Wie sich Wolken in der Antarktis bilden und welche Rolle Aerosole dabei spielen, ist bislang nur unzureichend untersucht. Mit der Flugkampagne „SANAT“ (Spatial distribution of ANtarctic Aerosol and Trace gases) wollen das Alfred-Wegener-Institut, das Leibniz-Institut für Troposphärenforschung und das Max-Planck-Institut für Chemie die Wechselwirkungen von Aerosolen und Wolken unter antarktischen Bedingungen systematisch untersuchen.

Im Januar und Februar führten die Forschenden zehn Messflüge mit dem AWI-Forschungsflugzeug Polar 6 durch. Die Flüge reichten von der deutschen Neumayer-Station III bis zum südlichen 80. Breitengrad. Damit erfasste das Team erstmals systematisch Aerosole weit über dem antarktischen Plateau.

Aerosole als Schlüssel zur Wolkenbildung

Wollen entstehen, wenn Wasserdampf an Aerosolpartikeln kondensiert. In der antarktischen Atmosphäre ist die Konzentration solcher Partikel vergleichsweise gering. Veränderungen in Häufigkeit oder Zusammensetzung können daher die Wolkenbildung und auch die Fähigkeit des Planeten, Sonnenstrahlen in den Weltraum zu reflektieren, beeinflussen.

Die Forschenden untersuchen, aus welchen natürlichen und anthropogenen Quellen die Partikel stammen, unter welchen Bedingungen sich neue Aerosole bilden und wie sich deren Eigenschaften in unterschiedlichen Höhen oder Transportpfaden verändern.

„Vor allem geht es uns um die Partikel, die als Kondensationskerne oder Eiskeime wirken, da diese letztendlich dazu führen, dass und wie sich Flüssigphasen-, Mischphasen- oder Eiswolken bilden“, so Dr. Zsófia Jurányi vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI).

Neuartige Messtechnik im Einsatz

Für die Kampagne setzt das Team neben bordeigenen Messgeräten auch eine neu entwickelte Schleppsonde namens „T-Bird“ ein. Das Instrument wurde an einem rund 60 Meter langen Kabel hinter dem Flugzeug hergezogen und erfasste eigenständig Daten.

Gemeinsam mit bodengestützten Messungen an der Neumayer-Station III sammelten die Forschenden Daten zur Häufigkeit und chemischen Zusammensetzung von Aerosolen in der Atmosphäre, zu Transportprozessen sowie zu meteorologischen Parametern wie Luftdruck, Temperatur oder Wasserdampfgehalt.

Eine erste Auswertung deutet auf eine unerwartet hohe Aerosolkonzentration im Landesinneren hin.

Bedeutung für Klima- und Wettermodelle

Die Antarktis beeinflusst das globale Klimasystem maßgeblich, da Eisflächen und Wolken große Mengen Sonnenstrahlung reflektieren. Mit den neuen Messdaten wollen die beteiligten Institute die Wechselwirkung zwischen Aerosolen und Wolken besser verstehen. Die Ergebnisse sollen in Wettervorhersagen und Klimamodelle einfließen.