Ein grüner Laser geht vom OSCM senkrecht in den Nachthimmel über Mindelo. Im Vordergrund schaut ein Mann in Richtung des Lasers.

Seit gestern ist das LiDAR-System PollyXT des Leibniz-Institut für Troposphärenforschung, kurz TROPOS, am OSCM in Betrieb. Foto: Edson Silva Delgado

Ein grüner Laser geht vom OSCM senkrecht in den Nachthimmel über Mindelo.

Mit den auffälligen, aber völlig ungefährlichen Laserpulsen wird im Rahmen einer großen internationalen Kampagne die tropische Atmosphäre über Cabo Verde untersucht. Foto: Edson Silva Delgado

Mehrere Personan installieren das TROPOS LiDAR PollyXT auf dem Dach des OSCM

In den vergangenen Tagen haben Mitarbeiter*innen des TROPOS das LiDAR PollyXT System am OSCM installiert. Foto: Dietrich Althausen/TROPOS.

Neues Lasermesssystem am Ocean Science Centre Mindelo

Untersuchung von Saharastaub in der Atmosphäre über der Insel Sāo Vicente

30.06.2021/Mindelo/Kiel/Leipzig. Ein grüner Laserstrahl ist jetzt am Nachthimmel über Mindelo, São Vicente, zu sehen. Dieser Laser wird von dem neu installierten LiDAR (light detection and ranging) erzeugt, das sich auf dem Dach des Ocean Science Centre Mindelo (OSCM) befindet. Seit gestern ist das LiDAR-System PollyXT des Leibniz-Institut für Troposphärenforschung, kurz TROPOS am OSCM in Betrieb und sendet ungefährliche Laserpulse in die tropische Atmosphäre. Mit diesen landgestützten Fernmessungen wollen die Forscher*innen vom TROPOS im Rahmen einer großen internationalen Kampagne die tropische Atmosphäre über Cabo Verde untersuchen sowie die Genauigkeit von Wettervorhersagen in den Tropen verbessern.

Das Ocean Science Centre Mindelo (OSCM) auf der kapverdischen Insel São Vicente wird gemeinsam vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel und dem kapverdischen Instituto do Mar betrieben. Es stellt einen idealen Standort für die Erforschung des Ozeans und der Atmosphäre in den Tropen dar. Die Insel São Vicente ist vom tropischen Atlantik umgeben, der als gigantische Wettermaschine bekannt ist und Phänomene wie Hurrikane, starken Monsun und Klimaschwankungen hervorbringt. Obwohl der tropische Atlantik einen großen Einfluss auf das Weltklima hat, sind wissenschaftlichen Daten aus dieser Region noch sehr begrenzt. Zusätzlich zur idealen Lage im Atlantik, liegt Cabo Verde direkt im Pfad von Sandstürmen und Buschfeuerrauch, die vom afrikanischen Kontinent nach Westen in den offenen Atlantik ziehen. Der vorbeiziehende Sand und Rauch bringt für die lokale Bevölkerung ernsthafte Gesundheitsrisiken mit sich. Daher sind bessere Beobachtungskapazitäten für atmosphärischen Staub in der Region erforderlich.

Aus den oben beschriebenen Sachverhalten ergeben sich folgende Themen und Forschungsfragen:

  • Atmosphäre und Wetter: Welche Arten von Partikeln erreichen Cabo Verde in welchen Höhen aus welchen Gebieten Afrikas? Wie wirken sich die Partikel auf Wolken und Strahlung aus?

  • Atmosphäre und Ozean: Liefern die Staubpartikel dem Ozean Spurenelemente, die für Algenwachstum und Nährstoffproduktion notwendig sein könnten und so die Biodiversität des Ozeans beeinflussen?

  • Atmosphäre und Gesundheit: Sind die Staubpartikel für die Menschen auf Cabo Verde gesund-heitsschädlich und wenn ja, wie stehen Krankheiten im Zusammenhang mit partikelgetragenen Bakterien und Viren?

