Dem Klimawandel auf der Spur – die TACTS-Mission

17. August 2012 Im Interview: Professor Andreas Engel

Zur Person: Professor Andreas Engel vom Institut für Atmosphäre und Umwelt an der Goethe-Universität Frankfurt koordiniert die HALO-Mission TACTS „Transport and Composition in the Upper Troposphere/Lowermost Stratosphere“. Gefördert wird die Mission von der DFG im Rahmen des Schwerpunktprogrammes „Atmospheric and Earth System Research with the High Altitude and Long Range Research Aircraft“.

Professor Andreas Engel

Professor Andreas Engel

Worum geht es bei TACTS?

Wir untersuchen mit HALO die saisonale Veränderung der chemischen Zusammensetzung in der Tropopausenregion während des Wechsels zum Herbst. Diese Region ist besonders relevant für den Strahlungshaushalt der Atmosphäre und damit für unser Klima.

Was passiert in diesem Bereich?

Hier treffen die Luftmassen von Troposphäre und Stratosphäre aufeinander. Sie unterscheiden sich in Zusammensetzung und Temperatur und mischen sich nicht ohne weiteres. Die Transportvorgänge, die zu einer Vermischung führen, analysieren wir, weil sie in direktem Zusammenhang mit unserem Klima stehen.

Warum beeinflusst die Verteilung der chemischen Substanzen das Klima?

Weil sich je nach Verteilung der Spurengase die Strahlungseigenschaften der Atmosphäre - also die Energie in Form von Licht unterschiedlicher Wellenlängen, die auf der Erde ankommt - ändern. Grund dafür sind verschiedene Absorptionsmaxima der Substanzen, ihre Verteilung in der Atmosphäre und die atmosphärischen Temperaturgradienten.

Welche Substanzen sind besonders relevant?

Die wichtigsten Substanzen in diesem Zusammenhang sind Wasser und Ozon. Die Troposphäre ist feucht mit wenig Ozon. In der Stratosphäre darüber ist die Zusammensetzung genau umgekehrt: extrem trocken und viel Ozon. Wasserdampf absorbiert weniger Sonnenstrahlung als Ozon. Beide Stoffe nehmen terrestrische Strahlung auf, die von der Erde zurückgestrahlt wird, wenn auch in unterschiedlichen Wellenlängen. Kleine Änderungen in der Verteilung der Substanzen auf die beiden Schichten verändern die Strahlung, die bis auf die Erde dringt. Außerdem messen wir Kohlendioxid und -monoxid, Stickoxide, halogenierte Kohlenwasserstoffe und einige reaktive chemische Komponenten

Wie wirkt sich der Klimawandel auf die chemischen Vorgänge in der Tropopause aus?

Die Troposphäre wird zunehmend wärmer und die Stratosphäre kühler. Dadurch ändern sich atmosphärische Transportprozesse und damit auch die chemische Zusammensetzung, was dann wiederum einen Einfluss auf die Strahlung und damit auf das Klima hat.

Halo in der Luft

Was erhoffen Sie sich von der Mission TACTS?

Wir wollen die Transportprozesse zwischen Troposphäre und Stratosphäre zunächst einmal besser verstehen. Wenn wir die Prozesse verstehen, kann man auch besser beurteilen, welchen Einfluss Klimawandel und Temperaturänderungen haben. Daraus lassen sich dann Klimamodelle erstellen und verbesserte Prognosen abgeben. Wir müssen wissen, was da oben eigentlich passiert und wie es sich auf uns auswirken wird.

Warum wählen Sie als Zeitpunkt für die Messungen den Wechsel zum Herbst?

Weil wir bei früheren Messungen festgestellt haben, dass sich während dieser Phase die Zusammensetzung dort oben stark ändert. Hier scheinen besonders intensive Transportprozesse stattzufinden.

Wie läuft die Mission ab?

HALO wird mehrere Messflüge von Deutschland bis zu den Kapverdischen Inseln fliegen. So können wir die Tropopausenregion von den mittleren Breiten bis in die Subtropen hinein vermessen. Dabei registrieren hochspezialisierte Messgeräte die chemischen Bestandteile in der Tropopausenregion zwischen etwa 50 Grad und 10 Grad nördlicher Breite.

Wer ist noch an der TACTS Mission beteiligt?

TACTS ist eine Kooperation zwischen verschiedenen deutschen Universitäten, Großforschungseinrichtungen und der Max Planck Gesellschaft. Koordiniert wird sie von der Universität Frankfurt.

Wann startet TACTS? Und wann erwarten Sie erste Ergebnisse?

Am 13. August 2012 haben wir mit ersten Testflügen mit HALO begonnen. Erste Messflüge werden noch im August stattfinden. Erste Ergebnisse erwarten wir im September. Es wird dann aber eine Weile dauern, bis diese Ergebnisse wissenschaftlich ausgewertet sind.

Das Gespräch führte Verena Kauzleben.