Messflüge in den arktischen Polarwirbel

14.01.2010: Im nordschwedischen Kiruna startete eine internationale Messkampagne, die offene Fragen zum polaren Ozonabbau in der Stratosphäre klären soll. Messflüge bis in 20 Kilometer Höhe sollen den Forschern Daten für globale Klimamodelle liefern, mit denen sie die künftige Entwicklung der Ozonschicht und deren Einfluss auf das Klima noch präziser vorhersagen können. Die mehrwöchige Kampagne ist Teil des EU-Projekts "RECONCILE", in dem 17 Partner aus neun Ländern zusammenarbeiten. Koordiniert wird RECONCILE von Wissenschaftlern des Forschungszentrums Jülich, einem Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft.

"Wir wissen, durch welche Prozesse das Ozon in der Stratosphäre abgebaut wird, aber nicht, wie schnell diese Prozesse dort ablaufen. Das wollen wir mit unseren Kollegen nun messen", sagt RECONCILE-Koordinator Marc von Hobe vom Forschungszentrum Jülich. Jeden Winter bildet sich in der Arktis der sogenannte Polarwirbel. In ihm zirkuliert die Luft in der Stratosphäre um den Pol und wird so von Luftmassen in niedrigeren Breiten isoliert. Im Polarwirbel können sich aufgrund der extrem tiefen Temperaturen polare Stratosphärenwolken bilden. Diese wiederum beschleunigen die Entstehung von Chlorradikalen, kleinen Molekülen, die Ozon abbauen - im Extremfall formt sich das sogenannte "Ozonloch".

Messflüge mit dem russischen Spezialflugzeug "M55 Geophysica" - einem von drei Flugzeugen weltweit, mit denen die Forscher in Höhen von bis zu 21 Kilometern vordringen können - sollen nun die noch fehlenden Daten liefern: "Mit unseren Messgeräten an Bord können wir die Prozesse verfolgen, die zum Ozonabbau führen, und messen, wie schnell sie bei stratosphärischen Temperaturen ablaufen", sagt von Hobe. "Diese Informationen brauchen wir, um das Zusammenspiel von Ozonabbau und Klimawandel zu verstehen und die globalen Klimamodelle zu verbessern."

Jeweils drei Wochen im Januar und im März werden die Forscher in Kiruna verbringen: "Im Januar treten normalerweise die meisten polaren Stratosphärenwolken auf und das Chlor wird aktiviert", erläutert von Hobe. "Im März wollen wir dann sehen, wie viel Ozon über den gesamten Winter chemisch abgebaut wurde und wohin und wie schnell die ozonarme Luft beim Auseinanderbrechen des Polarwirbels am Ende des Winters transportiert wird."

Die Vorbereitung und Durchführung der Messflüge bei Temperaturen am Boden von bis zu minus 40 °C stellen für die Kampagnenteilnehmer eine besondere Herausforderung dar. "Für einen erfolgreichen Messflug müssen alle Gruppen optimal zusammenarbeiten, Wissenschaftler, Piloten und Techniker", sagt Kampagnenleiter Hans Schlager, Projektpartner vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt. Ein wenig Glück brauchen die Wissenschaftler auch, denn es gibt Winter, in denen der Polarwirbel nicht sehr ausgeprägt ist und die Temperaturen in der Stratosphäre für polare Stratosphärenwolken zu hoch sind. "Aber bisher sieht es gut aus", so von Hobe, "es gibt einen stabilen Polarwirbel, und seit etwa drei Wochen sind die Temperaturen niedrig genug, damit sich polare Stratosphärenwolken bilden."