küste Irlands. Einer der Flüge im Januar führte in das Sturmtief, das kurz zuvor den Nordosten der USA und Ost-Kanada mit frostigen Temperaturen bis zu minus 50 Grad und großen Schneemengen überzogen hatte.

Der Fokus der Mission lag auf den Rückseiten der Kaltfronten, denn darüber bestand in der Meteorologie bislang Unklarheit. Die gängige Lesart von Satellitendaten legt nah, dass es in diesem Bereich von Tiefs kaum zu Niederschlägen kommt. Klepp und andere Hamburger Meteorologen hatten mit dem Projekt HOAPS jedoch einen Algorithmus entwickelt, der die Daten anders liest. Demnach treten westlich der Kaltfronten Starkregen, Gewitter und Schneefälle auf. Klepp baute HOAPS mit auf und sieht sich jetzt bestätigt: „Was wir vom Flugzeug aus beobachten konnten, entspricht genau unseren Vorstellungen.“

„HALO ist konstruiert wie ein tieffliegender Wettersatellit“, erläutert Klepp die Bedeutung des Fliegers. Satellitensensoren wie SSMIS erfassen die nordatlantische Bewölkung aus einer Höhe von 800 Kilometern und können daher nur Daten mit einer Auflösung bis zu 50 Kilometern je Pixel liefern. „Diese Satellitendaten sagen uns zwar, dass es in einem bestimmten Flecken intensives Wetter gibt, mehr aber nicht. HALO dagegen fliegt in acht Kilometern Höhe und erreicht eine deutlich höhere Auflösung von einem Kilometer am Boden“, betont Klepp. Ähnlich hoch aufgelöst und damit aussagekräftig sind die Daten des Wettersatelliten Cloudsat, die ebenfalls in das Forschungsprojekt einfließen. Die Satelliten folgen unbeirrbar ihrer Spur, im Gegensatz zu HALO. „Mit dem Forschungsflugzeug konnten wir genau die Orte ansteuern, die für uns interessant waren“, so Klepp.

Der neue Datensatz wird komplettiert durch insgesamt 47 Dropsonden, die das Forscherteam in Phänomene wie Gewittertürme oder wolkenfreie Flächen abwarf. Die Sonden sind kleine mobile Messstationen, die langsam an Fallschirmen auf die Erde sinken. Dabei erstellen sie ein Vertikalprofil der Atmosphäre.

Wissenschaftler am CEN haben nun zusammen mit ihren Partnern am Max-Planck-Institut für Meteorologie, an den Universitäten Köln, Heidelberg, Leipzig und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt mit der Auswertung der Rohdaten begonnen. Erste Ergebnisse stellen sie unter anderem auf der Jahreskonferenz der Fachgesellschaft „European Geosciences Union“ im April in Wien vor.

Der neue mit viel Hightech ausgerüstete Flieger ist eine gemeinsame Initiative deutscher Umwelt- und Klimaforschungseinrichtungen. Betreiber ist das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Wissenschaftliches Herzstück des Flugzeugs ist der sogenannte Belly Pod. Der Behälter ist unter dem Rumpf des Fliegers befestigt und enthält die Messgeräte für das Erfassen von Wolken, Niederschlag, Feuchte und Schwebeteilchen (Aerosolen).

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