POLSTRACC 2015/2016

Das Institut für Physik der Atmosphäre beteiligt sich in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (www.dlr.de), dem Forschungszentrum Jülich, der Universität Frankfurt, dem Karlsruher Institut für Technologie, der Universität Heidelberg, der Physikalisch Technischen Bundesanstalt und der Universität Wuppertal an der HALO (High Altitude and Long Research Aircraft) Mission POLSTRACC (Polar Stratosphere in a Changing Climate).

Ziel dieser flugzeuggetragenen Messkampagne ist es, neue wissenschaftliche Zusammenhänge der Entwicklung, Struktur und Zusammensetzung der arktischen UTLS (Upper Troposphere / Lower Stratosphere) Region im Hintergrund des sich ändernden Klimas zu erforschen.

Dazu werden chemische und physikalische Prozesse, die zu arktischem Ozonabbau, Luftmassentransport und Mischungsprozessen führen, polare Stratosphärenwolken und Zirren vermessen.
Hauptfokus der Kampagne wird die Untersuchung der untersten Stratosphärenschicht (LMS – Lowermost Stratosphere) sein, eine Schicht die wichtig für den atmosphärischen Strahlungshaushalt ist und in der schnelle, horizontale Transportprozesse auftreten.
Unterstützt von Modellsimulationen wird es somit möglich sein ein besseres Verständnis der polaren Stratosphäre in einem sich veränderndem Klima zu erlangen.

Gegliedert in vier Teile wird POLSTRACC von Dezember 2015 bis März 2016 an zwei Orten stattfinden:

  • Oberpfaffenhofen: Von hier aus ist es möglich im Dezember den frühen polaren Vortex und Ende März die Überbleibsel des sich auflösenden Vortex zu beproben.
  • Kiruna, Schweden: Kiruna befindet sich auf 68° nördlicher Breite. Von dort aus ist es im Winter möglich tief in den polaren Vortex einzudringen und die Luft innerhalb, sowie im Übergang zu beproben.

In diesem Blog werde ich Euch regelmäßig von den Kampagnenaktivitäten auf dem Laufenden halten.
Viel Spaß beim Lesen

Jens

13. März 2016

Auf Wiedersehen Kiruna...

Der letzte Morgen beginnt schon wieder sehr früh, um 4:00 Uhr morgens wird HALO "geweckt" und die Wissenschaftler bereiten die Geräte für den Flug vor.

Der heutige Flug wird von Kiruna nach Oberpfaffenhofen führen, allerdings mit Zwischenlandung in Grönland. Man will dort die Reste der tief-stratosphärisch arktischen Luftmasse beobachten, die schon mehrfach letzte Woche vermessen wurden.

Die Landung in Oberpfaffenhofen ist für 19.00 Uhr geplant.

Morgendämmerung über dem Flugfeld. Jetzt im März beginnt in Kiruna die Dämmerung schon um 4:00 Uhr morgens, so dass es um 5:30 schon fast hell ist.

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Um 6.45 wird HALO aufs Vorfeld gerollt und wartet auf den Tankwagen. Derweil macht unser Mann auf HALO - Jens Krause - schonmal die Instrumente in der Kabine startklar.

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Bei Kaiserwetter und Temperaturen knapp unter 0 Grad Celsius geht es zum Start und damit zurück nach Deutschland. Von Oberpfaffenhofen wird das Projekt dann mit ein oder zwei weiteren Flügen abgeschlossen.

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Guten Flug...bis bald aus Deutschland!

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10. März 2016

Nach dem Flug ist vor dem Flug!

Der gestrige Flug war sehr erfolgreich: Wir haben Luftmassen vermessen, die aus dem sogenannten Polarwirbel (Vortex) kommen und einen Ozonabbau erfahren haben.

Heute hat der Himmel uns ein besonderes Schauspiel geboten:

Passend zur Kampagne gab es fast ein komplettes HALO!

