Klimaforschung: High-Tech in 15 Kilometern Höhe

22.08.2012: Mit dem abbildenden Infrarotspektrometer GLORIA beteiligt sich das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) an der ersten wissenschaftlichen Atmosphärenmission des neuen Forschungsflugzeugs HALO von der Arktis bis zur Antarktis. An Bord von HALO, integriert in den sogenannten „bellypod“, einen Behälter der unter dem Flugzeugrumpf befestigt ist, fliegt das neuartige Infrarot-Spektrometer GLORIA, eine gemeinsame Entwicklung von Forschergruppen aus dem KIT und dem Forschungszentrum Jülich.

Bei der ersten HALO-Messkampagne TACTS wird GLORIA klimarelevante atmosphärische Spurengase mit bisher unerreichter räumlicher Abdeckung und Auflösung messen.

GLORIA ist die Abkürzung für „Gimballed Limb Observer for Radiance Imaging of the Atmosphere“. Hinter dem komplizierten Namen verbirgt sich ein neuartiges Infrarot-Spektrometer. IR-Spektrometer zerlegen die von den atmosphärischen Gasen ausgesandte Wärmestrahlung in ihre Spektralfarben. Dadurch können diese Gase sehr genau bestimmt werden. Das Neuartige an GLORIA ist die Verknüpfung eines IR-Detektorfeldes mit einem Spektrometer. Das Resultat ist eine Art IR-Kamera, mit der mit einem Schlag auch die räumliche Verteilung der Gase gemessen werden kann. GLORIA wurde am KIT und am Forschungszentrum Jülich im Rahmen einer Ausbauinvestition der Helmholtz-Gemeinschaft gemeinsam entwickelt. Es ist weltweit das erste einer neuen Generation von Messinstrumenten, die in Zukunft auch auf Satelliten, zum Beispiel zur Wetterbeobachtung, eingesetzt werden sollen.

„Das Experiment GLORIA ist zentraler Bestandteil der wissenschaftlichen Messkampagne HALO-TACTS, in der wir die Zusammensetzung der oberen Troposphäre, der untersten Stratosphäre und insbesondere die Austauschprozesse zwischen diesen beiden Atmosphärenschichten untersuchen“, erläutert Hermann Oelhaf, der das Projekt seitens des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung des KIT koordiniert. „Mit GLORIA messen wir dabei Temperatur, Wolkenparameter und eine Vielzahl relevanter Spurengase in Höhen zwischen 5 und 15 Kilometern mit hoher räumlicher Auflösung. Dazu gehören beispielsweise Kohlendioxid, Methan, Ozon und Wasserdampf sowie viele Stickstoff- und Chlorverbindungen.“

TACTS (Transport and Composition in the Upper Troposphere/Lowermost Stratosphere) ist eine mehrwöchige Messkampagne unter Federführung der Universität Frankfurt. Dabei sind Messungen zwischen Europa und Afrika vorgesehen. Als Erweiterung werden im Rahmen der ESMVAL-Kampagne (von DLR koordiniert) Messflüge von 80°N bis 70°S durchgeführt, die der Validierung von Chemie-Klimamodellen dienen. Durch die Messung von zweidimensionalen Verteilungen wird GLORIA die Datenbasis der sonst lokal messenden Instrumente erheblich erweitern.

Das Forschungsflugzeug HALO ist eine Gemeinschaftsinitiative deutscher Umwelt- und Klimaforschungseinrichtungen. Gefördert wird HALO durch Zuwendungen des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), der Helmholtz-Gemeinschaft, der Max-Planck-Gesellschaft (MPG), der Leibniz-Gemeinschaft, des Freistaates Bayern, des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ, des Forschungszentrums Jülich, des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).