Forschungsgruppe Aerosole und Wolken

Leitung: Dr. Silke Groß

Vertikalschnitt des Rückstreuverhältnisses bei 1064 nm abgeleitet aus flugzeuggetragenen Lidar-Messungen mit dem WALES System entlang eines Flugpfades nördlich der Pyrenäen am 29. März 2014

Obwohl die Erdatmosphäre hauptsächlich aus Gasen besteht, haben Aerosole und Wolken einen großen Einfluss auf den Strahlungshaushalt der Erde. Die Erforschung des Klimaeffekts von Aerosolen und Wolken ist das übergeordnete Ziel der zukünftigen ESA-Satellitenmission EarthCARE, die erstmalig ein hochentwickeltes Lidar-System und eine Wolkenradar gemeinsam auf einem Satelliten vereinen wird und so eine neuartige und herausragende Kombination aktiver und passiven Instrumentierung beinhaltet. Um diese Messungen effektiv zu nutzen bedarf es neuer Strategien und Methoden.

Die wissenschaftliche und methodische Vorbereitung auf die zukünftige EarthCARE-Mission, besonders auf die Nutzung ihrer Kerninstrumente (Lidar/Radar), ist das Ziel dieser DLR-finanzierten Nachwuchsgruppe. Die allgemeine Zielsetzung ist es dabei ein besseres Verständnis der Rolle von Aerosolen und Wolken im Klimasystem der Erde zu erlangen.

EarthCARE wird die Wechselwirkung in der Atmosphäre entschlüsseln
Ob Dürre und Hitze in Südeuropa oder extreme Starkregenereignisse in Deutschland – die Sonneneinstrahlung ist die maßgebliche Größe für das Klimageschehen und die Wetterdynamik auf unserer Erde, denn sie treibt die Zirkulation in der Atmosphäre an. Diese Strahlung ist in der Lufthülle allerdings sehr unterschiedlich verteilt und tritt dort zudem noch in Wechselwirkung mit Wolken und Aerosolen – ein Gemisch aus festen und flüssigen Partikeln – sowie mit den Spurengasen. Um in naher Zukunft noch genauere Vorhersagen machen zu können, müssen wir die bisher noch nicht so gut bestimmbaren Parameter zu Aerosolen und Wolken global besser kennen und deren Wechselwirkungen in der Erdatmosphäre entschlüsseln. Dadurch und mit der Messung der Strahlungsdichte kennen wir den Strahlungshaushalt unseres Heimatplaneten wesentlich genauer, als wir das heute tun. Die Europäische Weltraumorganisation ESA will daher gemeinsam mit der japanischen Raumfahrtagentur JAXA voraussichtlich im Mai 2024 ihre bislang größte und komplexeste Earth-Explorer-Erdbeobachtungsmission starten.
Credit:

ESA/ATG medialab

Spezifische Fragestellungen sind:

  • Wie beeinflussen Alterungsprozesse und Transport die mikrophysikalischen und optischen Eigenschaften von Aerosolen?
  • Was sind die klimarelevanten Eigenschaften von Zirrus-Wolken, und wie ändern sich diese mit dem Lebenszyklus der Wolke?
  • Was können wir aus derzeitigen Satellitenbeobachtungen lernen um uns auf zukünftige Satelliten-Missionen vorzubereiten?

Zur Beantwortung dieser Fragen verwenden wir eine Kombination aus Prozessstudien, der Weiterentwicklung von synergistischen Lidar-Radar-Algorithmen und Satellitenmessungen.