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Und HALO ist inzwischen schon wieder auf dem Weg nach Grönland...

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9. März 2016

Wettlauf mit der Zeit...

6:00 Uhr

Für heute morgen war starker Schneefall vorhergesagt, der einen Start hätte verhindern können – Kiruna war umzingelt von einem Schneefallgebiet, das sich langsam, aber unaufhaltsam näherte.

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Der Schneefall der Nacht muss beseitigt werden, es ist eine ganz ordentliche Menge Schnee gefallen.

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7:00 Uhr

Leider fängt es auch in Kiruna jetzt an, zu schneien, ein Startabbruch rückt in greifbare Nähe...

Hektische Betriebsamkeit kurz vor dem Start (oder wieviele Leute passen in einen VW-Käfer, bzw. HALO?).

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8:00 Uhr

Wir haben die Lücke genutzt. Heute ist HALO um 8.00 Uhr gestartet.

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Ziel ist das Gebiet zwischen Grönland und den arktischen Inseln im Norden Kanadas. Dort liegt eine Luftmasse, die voraussichtlich aus dem Polarwirbel stammt und die sich im weiteren Verlauf in mittleren Breiten auflösen wird. Den Zerfall dieser Struktur hoffen wir auch im Verlauf der kommenden Tage beobachten zu können.

 

07. März 2016

Ein langer Tag neigt sich dem Ende...doch der Reihe nach 🙂

Sonntagmorgen, zwei Uhr in Schweden...

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Ein langer Tag mit zwei Flügen und Zwischenlandung in Island steht bevor, deswegen ist früh aufstehen angesagt: Geplanter Start: 6 Uhr morgens, Landung 18:30 Uhr – da hilft nur ordentlich Kaffee für Mensch und Maschine...

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HALO wird in der frühen Morgendämmerung startklar gemacht.

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Ziel ist eine Vermessung von Schwerewellen über der Südspitze von Grönland, die laut Vorhersage und wegen technischer Randbedingungen in einem relativ engen Zeitfenster durchflogen werden mussten. Dazu sollte ein Filament von gealterten Luftmassen südlich von Island auf drei verschiedenen Höhen durchkreuzt werden, welches sich in den aktuellen CLaMS Vorhersagemodellen durch niedrige N2O Mischungsverhältnisse und parallel auch erniedrigte O3-Mischungsverhältnisse, durch beginnenden stratosphärischen Ozonabbau, auszeichnen sollte.

Solche Flüge erfordern einiges an Geschick bei der vorherigen Planung, da man mit den Duty-Zeiten der Piloten, der gewünschten Flugzeit, Öffnungszeiten der Flughäfen und örtlichem Wetter zu kämpfen hat.

Nachdem klar war, dass wir das Filament gerne auf FL470 (etwa 15 km) als höchstem Level durchkreuzen wollen kam nur eine Zwischenlandung in Keflavik auf Island in Betracht. Der Hinflug sollte 8.5 Stunden dauern, der Rückflug etwa 2.5 Stunden. Da die Piloten maximal 14 Stunden am Tag arbeiten dürfen und die Zwischenlangung, Vor- und Nachbereitungszeiten am Flieger und evtl. Komplikationen mit einberechnet werden mussten, kamen wir auf einen geplanten Arbeitstag von 13.5 Stunden. Ganz schön knapp 😉

Der erste Dämpfer des Tages kam am morgen, als unser Tanklaster nicht kam. Nach einem kurzen Telefonat (es war immerhin Sonntagmorgen 05:00 Uhr) dauerte es dann schließlich noch eine halbe Stunde, bis der Tanklaster endlich auf dem Vorfeld ankam.

Zum Glück konnten wir alle übrigen Vorbereitungen in der Wartezeit schon abschließen, sodass wir mit einer Verspätung von nur 5 Minuten in Kiruna starten konnten.

Die Vorfreude auf einen anstrengenden Arbeitstag im Flieger konnte das jedoch nicht dämpfen.

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Da wir früh morgens Richtung Westen unterwegs waren, hatten wir etwa 4 Stunden Sonnenaufgang.

POLSTRACC Campagin 2016

POLSTRACC Campagin 2016

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Leider konnten wir das Filament nicht wie gewünscht durchkreuzen, da auf den niedrigen Flugleveln zu viele Passagiermaschinen unterwegs waren, also haben wir den Plan ca. einen Kilometer nach oben verlegt, bis wir anschließend erfolgreich auf Island landen konnten.

Dort gab es zum Glück keine Komplikationen und wir konnten noch vor der annahenden Okklusionsfront starten, so dass wir am Ende pünktlich wieder in Kiruna gelandet sind.

 

04. März 2016

Eine kleine oder eher große Überraschung 🙂

Eine Boeing 737-800 wurde in den Hangar gerollt, es wurde zwar recht eng, hat aber auf den Zentimeter gepasst.

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Ausgestiegen sind verdutzte Passagiere, die bis zu dem Zeitpunkt nicht wussten wo sie gelandet waren. Auf sie wartet nun eine Snow-Scooter Reise zum Eishotel in Jukasjärvi.

POLSTRACC Campagin 2016

Da für heute ebenfalls kein Flug geplant ist, nutzen wir die Zeit für etwas Maintenance und pumpen den Dewar von TRIHOP um für die nächsten Flüge gewappnet zu sein.

POLSTRACC Campagin 2016

 

01. März 2016

Eine kleine Rückschau!

Heute kann aus verschiedenen Gründen leider kein Flug stattfinden und da ich euch ein paar Fotos nicht vorenthalten will, hier ein paar Eindrücke aus Kiruna während der ersten Phase.

In Oberpfaffenhofen mussten vor dem großen Start noch letzte Justagearbeiten vorgenommen werden, zur Freude von unserem Chef Peter, der so nochmal in die Gelegenheit kam selbst Hand anzulegen.

HALO Impressionen OPH

Nach dem Start Richtung Norden konnten noch einige schöne Aufnahmen aus dem Flugzeug geschossen werden als wir in Richtung Sonnenuntergang und Erdschatten unterwegs waren.

Angekommen in Kiruna wurden wir von sattigen Minusgraden und viel Schnee in Empfang genommen.

POLSTRACC Campagin 2016

POLSTRACC Campagin 2016

Anfang Januar neigt sich die Polarnacht in Kiruna langsam gen Ende, was imposante Sonnenauf- und untergänge zur Folge hatte.

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Nach ein paar Vorbereitungstagen waren wir endlich bereit für die ersten Flüge, von denen auch einige koordiniert mit der FALCON stattgefunden haben, um verschiedene Schichten der Atmosphäre zu beproben.

POLSTRACC Campagin 2016

Hier eine Karte, auf der die Flüge während der ersten Phase dargestellt sind. Mit HALO kommt man ganz schön rum...;-)

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Während dieser Flüge konnten wir so einige schöne Momente genießen:

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POLSTRACC Campagin 2016

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Freie Tage wurden für Ausflüge in die nahe Umgebung genutzt.

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Hier zeigten sich einige Elche von ihrer fotogenen Seite, was dem ein oder anderen Fotografen ein Lächeln aufs Gesicht zaubern konnte.

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Und zum Schluss noch ein Gruppenfoto mit allen beteiligten der ersten Phase in Kiruna!

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29. Februar 2016

Der frühe Vogel fängt den Wurm...

...oder in unserem Fall die Tropopausenfalte 🙂

Mitten im Flugplanungsmeeting gestern hat uns die Nachricht erreicht, dass ab Montag (29.2.2016) vor der Norwegischen Küste Militärübungen stattfinden sollten und somit der Luftraum für uns zwischen 8 und 11 UTC sowie zwischen 13 und 16 UTC gesperrt sein würde. Soweit kein Problem könnte man meinen, fliegen wir halt woanders hin. Nun hat sich aber das Polartief und die zugehörige Tropopausenfalte, die eines der Ziele des Messfluges sein sollte, nicht kooperativ gezeigt und sollte am frühen Montag morgen genau in dem Sperrgebiet zu finden sein. Nach vielen Diskussionen wurde dann beschlossen, dass wir versuchen vor der Schließung des Sperrgebietes die Tropopausenfalte über dem Ozean zu beproben.

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Und wenn man drei Stunden um und in der Falte messen möchte, bedeutete das ein sehr sehr früher Takeoff! Und zwar um 4 Uhr lokal am Montag morgen. Damit war ab Mitternacht Strom an HALO für die Flugvorbereitungen.

Für die Wissenschaft machen wir auch mal die Nacht zum Tage 🙂

Und auf dem Flug wird man mit mehreren herrlichen Sonnenaufgängen belohnt!

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Beim Blick aus dem Fenster ist uns dann auf einmal folgendes Interessantes aufgefallen:

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Ob es jetzt ein Kampfjet war mit einem ungewöhnlichen Flugprofil, oder eine Rakete, oder ganz was anderes...wir haben nicht weiter drüber nachgedacht und das Weite gesucht. Es war an der Zeit so schnell es geht das Sperrgebiet zu verlassen, bevor wir Dropsonden noch als Ablenkungsmaßnahmen einsetzen mussten 🙂 Und die Falte hatten wir in der Zwischenzeit auch erfolgreich beprobt...

 

26. Februar 2016

Der erste Messflug in  der zweiten Phase vo POLSTRACC in Kiruna!

Huete war es dann soweit, es stand der zweite Messflug an. Der Plan war über Grönland (erhöhte Wasserkonzentrationen oberhalb der Tropopause) bis an die kanadische Ostküste (erhöhte CLOx-Konzentrationen) zu fliegen. Gleichzeitig sollten an der kanadischen Ostküste stark gealterte Luftmassen aus dem Polarwirbel vermessen werden, die einige sehr interessante Daten liefern sollten. Geplanter Takeoff war um 11:25 Uhr (lokal).

So öffneten sich um 10:00 Uhr die Hallentore und HALO wurde aufs Vorfeld zum Betanken gezogen, wonach es auch direkt losgehen sollte.

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Alle waren bereit, auch der Kameramann, doch dann gab es überraschend Verzögerungen. Technische Probleme mit dem Flugzeug haben dazu geführt, dass alle Instrumente nochmal ausgeschaltet werden mussten und der Flieger musste ebenfalls von komplett stromlos neu gestartet werden.

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Zur gleichen Zeit gab es Probleme mit den Hangartoren, die sich nicht mehr vollständig schließen ließen, da eine Stütze nicht mehr in ihre vorgesehene Verankerung passte...vermutlich wegen der hohen Schneelast auf dem Dach. Das Problem wurde aber sehr pragmatisch gelöst...

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Und auch die Startbahn wurde nochmal von Schnee befreit!

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Und dann konnte es auch endlich losgehen und HALO und die Messinstrumente waren bereit für den ca. 9 Stunden langen Flug.

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Hier einige Impressionen aus der Luft, die die Bodencrew schon neidisch machen können.

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Nach einem erfolgreichen Flug ist HALO um 21:59 Uhr lokal wieder sicher in Kiruna gelandet und konnte in den Hanger zurück geschleppt werden. Wenig später sollte HALO auch noch Gesellschaft von dem Flugzeug der SAS bekommen, das über Nacht im Hangar geparkt wurde.

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Es war ein sehr spannender und soweit man das schon sagen kann auch erfolgreicher Messflug mit HALO über Grönland in die kanadische Arktis. Dort haben wir stark abgesunkene und vermutlich prozessierte Luftmassen aus dem Polarwirbel beprobt. Für miniDOAS gab es dabei auch einen Abschnitt unter definiertem konstanten Sonnenzenitwinkel. Über der norwegischen See bis etwa zur Ost-Küste Grönlands wurden wieder PSCs beobachtet, ansonsten aber gab es praktisch keine hohen Wolken während des ganzen Fluges, was nicht nur für die GLORIA Messungen sehr gut war, sondern die Fotografen an Bord auch gefreut hat.

 

24. Februar 2016

Willkommen zurück aus Kiruna!

Gestern abend sind wir in Kiruna angekommen, um die zweite Phase der POLSTRACC Messkampagne einzuläuten. Hielt sich der Schnee bei der Ankunft noch zurück wurden wir später am Abend dann direkt mit heftigem Schneefall auf das was kommt eingestimmt...eine kleine Umstellung zum teilweise schon frühlingshaften Mainz.

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Es kann also wieder losgehen...heute wurde dann auch gleich begonnen, dem posierlichen Kerlchen seine Arena Arctica wieder streitig zu machen. Wobei wenn nur HALO im Hangar steht, ist schon noch ausreichend Platz.

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Es wurden Container ausgeladen, das Werkzeug inspiziert und gleich an verschiedenen Stellen losgelegt die Instrumente wieder flugfertig zu bekommen. Schon am Freitag soll der erste Messflug der zweiten Phase starten.

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Während das MiniDoas noch an die Pumpe musste, scheint TRIHOP wieder messbereit...es hat die Pause wohl sehr gut überstanden!

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20. Januar 2016

Grüße aus Kiruna

Nach einer langen und intensiven Vorbereitungsphase am DLR in Oberpfaffenhofen, hat letzte Woche der erste Hauptteil der Messkampagne angefangen. Von Oberpfaffenhofen ging der erste Flug, der gleichzeitig Transferflug des Flugzeuges war, bis nach Malta und von dort aus Richtung Kiruna.

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Ziel dieses Umweges war es, den Rand des polaren Vortex auf möglichst hohem Niveau zu durchfliegen. Da die Ausläufer des polaren Vortex bis nach Süddeutschland reichten und über Süditalien gleichzeitig noch eine interessante Verteilung von N2O und O3 prognostiziert wurde, konnte dieses Ziel gut eingehalten werden. Hier erste Impressionen aus dem Flug:

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Die Vorhut in Kiruna hatte zu diesem Zeitpunkt die Labors und Arbeitsräume schon weitestgehend eingeräumt, sodass die nächsten Flüge direkt geplant werden konnten und jeder noch genug Zeit hatte seinen Instrumenten den letzten Feinschliff zu verpassen.

Leider konnte aufgrund leichten Schneefalls zu Beginn der Woche dann aber kein Flug stattfinden. Das Flugzeug hätte sich, um starten zu können, einer Enteisungsprozedur unterziehen müssen, was aufgrund der nach außen offenen Einlässe der Messinstrumente nicht machbar war. In den letzten Tagen war es dann aber doch möglich einige Messflüge zu unternehmen, sodass wir bislang mit der Ausbeute zufrieden sein können.

Gestern gab es einen allgemeinen freien Tag an HALO. Das DLR hat daher einen Ausflug zu der Raketenabschussbasis in Esrange organisiert. Dort werden mehrmals im Jahr verschiedene Raketen ins Weltall befördert, die analysieren wie sich verschiedene Stoffe (im aktuellen Forschungsfall biologische Zellen) unter Zero-g Bedingungen verhalten.

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Insgesamt war es ein sehr interessanter Ausflug, wer Interesse hat den Raketenstart am Samstag zu verfolgen, kann sich den Lifestream unter http://esrange.insupport.se/ anschauen.

Text: Jens Krause, Heiko Bozem
Fotos: Jens Krause, Heiko Bozem