«tropopause регион над Арктикой был едва изучен до сих пор с сосредоточенными бортовыми наблюдениями. Для кампании данного измерения исследовательское воздушное судно ОРЕОЛА было оборудовано комбинацией специально разработанных датчиков. В частности, мы хотим лучше понять процессы, влияющие на озон и другие затрагивающие климат газы следа в Арктике tropopause регион зимой», Герман Елхаф из Института КОМПЛЕКТА Исследования Метеорологии и Климата, говорит.
Он координирует кампанию вместе со своим коллегой доктором Бьорном-Мартином Синнхубером.«Мы знаем, что изменение климата из-за увеличения концентраций CO2 и других парниковых газов окажет сильное влияние на озоновый слой. Но арктической зимой, включенные процессы сложны из-за взаимодействия атмосферного обращения и химии. Мы не понимаем некоторые из этих механизмов достаточно хорошо, чтобы сделать надежные предсказания для будущего», объясняет Бьорн-Мартин Синнхубер.
В то время как увеличенная концентрация парниковых газов вызывает глобальное потепление на земле, это приводит к охлаждению в стратосфере.Вопреки Южному полюсу, где каждый год весной южного полушария озоновая дыра развивается, сопоставимые чрезвычайные истончения озонового слоя над Арктикой наблюдались в некоторых, очень холодные зимы только. «Это – все еще нерешенный вопрос, вызовет ли изменение климата действительно больше холодных зим в арктической стратосфере или приведут ли изменения атмосферного обращения скорее к его потеплению», говорит Синнхубер.Во время кампании исследователи в особенности сосредоточатся на процессах, управляющих озоном, водяным паром и другими газами следа в tropopause регионе, т.е. в зоне перехода между тропосферой и стратосферой на 7-17-километровой высоте. В полярных широтах это найдено на 7-12-километровой высоте. «Распределением влияющих на климат газов следа в tropopause регионе управляют транспортные пути, через которые массы воздуха из Арктики входят в средние широты и наоборот, и обменными процессами между стратосферой и тропосферой», объясняет Герман Елхаф.
ОРЕОЛ (Большая высота и Исследовательское воздушное судно Дальнего действия) может достигнуть высот до 15 км и имеет диапазон больше чем 8 000 км, который делает его особенно удовлетворенным для таких исследований.Важный инструмент измерения на борту ОРЕОЛА – инфракрасный спектрометр GLORIA, разработанный и построенный совместно учеными и инженерами КОМПЛЕКТА и Юлиха Forschungszentrum. «С GLORIA мы можем наблюдать температуру, параметры облака и много соответствующих газов следа в атмосфере», говорит Герман Елхаф. Инфракрасный спектрометр анализирует тепловую радиацию атмосферы и определяет газы следа на основе их спектральной подписи, во многом как отпечаток пальца молекул.
Поскольку тепловая радиация, испускаемая самой атмосферой, измерена, метод также работает в течение полярной ночи. GLORIA объединяет спектрометр с инфракрасной камерой и, таким образом, может наблюдать двумерное газоснабжение следа – напоминающий точно сотканные занавески вдоль курса полета – в намного большем количестве деталей, чем прежде. «Мы получаем новое понимание вертикальных и горизонтальных транспортных процессов, а также взаимодействия между высокими тонкими облаками усика и прослеживаем газы, такие как водяной пар, в tropopause регионе. Оба – критические параметры в климатической системе», объясняет Оелхэф.
Приблизительно 70 ученых, инженеры, технический персонал, пилоты и специалисты по логистике будут присутствовать на «Арене Arctica» ангар в Кируне, Швеция, около полярного круга. Партнерами в проекте «POLSTRACC – Полярная Стратосфера в Изменяющемся Климате» вместе с Технологическим институтом Карлсруэ (КОМПЛЕКТ) является Юлих Forschungszentrum (FZJ), немецкий Космический Центр (ДОЛЛАР) и Университеты Гейдельберга, Франкфурта, Майнца, и Вупперталя, а также Physikalisch-Technische Bundesanstalt. В настоящее время первые испытательные полеты несут из основы ДОЛЛАРА в Оберпфаффенхофене под Мюнхеном.
Между январем и мартом 2016, «Арена Arctica» будет использоваться в качестве основы для 10 – 15 полетов исследования через полярное море к Гренландии и Северному полюсу.Об ОРЕОЛЕИсследовательское воздушное судно ОРЕОЛА – коллективная инициатива немецкой окружающей средой и исследовательскими организациями климата.
ОРЕОЛ финансируется вкладами из немецкого Федерального министерства Образования и Исследования (мех Bundesministerium Bildung und Forschung; BMBF), немецкий Исследовательский фонд (Deutsche Forschungsgemeinschaft; DFG), Ассоциация Гельмгольца, Общество Макса Планка, Ассоциация Лейбница, свободное государство Бавария, Технологический институт Карлсруэ, немецкий Научно-исследовательский центр для Геонаук (Deutsches GeoForschungsZentrum; GFZ), Научно-исследовательский центр Юлиха (Forschungszentrum Юлих) и немецкий Космический Центр (мех Deutsches Zentrum Luft-und Raumfahrt; ДОЛЛАР).Больше о центре климата и окружающей среды КОМПЛЕКТА: http://www.klima-umwelt.kit.edu/english