Die NASA beschäftigte sich zum ersten Mal in den 1980er Jahren mit der Erforschung des Klimawandels mithilfe von Satelliten- und Flugzeugbildgebung. Mit dem Start eines großen Satellitennetzwerks im Jahr 1991 wurden seine Bemühungen noch ernsthafter. Bis 2004 gab die Agentur jährlich 1, 3 Milliarden US-Dollar für Klimawissenschaften aus. Es hat jetzt mehr als ein Dutzend Raumschiffe, die alles von den Ozeanen über die Atmosphäre bis zur Kryosphäre (die gefrorenen Teile der Erde) untersuchen. Am Freitag wird die Stratosphäre zu dieser Liste hinzugefügt, wenn ein unbemanntes Global Hawk-Flugzeug von der kalifornischen Edwards Airforce Base gestartet wird.
Das Projekt namens Airborne Tropical TRopopause EXperiment (ATTREX) untersucht die Luftfeuchtigkeit in der tropischen Tropopausenschicht, dem Bereich der Atmosphäre, der acht bis elf Meilen über der Erdoberfläche liegt und die Zusammensetzung der Stratosphäre steuert. Laut ATTREX-Wissenschaftlern können kleine Änderungen der Luftfeuchtigkeit das Klima erheblich beeinflussen. „Die Wolkenbildung in der tropischen Tropopausenschicht bewirkt, dass die Luftfeuchtigkeit in die Stratosphäre gelangt“, fügt der leitende Forscher Eric Jensen hinzu, dass die Wege durch die tropische Tropopause die chemische Zusammensetzung der Stratosphäre beeinflussen.
Obwohl sich die Gruppe nicht auf die Auswirkungen von Standard-Treibhausgasen wie Kohlendioxid und Methan konzentriert, ist Wasserdampf ein starkes Treibhausgas, und das Verständnis der Variabilität innerhalb der Stratosphäre ist die Priorität der Gruppe. Sie glauben, dass es Wissenschaftlern möglich sein wird, diese Lücke zu schließen, um vorherzusagen, wie sich Veränderungen in der Stratosphäre auf den globalen Klimawandel auswirken, was wiederum die Genauigkeit mathematischer Modelle verbessert, die bei der Vorhersage des Klimawandels verwendet werden.
Die Tropopause und die Stratosphäre haben sich bisher für Klimatologen als schwer fassbar erwiesen. „Wir wollten diesen Teil der Atmosphäre schon lange kennenlernen“, sagt Jensen. Das Problem war der Zugang - ein spezialisiertes Höhenflugzeug ist notwendig, um diese Art von Forschung durchzuführen.
Betreten Sie den Global Hawk, der sich bis zu 31 Stunden lang in die Atmosphäre hineinbewegt und mit Instrumenten ausgestattet ist, mit denen Umgebungstemperaturen, Wolken, Spurengase, Wasserdampf, Strahlungsfelder und meteorologische Bedingungen gemessen werden können. All dies ermöglicht es dem ATTREX-Team, eine Reihe von Bedingungen über einen großen geografischen Bereich hinweg zu untersuchen. 2011 durchgeführte Testflüge haben gezeigt, dass der Global Hawk und seine Instrumente den eisigen Temperaturen (bis zu minus 115 Grad Fahrenheit) über den Tropen standhalten können.
Sie werden das Schiff im Laufe der nächsten zwei Monate sechs Mal über den Pazifischen Ozean in der Nähe des Äquators und vor der Küste Mittelamerikas schicken und es vom Boden aus überwachen, während es im Flug ist. „Über Satellitenkommunikation erhalten wir Hochgeschwindigkeitsdaten in Echtzeit vom Flugzeug zurück“, sagt Jensen. "Die Instrumentenermittler überwachen und justieren ihre Instrumente, und wir verwenden die Echtzeitdaten, um den Flugplan während des Fluges anzupassen."
ATTREX ist eines der ersten Projekte, die vom neuen Earth Ventures-Programm der NASA gestartet wurden. Es finanziert Missionen mit niedrigen bis moderaten Kosten für fünf Jahre. Dies ist weit mehr Zeit als in früheren luftgestützten wissenschaftlichen Studien, und die ATTREX-Crew wird die zusätzliche Zeit nutzen, um den Global Hawk im Winter und Sommer 2014 neu zu starten und saisonale Schwankungen zu untersuchen.
Der längere Zeitrahmen begünstigt auch die internationale Zusammenarbeit. 2014 wird das ATTREX-Team nach Guam und in den Nordosten Australiens reisen. In Guam treffen sie auf britische Forscher, die mit einem Flugzeug in geringer Höhe den Klimawandel untersuchen, und auf eine National Science Foundation-Crew, die mit einem G5 ähnliche Forschungsarbeiten durchführt. "Wir werden Messungen von der Oberfläche bis zur Stratosphäre durchführen", sagt Jensen. "Und wir werden in der Lage sein, Emissionen in Bodennähe mit Messungen der Zusammensetzung in der Stratosphäre zu verbinden."
