LINOX (Lightning produced NOX)

Wissenschafts- und Operationsplan

Hartmut Höller
(Redaktion)

Institut für Physik der Atmosphäre
Deutsche Forschungsanstalt für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Juli 1996

Einleitung

Ozon ist ein klimarelevantes Treibhausgas. Es ist daher wichtig, seine Verteilung und seine Quellen in der Troposphäre und unteren Stratosphäre zu kennen. Die Ozonchemie wird u.a. vom Vorhandensein von Stickoxyden bestimmt. Darüber hinaus beeinflußt NOx (umfaßt NO und NO2) die Versauerung von Regenwasser und die Bildung von troposphärischem Aerosol.

Die Hauptquellen von NOx findet man an verschiedenen Stellen in der Atmosphäre (z.B. Graendel und Crutzen 1993). Am Boden liefern Emissionen von Industie und Verkehr die größten Beiträge, gefolgt von Verbrennungen von Biomasse und mikrobakterieller Aktivität im Erdboden. Die mit Gewittern verbundenen Blitze sind eine wichtige Quelle in der freien Atmosphäre. Ihr globaler Beitrag ist von ebensolcher Bedeutung wie der der Bodenquellen. Aber es existieren noch erhebliche Unsicherheiten in der Quantifizierung der Quellen. Aktuelle Abschätzungen liegen etwa zwischen 2 und 200 Tg N pro Jahr (Liaw et al. 1990). Desweiteren sind die Degradation von N2O in der Stratosphäre und Emissionen des Luftverkehrs nennenswerte Quellen.

Messungen von NOx in Gewitterwolken sind bisher nur selten durchgeführt worden. Dickerson et al. (1987) haben verschienene Spurengase in einem Gewitteramboß gemessen und kamen zu der Schußfolgerung, daß Blitze die prinzipielle NOx-Quelle im oberen Teil der Wolke waren. Gleichzeitige Messungen der Blitzaktivität wurden dabei nicht durchgeführt. Die Kombination dieser Messungen unter weiterer Hinzunahme von Radarmessungen der Gewitter wird in dem hier beschriebenen Projekt im Rahmen eines Feldexperimentes angestrebt.

Wissenschaftliche Zielsetzungen

Die allgemeine Zielsetzung des Projektes LINOX (Lightning produced NOx) ist es, einen Beitrag zu liefern zum besseren Verständnis und zu einer verbesserten Quantifizierung der auf Blitze zurückzuführenden NOx-Quellen. Diese Ziele sollen erreicht werden durch Messungen und Modellierungen von Gewitterwolken. Die Meßmöglichkeiten stehen in ihrer jetzigen Kombination erst seit kurzer Zeit zur Verfügung.
Hierzu gehören als Grundkomponenten: Diese Ziele sollen in drei Teilschritten erreicht werden:
  1. Durchführung eines Feldexperimentes in Oberpfaffenhofen (in der Zeit vom 15.7. bis 2.8. 96) mit dem Ziel der Erfassung der Blitze, der Transporte in den Gewitterwolken (dreidimensionale Radarmessungen) sowie in-situ Messungen von NOx im Gewitteramboß (Falcon),
  2. Auswertung und Aufbereitung der experimentellen Daten. Aus den Blitzmessungen soll auf die aktuellen NOx-Quellen geschlossen werden,
  3. ausgehend von diesen Quellen sowie den dreidimensionalen Radarbeobachtungen berechnen numerische Wolkenmodelle den weiteren Transport der Stickoxyde in der Wolke bis hinauf in den Gewitteramboß. Die dort durchgeführten Flugzeugmessungen erlauben dann einen Vergleich mit den modellierten Werten und somit eine Überprüfung der Modellvorstellungen.

Es bietet sich an, die LINOX Messungen mit von der WMO angestrebten Ozon-Vergleichsmessungen zu kombinieren. Dies kann vor den Gewittermessungen oder an gewitterfreien Tagen stattfinden.


Operationszentrum

Aufgabe des Operationszentrums ist die Erfassung und Darstellung der erforderlichen Wetterdaten sowie die Erstellung von Prognosen als Grundlage für die Meßplanung.

Insbesondere gehören zu den Aufgaben des Operationszentrums:

Das Operationszentrum wird im Gebäude NE-PA im 4. Stock, Zimmer 410 eingerichtet.


Meßsysteme

Datenerfassung, Datenbank

Zuständigkeiten


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