Wind-Lidar-Kampagne zur Vorbereitung der ADM-Aeolus Mission
Für eine präzise Wettervorhersage für Europa ist entscheidend, die Luftströmung über dem Nordatlantik möglichst genau zu bestimmen. Wissenschaftler des DLR Instituts für Physik der Atmosphäre haben einen flugzeuggetragenen Prototypen eines Wind-Lidars (Light Detection and Ranging) entwickelt, der ab Ende 2016 auf der Mission ADM-Aeolus (Atmospheric Dynamics Mission) der ESA zum Einsatz kommen soll. Im Mai 2015 erprobte das DLR die Lidartechnologie zur Windvermessung mit dem DLR-Forschungsflugzeug Falcon während einer 3-wöchigen Flugkampagne. Ausgehend von Island flogen die Forscher über die Eisflächen Südgrönlands. Ein weiteres Wind-Lidar, das bereits bei Vulkanasche-Messungen über Island im Zuge des Eyjafjallajökull-Ausbruchs 2010 im Einsatz war, dient dabei als Vergleichsinstrument. Die Flüge wurden in Kooperation mit ESA und NASA durchgeführt, die mit weiteren zwei Wind-Lidar-Instrumenten an Bord des NASA-Forschungsflugzeugs DC-8 vor Ort waren. Damit waren erstmals vier Wind-Lidar-Instrumente auf Flugzeugen gleichzeitig in der Luft. Hinzu kamen 100 Sonden, die von der DC-8 abgeworfen wurden, um Profile von Windgeschwindigkeit und Temperatur mit in-situ Sensoren zu vermessen. Ein weiteres Wind-Lidar der englischen Universität Leeds wurde für diese Kampagne auf eine amerikanische Forschungsstation am höchsten Punkt Grönlands geflogen, um wichtige Vergleichsmessungen der bodennahen Winde zu liefern.
Die Wind-Lidartechnologie, die jetzt auf dem Flugzeug erprobt und kalibriert wurde, ist ein wichtiger Schritt zur europäischen Mission ADM-Aeolus. Dies wird weltweit das erste Wind-Lidar auf einem Satelliten sein, um die Höhenprofile der Windgeschwindigkeit vom Boden bis in 30 km Höhe mit hoher Genauigkeit zu vermessen. Mithilfe eines Doppler-Wind-Lidar wird dieser Satellit nahezu in Echtzeit Wind-, Wolken- und Aerosolprofile entlang seiner Bahn zur Erde senden. Diese Profile werden in eine verbesserte Wetter-Vorhersage einfließen und füllen damit eine entscheidende Lücke im globalen Beobachtungssystem der WMO (World Meteorological Organization). Wissenschaftler der DLR-Institute für Physik der Atmosphäre und Methodik der Fernerkundung werden die Daten des Satelliten prozessieren.
Während gemeinsamer Flüge der DLR Falcon und NASA DC-8 konnten alle Kampagnenziele erreicht werden: Kalibrierungsflüge über dem grönländischen Inlandeis, ein Überflug zur amerikanischen Forschungsstation auf dem höchsten Punkt des grönländischen Eises auf 3200 m Höhe, Flüge zur Südspitze Grönlands mit hohen bodennahen Windgeschwindigkeiten und ein Unterflug des MetOP-B Satelliten. Zudem bot sich die während der 3-wöchigen Kampagne zweimalig die Gelegenheit einen Strahlstrom im Nordatlantik südwestlich von Island mit Windgeschwindigkeiten von 70 m/s in einer Höhe von 10 km zu vermessen. Der einmalige Datensatz der vier flugzeuggetragenen Wind-Lidar-Instrumente, der 100 Dropsonden, und der Bodenmessungen der grönländischen Forschungsstation werden jetzt von Wissenschaftler des DLR, der NASA und der ESA ausgewertet, um die zukünftige Satellitenmission ADM-Aeolus optimal vorzubereiten.
Kontakt: Oliver Reitebuch
DLR-Pressemitteilung: Den Islandtiefs auf der Spur: DLR testet neue Lasermesstechnik im Flug über Grönland
Link zur ESA-Webseite: Chasing Polar Winds with Laser