In 26 Tagen eineinhalbmal um die Welt

Wer wissen will, welche Teilchen in der Atmosphäre sind, braucht ein fliegendes Labor. Forscher der Uni Wien waren gerade 66.000 Kilometer mit einem Forschungsflugzeug der Nasa unterwegs. „Die Presse“ traf sie nach ihrer Landung.

Drehenrder Globus
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Die Umzugskartons stehen noch an der Zimmerwand. Der Inhalt: Aerosolmessgeräte, das Gepäck der Atmosphärenforscherin Bernadett Weinzierl. Die Physikerin ist seit März Professorin an der Uni Wien, und hat noch gar nicht fertig ausgepackt. Denn sie war zuletzt wenig in ihrem Büro. Sie ist eben erst von ihrem Forschungsflug 1,6-mal um die Welt zurückgekommen. Oder eigentlich vielen einzelne Flügen, bei denen sie gemeinsam mit einem Dissertanten und einem Techniker aus Österreich sowie zwölf US-Forscherteams die winzigen Teilchen in der Luft untersucht hat.

„Aerosole sind ein Gemisch aus Partikeln und einem Gas“, erklärt Weinzierl. Unter dem Mikroskop sehen die Teilchen völlig unterschiedlich aus: manchmal rund und manchmal eckig. „Die Partikel sind oft wunderschön“, schwärmt sie. Staub aus der Sahara oder der arabischen Wüste findet sich dabei genauso wie Vulkanasche, Rußspuren von Buschbränden oder anthropogene, also vom Menschen verursachte Partikel aus Autoabgasen. Der Wind verteilt sie, oft tauchen sie Tausende Kilometer von den eigentlichen Quellen entfernt auf.

 

Es wird wärmer – oder kälter

Warum es wichtig ist, mehr über diese Teilchen zu wissen? Weil sie nicht nur die Luftqualität, sondern auch Wetter und Klima beeinflussen. Je nach Typ und Konzentration streuen und absorbieren sie Sonnenlicht unterschiedlich stark. Das beeinflusst die Intensität der Strahlung. Die Folge: Es wird wärmer oder kühler. Auch die Eigenschaften der Wolken können sich verändern. Das habe man etwa nach dem Ende des Ostblocks beobachten können, als Teile der Industrie stillgelegt wurden.

Für Weinzierl war es nicht der erste Flug. Sie war zuvor zwölf Jahre lang am Deutschen Institut für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen und dort schon ein gutes Dutzend Mal an ähnlichen Missionen beteiligt – auch als Missionsleiterin. Die Leitung der aktuellen Mission lag bei der Harvard University, alle anderen Forscher stammten von US-Forschungseinrichtungen.

Und wie kamen die Wiener als einziges internationales Forscherteam an Bord? „Ich wurde gefragt“, sagt sie. Unter anderem wegen ihrer Erfahrungen, die sie 2010 gemacht hatte, als in Island der Eyjafjallajökull ausbrach. „Wir wiesen nach, dass Asche da ist und wo“, sagt sie. Das hätten manche angezweifelt. „Die Menschen erwarteten eine braune Wolke und ließen sich täuschen, weil der Himmel blau war.“ Für die Forscherin ein Beispiel, dass Grundlagenforschung nicht im Elfenbeinturm verhaftet ist.

Für die Forschungsflüge werden die Flugzeuge – in diesem Fall eine DC 8, die einst für die Alitalia abhob – komplett ausgeräumt. Dann befüllen die Forschergruppen sie. Wo steht das Messgerät? Und wo der Rechner? Weinzierl hatte diesmal kein Platzproblem. Denn ihr „Cloud, Aerosol and Precipitation Spectrometre“, kurz CAPS genannt, flog an der Unterseite der rechten Tragfläche mit. Sie hat es gemeinsam mit dem Hersteller an ihre Zwecke angepasst.

Was am CAPS für den Laien ein wenig aussieht wie eine goldene Kanone, ist das Rohr, das die Teilchen im Flug einfängt. Das Gerät erfasst Aerosol- und Wolkenpartikel von 500 Nanometer bis knapp einen Millimeter Durchmesser. Ein Laser und eine ausgeklügelte Optik und Elektronik messen ihre Form und Größe. Für größere Eiskristalle gibt es eine eigene Messvorrichtung an der Oberseite des Geräts. Die während der Flüge gesammelten Daten sollen jedenfalls helfen, Modelle zu verbessern.

 

Minutiöse Beobachtungen

Während des Flugs sind die Forscher pausenlos aufmerksam. Weinzierl zeigt ihr Protokoll, in dem sie beinahe minütlich alle Beobachtungen vermerkt hat. Eine Grafik zeigt die aktuelle Position des Fliegers, dazu gibt es Fotos der Außenkameras. Diagramme geben die Größe der gerade gemessenen Teilchen an – es gilt, ständig zu prüfen, ob das Messgerät richtig arbeitet. Manchmal sei die Optik zu reinigen, manchmal stürze aber auch ganz einfach der Computer ab, sagt sie. Bei der aktuellen Mission hat alles gut funktioniert.

Flugangst hatte sie noch nie: Schon als Kind sei sie von Flugzeugen und Wolken fasziniert gewesen, erzählt Weinzierl. Die Bayerin, die in der Nähe des Chiemsees aufwuchs, studierte ursprünglich Meteorologie. Nach der Dissertation an der Ludwig-Maximilians-Universität München und dem DLR ging sie für Forschungsaufenthalte in die USA. Anschließend kehrte sie an das DLR zurück und leitete eine Nachwuchsforschergruppe. 2014 erhielt sie einen hoch dotierten Starting Grant des Europäischen Forschungsrats ERC, den sie nach Wien mitnahm.

 

Flüge zu jeder Jahreszeit

Ihre Forschungsreisen führten sie schon bisher an weit entfernte Ziele. Diesmal ist die Mission jedoch besonders umfassend. Die Nasa plant Flüge zu jeder Jahreszeit, drei weitere Forschungsreisen auf derselben Route stehen also noch aus. Gestartet wird jeweils vom kalifornischen Palmdale aus Richtung Nordpol. Dann geht es zurück nach Alaska, über Hawaii weiter nach Neuseeland. Anschließend führt die Route Richtung Antarktis, zurück nach Chile und über Ascension Island, die Azoren und Grönland wieder nach Palmdale. Das sind insgesamt 66.000 Kilometer.

Was sie diesmal besonders fesselte? Über Grönland flog das Forschungsflugzeug nur 200 Meter über dem Boden. „Wir sahen Gletscher, Schmelzwasserseen und im Meer treibende Eisblöcke aus der Nähe.“ Gebiete wurden erschlossen, in denen die Luft noch vom Menschen unberührt ist und aus denen es noch kaum Messdaten gibt. Auf ihrer Reise überquerten die Forscher auch die meteorologische Grenze zwischen Süd- und Nordhalbkugel sowie die Datumsgrenze: „Wir sind in Neuseeland um 10 Uhr morgens aufgebrochen und in Chile am gleichen Tag um 5 Uhr morgens angekommen“, erzählt Weinzierl. „Um keinen Jetlag zu bekommen, hätten wir eigentlich aufbleiben sollen, aber wir haben uns alle hingelegt.“ Am übernächsten Tag ging es um drei Uhr morgens weiter. Die Forschungsarbeit sei oft körperlich anstrengend, Zeit für einen Urlaub bleibt der Forscherin nun aber keine: Mit dem Semester beginnen auch für sie die Vorlesungen. Aber im Jänner hebt sie wieder mit der Nasa ab. Und nächstes Jahr im April fliegt sie in Zypern: dann wieder als Missionsleiterin.

LEXIKON

Aerosolphysiker interessiert, wie Abgase und andere Partikel die Luft und das Klima beeinflussen. Ende Juni brach ein Forscherteam rund um Bernadett Weinzierl von der Uni Wien zu einer Nasa-Mission in die USA auf. Mitte Juli starteten die Testflüge, am 29. Juli der erste Messflug der Atmospheric Tomography Mission. Seit wenigen Tagen ist Weinzierl wieder in ihrem Büro in Wien. Ihre Erlebnisse hat sie in einem Blog zusammengefasst.

Mehr:http://bit.ly/univie-Dossiers

("Die Presse", Print-Ausgabe, 03.09.2016)

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