Um die Datengrundlage und unser Verständnis für diese tropische Region zu verbessern, haben Wissenschaftler*innen aus der Atmosphären- und Ozeanforschung in den vergangenen Jahren Netzwerke und Forschungsplattformen auf Cabo Verde aufgebaut. Zwei der wichtigsten Forschungsplattformen sind das Cape Verde Ocean Observatory (CVOO) und das Cape Verde Atmospheric Observatory (CVAO).

Mit dem neuen TROPOS LiDAR PollyXT am OSCM erreicht die internationale Forschung auf Cabo Verde ein neues und sehr spannendes Niveau.  Die Installation und Inbetriebnahme ist Teil der internationalen Aeolus Tropical Atlantic Campaign (A-TAC), die von der Europäische Weltraumorganisation (ESA) organisiert ist. Partner im Rahmen dieser Aeolus-Forschungskampagne sind TROPOS, das Instituto Nacional de Meteorologia e Geofísica (INMG) und das OSCM. Die groß angelegte Kampagne umfasst weltraum-, flugzeug- und bodengestützte Aktivitäten, die sich hauptsächlich mit tropischen Wind- und Aerosol-Validierungsmessungen befassen. Im Rahmen dieser Kampagne werden Windgeschwindigkeitsmessungen vom ESA-Satelliten Aeolus, mit den bodengestützten Lasermessungen des LiDAR PollyXT verglichen und validiert. Diese Validierungsmessungen sollen dazu beitragen, dass die Wind- und Wettervorhersagen im tropischen Atlantik deutlich verbessert werden.

Neben den Validierungsmessungen wird das LiDAR PollyXT System am OSCM auch dazu beitragen, Wolken und Aerosole in den Tropen zu untersuchen und die Entstehung von tropischen Wirbelstürmen besser zu verstehen. Die Kampagne wird durch den temporären Einsatz eines zweiten LiDAR-Systems, genannt EVE unterstützt. Dieses System wird von griechischen Wissenschaftler*innen des National Observatory of Athens (NOA) auf São Vicente aufgebaut und in Betrieb genommen. Beide LiDAR-Systeme, PollyXT von TROPOS und EVE vom NOA, werden Staubpartikel analysieren und so bodengestützte Daten für eine bessere Interpretation der Aeolus-Satellitendaten liefern.

Ein weiterer Höhepunkt dieser groß angelegten internationalen Kampagne wird im September 2021 erreicht, wenn die weltraum- und bodengestützten Messungen durch luftgestützte Validie-rungsmessungen ergänzt werden. Die luftgestützte Komponente beinhaltet den Einsatz von For-schungsflugzeugen. Eines der Forschungsflugzeuge ist die Falcon-20 des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR, Deutschland), die P-3 Orion der National Aeronautics and Space Admi-nistration (NASA, USA) sowie ein kleines slowenisches Forschungsflugzeug.

Das OSCM wird die Wissenschaftler der Mission beherbergen und diese umfassende, internationale und interdisziplinäre Forschungskampagne mit seinen Einrichtungen unterstützen und so einen sehr wichtigen Beitrag zur Erweiterung der Forschungskapazitäten auf Cabo Verde leisten.

Ein grüner Laser geht vom OSCM senkrecht in den Nachthimmel über Mindelo. Im Vordergrund schaut ein Mann in Richtung des Lasers.

Seit gestern ist das LiDAR-System PollyXT des Leibniz-Institut für Troposphärenforschung, kurz TROPOS, am OSCM in Betrieb. Foto: Edson Silva Delgado

Ein grüner Laser geht vom OSCM senkrecht in den Nachthimmel über Mindelo.

Mit den auffälligen, aber völlig ungefährlichen Laserpulsen wird im Rahmen einer großen internationalen Kampagne die tropische Atmosphäre über Cabo Verde untersucht. Foto: Edson Silva Delgado

Mehrere Personan installieren das TROPOS LiDAR PollyXT auf dem Dach des OSCM

In den vergangenen Tagen haben Mitarbeiter*innen des TROPOS das LiDAR PollyXT System am OSCM installiert. Foto: Dietrich Althausen/TROPOS.