UAV „Aladina“ in Melpitz 2014. Photo: Barbara Altstädter/ TU Braunschweig
UAV-Ruß 2014
Rußmessungen in der atmosphärischen Grenzschicht
Im Auftrag des Sächsischen Landesamtes für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG) wurden an der Forschungsstation Melpitz bei Torgau erstmals Vertikalmessungen von Rußkonzentrationen vom Boden bis zu einem Kilometer Höhe durchgeführt. Dabei zeigt sich, dass es große Unterschiede in den Profilen der Rußkonzentration in Abhängigkeit von der meteorologischen Situation gibt. Ruß besteht größtenteils aus absorbierendem Material und spielt damit eine wesentliche Rolle im Strahlungshaushalt der Erde. Um diesen Einfluss quantifizieren zu können, ist es wichtig nicht nur die Konzentrationen am Boden zu kennen sondern vor allem die vertikale Verteilung zu bestimmen.
Zum Einsatz kam dabei ein unbemanntes Flugzeug (unpiloted aerial vehicle – UAV): ALADINA ist ein UAV vom Typ „Carolo P360“, das am Institut für Luft- und Raumfahrtsysteme der TU Braunschweig entwickelt wurde. “ALADINA” ist eine Art Hightech-Modelflugzeug: Es hat eine Flügelspanne von 3,6 Metern, wiegt 22 Kilogramm und kann bis zu 2,5 Kilogramm Nutzlast transportieren. Der Akku erlaubt eine Flugzeit von bis zu 30 Minuten und eine Geschwindigkeit von bis zu 80 Kilometern pro Stunde.
Parallel dazu hat ein Flugzeug der FH Düsseldorf (FH D) in Höhen bis zu 2.5 km gemessen. Das Labor für Umweltmesstechnik (UMT) unter Leitung von Prof. Dr. Konradin Weber und sein Team forschen dort seit vielen Jahren im Bereich der Lufthygiene. Dazu werden seit einigen Jahren speziell ausgerüstete Flugzeuge für Umweltforschungsflüge verwendet. Diese Forschungsflüge mit Flugzeugen sind jedoch an Mindestflughöhen gebunden, wodurch eine lückenlose Untersuchung der Atmosphäre bis hinunter zum Boden unmöglich ist. Diese Lücke wurde nun vom Labor für Umweltmesstechnik durch Entwicklung und Bau eines autonom fliegenden Multikoptersystems, einer sogenannten Drohne, geschlossen. Unter Beteiligung von Studierenden entstand eine Hightech-Drohne, mit der der Luftraum vom Boden bis in Höhen über 1000 m auf Luftschadstoffe untersucht werden kann. Diese vom Labor für Umweltmesstechnik entwickelte und mit Messgeräten ausgerüstete Hightech-Drohne wurde jetzt erstmalig bei einer Messkampagne bis in eine Höhe von 520 m über Grund erfolgreich eingesetzt.
Somit gelang es, die Atmosphäre lückenlos vom Boden bis in eine Höhe von 3000 m zu untersuchen. 2015 sind in Melpitz weitere Vertikalmessungen zu optischen Eigenschaften wie Streuung und Absorption geplant. In Melpitz bei Torgau, 50 Kilometer nordwestlich von Leipzig, unterhält das TROPOS eine Messstation, die Teil des globalen Erdbeobachtungssystem der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) und künftig noch weiter ausgebaut werden soll.
Links:
Pressemitteilung von 2013 zu UAVs in Melpitz: