Für die Flugzeugmesskampagne kommt das russische Forschungsflugzeug M-55 Geophysica zum Einsatz. Diese Maschine hat eine einzigartige Kombination aus Dienstgipfelhöhe (21.5 km), relativer Langsamkeit (700km/h), sowie möglicher Zuladung an wissenschaftlichen Equipment (ca. 1.5 t) und ist daher ideal für die Ziele von StratoClim geeignet. Es wird, mit einer hoch spezialisierten Zusammenstellung von Messgeräten ausgerüstet, über dem indischen Subkontinent bisher einzigartige Messungen während des asiatischen Monsuns durchführen. Dabei werden die Verteilung von Spurengasen bestimmt, sowie die chemische Zusammensetzung, Anzahl- und Größenverteilung von Aerosolteilchen und Wolkenpartikeln gemessen.
Als Kampagnenstandort wurde Katmandu gewählt. Die Mainzer Atmosphärenforscher sind mit den Aerosolmessgeräten COPAS, UHSAS und ERICA vertreten, sowie mit den Wolkenpartikelmessgeräten CCP, CIP, PIP und HALOHOLO. Damit decken Sie einen Größenbereich von 60 Nanometern bis 6 Millimeter ab.
Die Kampagne findet im Juli und August 2017 statt.
StratoClim wird unter anderem gefördert durch:
- die Europäische Union, 7. Rahmenprogramm (FP7/2007–2013) als StratoClim Projekt (No. 603557)
- sowie durch den Europäischen Wissenschaftsrat (FP/2007-2013)/ERC, Förderkennzeichen No. 321040 (EXCATRO),
- das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über das Verbundprojekt SPITFIRE (01LG1205A) innerhalb der ROMIC-Initiative (ROle of the MIddle atmosphere in Climate),
- und durch die Unterstützung der Max-Planck-Gesellschaft.
Weitere Informationen zu StratoClim finden sich hier:
Informationen zur Geophysica
https://en.wikipedia.org/wiki/Myasishchev_M-55
Aktuelle Flugpfade
https://www.flightradar24.com/AZAZ0909/e3f2e22
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Donnerstag 17.08.2017 - Nachlese
Einmal tief durchatmen - Beitrag von Oliver Schlenczek
Als Nachtrag zur Stratoclim-Messkampagne sei noch darauf hingewiesen, dass wir hier in Deutschland und Europa bezüglich Luftqualität (Feinstaub, Stickoxide) auf einem sehr hohen Niveau jammern. Die Emissionen durch den Verkehr in Kathmandu erkennt man insbesondere während des Berufsverkehrs mit bloßem Auge, ohne dass es eines Messgeräts bedarf. Sichttrübungen über den Hauptverkehrsstraßen mit einer maximalen Sichtweite von unter einem Kilometer sind nicht gerade selten. Außerdem erkennt man hier den Unterschied zwischen einem Diesel und einem Benziner nicht nur am "Geschmack", sondern auch an der Farbe der Emissionswolken. Die teils drastischen Mengen an ausgestoßenem Ruß zeigen auch, dass die Motoren der fast ausschließlich indischen Nutzfahrzeuge (u.a. Tata, Mahindra, Eicher) nicht besonders effizient sein können...
Verglichen mit den Verhältnissen in Kathmandu ist die Innenstadt von Stuttgart buchstäblich ein Luftkurort.
Text und Fotos: Oliver Schlenczek
Danke für den Beitrag. Over and Out aus KTM.
Montag 14.08.2017 - Ende der Kampagne
Nachdem der Rückflug von Geophysica nicht wie geplant am Sonntag stattfinden konnte, weil die indische ATC die notwendige Überfluggenemigung verweigerte, konnte die Geophysica dann endlich am Montag Mittag gegen 14:15 LT zurück in ihren Heimatflughafen aufbrechen. Die Maschine ist in Zhukovsky, in der Nähe von Moskau stationiert. Ihr Rückflug ging von Kathmandu über Baku in Azerbaijan (Tankstop) nach Moskau, Zubrovsky International Airport.
Wir sagen до свидания - Do Svidaniya! Auf Widersehen alte Dame und guten Flug. Damit geht eine sehr erfolgreiche Forschungskampagne zuende. Wir haben viele wertvolle Daten auf insgesamt 8 Messflügen sammeln können und die ersten "Quicklooks" der Messadaten versprechen interessante Beobachtungen.
Das Mainzer Team fliegt heute und am Mittwoch zurück nach Deutschland. Die Messgeräte werden überwiegend per Luftfracht zurückgeschickt und sollten Ende nächster Woche in Mainz eintreffen.
Das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung hat eine Pressemitteilung über die Kampagne herausgegeben:
Foto: Marcus Rex
Freitag 11.08.2017
Nachtrag zu Donnerstag den 10.08.
Geophysica ist gestern Abed spät gelandet, die Instrumente haben nach ersten Kontrollen den letzten Flug gut überstanden, und wurden schon wieder in Kisten für den Rücktransport gepackt. Nach jedem Flug gibt es ein "Pilot-Debriefing", bei dem der Pilot über die besonderen Vorkommnisse des Fluges berichtet. Dieser Flug war besonders spanned, weil der Pilot, frei nach Ermessen, Konvektionszellen, "Tower" suchen und auf verschiedenen Höhenstufen umrunden sollte. Unser Mainzer Kollege Sergej Molleker hat dabei vom Russischen ins Englische übersetzt.
Am Ende gab es für die beiden Piloten Oleg und Tagir Standing-Ovations vom Team StratoClim für ihren unermüdlichen Einsatz für das Projekt.
Donnerstag 10.08.2017
Der 8. Messflug steht an. Take-off ist für 13:00 Uhr local time geplant. Der Pilot wird heute auf niedriger Höhe fliegen ("nur" ca. 15km hoch) und nach eigenem Ermessen nach Konvektionszellen Ausschau halten. Wenn er einen geeigneten "Wolkenturm" findet, soll er die Zelle mehrfach umrunden, und dabei die Luftmassen der Auf- und Abwind-Regionen der Konvektionszelle durchfliegen.
Wir sind gespannt Ob und Wie dieses Vorhaben heute gelingen wird.
Wie sehen eigentlich die Bilder aus, die unsere Partikelmessgeräte von ihren Messflügen mitbringen?
Im Prinzip vermessen wir mit den "Cloud Probes" den Schatten eines Partikels, den es auf ein Fotodiodenarray wirft, wenn das Partikel im Flug eine Laserstrahl-Messstrecke unseres Instruments passiert. Der Schattenwurf über die Diodenarray-Breite ergibt die Partikelgröße quer zur Flugrichtung und die Anzanl der gescannten Bildzeilen pro Partikelereignis ergibt seine Größe in Flugrichtung. Dazu ein paar Beispiele vom letzten Messflug, aufgenommen mit der "Cloud Image Probe - Grayscale".
Und Oliver Schlenzcek von HALOHOLO hat für diese Frage auch ein Beispiel für die holografischen Bildaufnahmen von Partikeln zur Verfügung gestellt. Besten Dank.
UPDATE 15:30 LT
Mit 90min Verspätung ist die Geophysica zum "Tower Chasing" aufgebrochen. Wir hatten starken Regen währendessen und hoffen, dass alle Messgeräte die lange Wartezeit gut überstanden haben.
Dienstag 08.08.2017
Der 7. Messflug ist soeben gestartet, Geophysica ist um 9:30 local time in Richtung Indien aufgebrochen. Es soll heute in einem breiten Höhenband die vertikale Struktur der vom Monsun beeinflußten Luftmassen untersucht werden. Dafür wird der Pilot ein recht komplexes Flugprofil mit mehreren "Dives" fliegen.
Heute morgen lief alles sehr glatt und wir wären fast! pünktlich gestartet, wenn nicht der (überpünktliche) Tanklastfahrer sich entschieden hätte, rechts am Flugzeug über die Wiese vorbeizufahren und ja..... im Matsch stecken geblieben ist. Der Versuch den Tanklaster mit einem Traktor herauszuziehen scheiterte und auch der zweite Versuch, den Laster mit einem größeren Tanklaster herauszuziehen, endete in einer kolossalen Auspuff Rußwolke und dem Abreißen der Abschleppstange.
Foto: Christoph Mahnke
Aber von so Kleinigkeiten lassen wir uns nicht die Laune verderben.
Foto: Christoph Mahnke
Geophysica ist bereits auf dem Rückflug und wir sind gespannt, wie sich heute die Instrumente bewährt haben.
Update 16:30 LT: Alle Cloud Probes und HALOHOLO, sowie unsere Aerosol Messgeräte COPAS und UHSAS haben einwandfrei funktioniert und interessante Eiskristallformen und Konzentrationen gesehen. ERICA hatte Probleme mit einem Messgerät, der Fehler konnte allerdings durch einen Neustart der Komponente während des Fluges behoben werden. Insgesamt hat ERICA schon über 140.000 Partikel Spektren während StratoClim aufgenommen.
Samstag, Sonntag, Montag 05 - 07.08.2017
Nachtrag zu den letzten Tagen. Am Freitag Abend hatten wir eine StratoClim Campaign Party im "Garden of Dreams". Eine im englischen Kolonialstil angelegte Gartenanlage, in der es auch ein Restaurant gibt. Bei Getränken und einem leckeren Buffet hatten wir Gelegenheit uns von den hinter uns liegenden, intensiven Kampagnentagen zu erholen und den bisher erfolgreichen Verlauf der Kampagne zu feiern.
Am Samstag haben wir eine defekte Druckregelung für die Heizungelemente der CCP getauscht und die Instrumente für den Flug am Sonntag vorbereitet. Am Sonntag wurde in zwei langen Schenkeln über Nepal, Indien und Bangladesh auf konstanten 110hPa die Region des "Main Convective Outflows" in seiner horizontalen Struktur untersucht. Über dem Golf von Bangladesh wurde ein "Dive" bis auf 150hPa geflogen und dann ist die Geophysica auf 110hPa zurückgekehrt. Während des gesamten Fluges haben unsere "Cloud Probes" zu unserer Freude überraschend viele Ereignisse aufgezeichnet. Auch HALOHOLO hatte nach einigen vorangeganenen Start-Schwierigkeiten einen sehr guten Messflug.
Nach dem 6. Messflug am Sonntag kam jede Menge Troubleshooting bei den Wolkenpartikel Messgeräten auf uns zu. Die CIP war ziemlich "buggy" und die Ursache dieser Bugs war eindeutiger Natur:
Am Montag Nachmittag hatten wir nach der Erledigung aller Vorbereitungen für den 7.Flugtag, spontan Zeit für einen Ausflug gefunden. Wir sind nach Bhaktapur gefahren, eine kulturelle Perle, die mit dem Taxi circa eine halbe Stunde vom Flughafen entfernt liegt. Die Stadt besitzt wie Katmandu einen Königspalast und reich verzierte Tempelanlagen. Die Stadt ist für die traditionelle Newar Kultur und ihre Handwerkskunst berühmt. Ein ortskundiger Student einer Thanka-Kunstschule bot sich uns als Führer an. Zeitgleich fand in der Stadt das Vollmond Fest "Janai Purmina" statt, welches in ganz Nepal gefeiert wird. Am Dienstag findet dann das Gai Jatra statt, das Fest der heiligen Kühe.
Insgesamt unser bisher beeindruckenstes Erlebnis der nepalesischen Kultur.
Freitag 04.08.2017
Wir fliegen wieder! Geophysica ist um 03:18 Zulu für einen weiteren Messflug über Nepal gestartet. Heute interessiert uns nochmal die kalte Tropopausenschicht, die Grenze zur Statosphäre. Wir starten dabei im Bereich des Main Convective Outflows auf ca. 130hPa und steigen dann in mehreren Druckflächen bis zur stratosphärischen Hintergrundverteilung der Aerosole in maximaler Flughöhe auf (~50hPa).
Gestern Abend ist Oliver Schlenczek zur Verstärkung der Mainzer HALOHOLO Gruppe angekommen.
Heute morgen konnten wir die guten Vorraussetzungen für die Beobachtung von Zirrus-Eiswolken an einem schönen 22° Halo mit einer deutlich sichtbaren rechten Nebensonne erkennen. Die linke Nebensonne war auch erkennbar, auf dem Foto sieht man sie allerdings nur sehr schwach.
Foto: Max Port
Unser Hotel gibt sich sehr viel Mühe, uns einen angenehmen Aufenthalt zu ermöglichen und heute morgen überraschten uns kunstvoll geschnitzte Wassermelonen am Frühstücksbuffet.
Generell ist das Frühstück morgens sehr reichhaltig und üppig und wir können aus jeder Menge warmer und kalter Speisen auswählen. Für die Kollegen, die bereits ab 4 Uhr morgens im Hangar sind, werden uns Frühstückspakete vorbereit. Super Service - Vielen Dank!
Mittwoch 02.08.2017
Wir sind in den Vorbereitungen für einen Flug heute Nachmittag über Nepal. Wir wollen in sechs Stufen die kalte Tropopausenschicht durchfliegen und im Anschluss in maximaler Höhe einen Schenkel fliegen.
Wir begrüßen unseren Mainzer Kollegen Jakob Fugal und HALOHOLO, der am Dienstag Abend angereist ist und das Instrument zum ersten Messflug vorbereit.
Es ist eine Pressmitteilung vom MPI für Chemie online
und ein weiteres Video in unserem YT-Channel 🙂
Unsere Kollegin Corinna Kloss vom Forschungszentrum Jülich schreibt ebenfalls einen Blog:
https://blogs.fz-juelich.de/climateresearch/
Stay tuned!
Montag 31.07.2017
Heute früh ist die Geophysica zu ihrem dritten Messflug über Nepal und Indien Richtung Nagpur aufgebrochen. Die ehrwürdige Lady hatte dabei ihren 500. Flug und wir gratulieren zu diesem Erfolg!!
Als das Flugzeug in den 80ern gebaut wurde, wusste niemand, wie sich die Konstruktion unter den enormen Belastungen von Stratosphärenflügen bewähren würde und man gab damals den Triebwerken nur eine maximale Laufzeit von 600 Betriebsstunden (Zum Vergleich, ein durchschnittliches Airbus Triebwerk ist 12.000 Std. in Betrieb). Diese wurden bereits 2011 erreicht und seitdem trotzt die Maschine allen Vorhersagen und bricht weiter Rekorde.
Das Ziel dieses Fluges war eine Untersuchung der Ausläufers des Asiatischen Monsun Antizyklons (AMA) auf zwei Schenkeln über Indien in 17km und 20km Höhe. Am Ende des Fluges hielten alle den Atem an, als der Pilot gezwungen war, aufgrund des vielen Verkehrs auf KTM, für fast eine Stunde in Warteschleifen über dem Katmandu Tal zu kreisen.
Denjenigen, die heute Morgen früh aufstehen mussten, um ihre Messgeräte vorzubereiten, zeigte sich zum ersten Mal am Horizont der Himalaya in seiner ganzen Schönheit.
Die Cloud Probes liefen besser als gestern. Unsere Problemlösungen haben sich bewährt, allerdings haben wir auf einer Sonde immer noch mit Störungen zu kämpfen.
Der 501. Flug ist für Mittwoch geplant.
Sonntag 30.07.2017
Gestern hatten wir den zweiten Messflug. Diesmal hat alles deutlich reibungsloser funktioniert und wir sind guter Dinge für den dritten Flug morgen früh. Die Cloud Probes haben einige Fehler während des Fluges gezeigt, an denen wir heute im Laufe des Tages gearbeitet und hoffentlich behoben haben. Wir sind gespannt, wie sich die Geräte im nächsten Flug verhalten werden. Auf Kampagne im Flugbetrieb tauchen bei Messgeräten gerne Probleme auf, die auf dem Labortisch in der Form nie vorkommen.
Auch die Geophysica hält uns und das Team von MDB, dem Betreiber des Flugzeugs, ständig auf Trab. Seien es fehlende Druckgasflaschen für die Brems- und Pneumatikanlage des Flugzeuges, defekte Stromgeneratoren am Triebwerk oder zeitaufwändige Triebwerkstest, die noch zwischendurch eingeschoben werden müssen. Dazu kommen regelmässig, vorkommende Stromausfälle im Hangar, die auch nicht gerade die Arbeitsbedingungen erleichtern.
Aber wir sind guter Dinge und heute Abend ist Andreas Hünig als Verstärkung im ERICA Team angekommen. Namaskar!
Freitag 28.07.2017
Heute war Fehlersuche bei der CCP und PIP angesagt und Flugplanung für die nächsten zwei Tage.
Wir planen einen reinen Nepal Flug für Samstag. Die Ziele sind es in einer Route über Nepal den Anti-Zyklon auf verschiedenen Leveln zu beproben, einen langen Schenkel für GLORIA zu fliegen, um Luftmassen mit niedrigen Wolkenhöhen zu scannen und einen langsamen Abstieg zurück nach KTM zu fliegen.
Für Sonntag ist ein weiterer Messflug geplant. Wir wollen die südlichen Ausläufer des Asiatischen Monsun Antizyklons auf verschiedenen potentiellen Temperaturleveln beproben.
Foto: Max Port
Manchmal hatten wir Abends für ein paar Stunden noch Zeit die Umgebung zu erkunden. Fußläufig vom Hotel entfernt ist Pashupattinath, ein berühmtes hinduistisches Heiligtum, das "Pashu Patti" dem Herr der Tiere, ein anderer Name für Shiva, geweiht ist. Die Tempelanlage liegt am Bagmati, ein Zufluß des Ganges, welcher für die Nepalesen ein heiliger Fluß ist, hier werden rituelle Waschungen und Bestattungen durchgeführt. Es ist eine große letzte Ehre für einen Hindu, hier verbrannt zu werden.
Am Freitag Nachmittag hatten wir die Gelegenheit die Altstadt von Lalitpur oder auch Patan genannt, einem südlichen Stadtteil von Katmandu, zu besuchen. Auch hier gibt es einen "Durbar Square" und viele buddhistische und hinduistische Tempel, die sich überall in diesem Stadtteil verstecken. Besonders beeidruckend waren die drei Tempel zu Ehren der hinduistischen Götter Kali, Shiva und Vishnu, trotz oder vielleicht auch gerade wegen des heftigen Monsunregens.
Donnerstag 27.07.2017
Die Geophysica ist um 13:45 Ortszeit zu ihrem ersten Messflug über Nepal und Indien Richtung Bangladesch aufgebrochen.
Ziel ist es die Asiatische Tropopausen Aerosol Schicht (ATAL) zu beproben und auf dem Rückflug in maximaler Flughöhe mit GLORIA Fernerkundung der Luftmassen durchzuführen.
https://www.flightradar24.com/AZAZ0909/e3f2e22
UPDATE zum 1.Flug
Wir haben mit viel Verzögerung den ersten Messflug durchführen können, allerdings hat sich dadurch die aktuelle Flug-Wetterlage gegenüber der Vorhersage deutlich verschlechtert und der Pilot musste eine verkürzte Version des geplanten Fluges durchführen. Ob wir tatsächlich die ATAL beproben konnten, wird sich noch zeigen. Die Mainzer Aerosol-Messgeräte haben alle fehlerfrei funktioniert und fleißig Daten gesammelt.
Die Wolkenpartikel Messgeräte hatten einige Probleme, die aber weitestgehend gefunden und behoben werden konnten.
Dienstag 25.07.201
Wir müssen den EMC Test heute wiederholen und warten auf ein Nachlassen des Regens und die Freigabe vom Tower.
Das ERICA Team hat heute Nacht noch erfolgreich einen Defekt am Einlass-System repariert.
Montag 24.07.2017
Heute steht der elektromagnetische Kompatibilitätstest - EMC-Test - aller eingebauten Instrumente an. Dabei wird geprüft, ob die Instrumente die Flugzeugelektronik stören oder umgekehrt. Dieser Test wird einmal mit angeschlossener Ground-Power-Unit GPU durchgeführt und einmal bei laufenden Triebwerken mit der Stromversorgung des Flugzeugs.
Die Geophysica muss dafür aufs Vorfeld gerollt werden, was bei den engen Rangiermöglichkeiten eine gewisse Herausforderung darstellt.
Gestern wurden wir auch nochmal in einem Print Artikel der Himalayan Times erwähnt:
https://thehimalayantimes.com/kathmandu/german-team-nepal-conduct-study-aerosol-monsoon-trends/
Foto: Max Port
Foto: Max Port
Foto: Max Port
Samstag 22.07.2017
Nachdem wir gestern die Halterungen für die Instrumente unter den Flügen montieren konnten und das ERICA Team Zeit hatte eine defekte Hardware Komponente zu tauschen, stehen heute der Einbau der Flügelsonden CIP, PIP, CCP und UHSAS an. Heute werden also die Instrumente in Geophysica eingebaut und wir hoffen einige Tests mit der Bordstromversorgung des Flugzeuges durchführen zu können.
Unser erster Flug wird wahrscheinlich erst am kommenden Donnerstag stattfinden können, da die anderen Teams noch auf Frachtcontainer warten müssen, die von Kalkutta über Land nach Kathmandu unterwegs sind.
Im Folgenden ein paar Eindrücke der letzten zwei Tage:
Foto: Christoph Mahnke
Foto: Christoph Mahnke
Auch sehr erwähnenswert ist das Engagement des Küchenteams im Buddha Air Restaurant.
Foto: Thomas Böttger
Update 17:00 Tagesziel Integration und Test der Wolkenpartikelmessgeräte erreicht, alle Geräte funktionieren einwandfrei.
Gestern war auch ein Reporter der Nepali Times zu Besuch und hat einen Beitrag über uns geschrieben:
http://www.nepalitimes.com/blogs/thebrief/2017/07/21/how-pollution-affects-the-monsoon/
Donnerstag 20.07.2017
Das Mainzer Team ist am Dienstag Abend von Frankfurt über Abu Dhabi nach Kathmandu aufgebrochen und gestern Abend gut angekommen. Beim recht turbulenten Anflug auf Kathmandu konnten wir uns bereits davon überzeugen, dass wir hier zur Untersuchung konvektiver Systeme genau richtig sind.
Foto: Christoph Mahnke
Heute sind wir nach dem Frühstück mit einem Busshuttle zum Hangar von Buddha Air gebracht worden, dieser liegt im östlichen Teil des Tribhuvan International Airports (KTM) und wurde für uns von der Airline zur Verfügung gestellt. Die meisten Forschungsgruppen des internationalen Teams sind bereits vor Ort und dabei ihr Equipment aufzubauen. Das Mainzer Team richtet sich vorne links ein.
Foto: Christoph Mahnke
Foto: Max Port
Die Geophysica ist nach einigen Verzögerungen während der Transferflüge heute Morgen gelandet und steht auf einer Warteposition. Sobald die Maschine in den Hangar gezogen werden kann, was noch heute passieren soll, können wir mit der Integration der Instrumente beginnen.
Foto: Christoph Mahnke
Update 19:00: Die Geophysica befindet sich im Hangar! Das Tagesziel wurde doch noch erreicht. Die Integration erfolgt morgen.
Foto: Max Port
Text: Max Port
Fotos: Max Port, Christoph Mahnke, Ralf Weigel, Thomas Böttger