Das TROPOS ist an Wolkenmissionen beteiligt, die mit dem neuen deutschen Forschungsflugzeug HALO (High Altitude and Long Range Research Aircraft, HALO) durchgeführt werden sollen. HALO eröffnet neue Möglichkeiten, da das Flugzeug eine Reichweite von über 10 000 km, eine Flughöhe bis 15 km und eine Flugdauer von mehr als 10 Stunden besitzt. Neben Wolkenforschung wird auch andere Atmosphärenforschung mit HALO betrieben, wie Untersuchungen zur Meteorologie, Klimaänderung, Atmosphärenchemie und –dynamik, aber auch Missionen zur Erdbeobachtung und Geophysik sind geplant.

  • Design des HALO-CVI, Quelle: enviscope GmbH

  • Gefertigter Prototyp des HALO-CVI, Quelle: enviscope GmbH

  • Forschungsflugzeug HALO mit angebautem CVI, Quelle: Andreas Minikin/DLR

Für die Wolkenforschung mit HALO wurde am TROPOS ein speziell angepasster CVI Einlass (CVI Technik) entwickelt (HALO-CVI) und von der Firma enviscope GmbH (enviscope GmbH) ingenieur-technisch realisiert, der beim Flug durch atmosphärische Wolken Tropfen und Eiskristalle einsammeln kann. Deren Resiudalpartikel werden dann in der Flugzeugkabine in Zusammenarbeit mit anderen Forschergruppen chemisch und mikrophysikalisch charakterisiert. Die ersten Missionen an denen das TROPOS mit dem CVI Einlass beteiligt ist, sind ML-CIRRUS (Zirruswolken) und ACRIDICON (hochreichende konvektive Wolken). Hier sollen folgende wissenschaftliche Fragestellungen untersucht werden:

ML-CIRRUS:

(Mid-Latitude Cirrus)

  • Welchen Einfluss haben die Emissionen des zivilen Flugzeugverkehrs auf die Bildung von Zirren?
  • Gibt es wolken-mikrophysikalische Unterschiede zwischen Zirren in sauberen und verschmutzten Luftmassen? Welche Rolle spielen Russ und metallhaltige Partikel?
  • Wie verändert sich die Wolken-Mikrophysik von Zirruswolken während ihrer Lebensdauer?
  • Wie groß ist die Bedeutung von heterogener zu homogener Eisbildung für Flugverkehr beeinflusste und natürliche Zirren?

ACRIDICON:

(Aerosol, Cloud, Precipitation, and Radiation Interactions and Dynamics of Convective Cloud System)

  • Haben Aerosolpartikel die als Kondensations- und Eiskeime dienen einen Einfluss auf die vertikale Entwicklung einer jungen, hochreichenden konvektiven Wolke?
  • Existieren Unterschiede zwischen hochreichend konvektiven Wolken in verschmutzten und sauberen Luftmassen bzgl. des Gefrierniveaus und Stärke, Art und Beginn von Niederschlag?
  • Wie erfolgen der vertikale Transport und die chemische Wolkenprozessierung von Aerosolpartikeln (speziell von schwarzem Kohlenstoff) in hochreichend konvektiven Wolkensystemen?

Die beschriebene Forschung mit HALO wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG gefördert (Schwerpunktsprogramm 1294; Förderkennzeichen HE 939/25-1 und ME 3534/1-2)