CARIBIC (Civil Aircraft for the Regular
Investigation of the atmosphere
Based on an Instrument Container)
 
egy a légkörkutatást szolgáló nagyteljesítményű rendszer. Ez a rendszer a légkörben előforduló minden fontos gáz, reaktiv nyomelemgáz, valamint aerozolok mérésére alkalmas. A projektben hat európai ország 11 neves kutatóintézete vesz részt.
A Lufthansa légitársaság egyik legújabb tipusú tengertúli járatát - az AIRBUS A340-600 típusú repülőgépet - bocsájtotta a kutatók rendelkezésére. CARIBIC-kal így távoli térségekben is lehet adatokat nyerni, pl. Sao Paulo es Santiago között. A Frankfurtból havonta induló járatokon rendszeresen vizsgálnak a klímakutatás számára fontos területeket.
A levegő mintavételét szolgáló rendszer csúcstechnológiai fejlesztés, amelynek tudományos és biztonságtechnika igényeket is ki kell elégitenie. A stabil és legkördinamika szempontjai szerint fejlesztett rendszer lehetővé teszi a nyomelemek es aerosolrészecskék zavartalan mintavételét. A felül elhelyezkedő nem lakozott részt a repülőgép lemezébe illesztették bele.
A repülőgépen a levegőpróbákat egy csőrendszeren keresztül vezetik a tudományos mérőeszközökhöz. A mérőeszközöket 12 napon keresztül szerelték be a repülőgépbe es müködőképességüket egy próbarepülés alkalmával tesztelték. A szerelési munkálatokra akkor került sor amikor a repülőgépbe egyébként is internet hálózatot valamint a drótnélküli LAN-rendszert szereltett be a légitársaság. Igy elkerülhető volt, hogy a repülőgép felesleges rostokoljon a repülötéren.
250 m per másodperces sebességnél az aerozolrészecskék próbavétele nem egyszerű. A beszívórendszer három különálló részböl áll, összesen 4 szivattyúvezetékkel. A 3 kis teleszkóp a szórt napsugárzás színképelemzését teszi lehetővé. A videókamerákkal a felhőket filmezik. A kiszipantott levegőt a mérés után ismét kiengedik.
A kutatási mérőeszközöket egy 3,2 m széles, 1500 kg-os szállítókonténerbe építették be. A központi számítógép által irányított 15 mérőeszköz folyamatosan vizsgálja a levegőt és az aerosolrészecskéket. Emellett repülőutanként 28 levegőpróba vételére kerül sor, amelyeket később a laborban részletesen elemznek. A konténer felszerelése több éves fejlesztői és kutatómunka eredménye. A havonta egyszer-kétszer bevetésre kerülő konténer mára már “rendszeres utasnak” számít.
Mi teszi különlegessé a CARIBIC projektet?
A légkör összetételének változása hatással van a klímára. A légkör egy összetett müködésű hatalmas kiterjedésű vegyi reaktornak tekinthető. Evente több milliárd tonna részecske és gáz kerül természetes folyamatok vagy emberi tevékenység következtében a légkörbe. A légkörben a gázok keverednek és kémiai reakció során változtatják tulajdonságaikat. Sok estetben újabb aerozolrészecskék keletkeznek, amelyek befolyasolják a felhőképződést így a Föld besugárzását is. Szerencsére a napsugárzás ultraviola részének a segítségével a légkör magától is tisztitódik. Ebböl adódik a szennyeződés és tisztítódás nagyon bonyolult es dinamikus egyensúlya. Ezen folyamatok megértéséhez a kutatóknak az egész világról több évnyi részletes adatra van szüksége. CARIBIC egy egyedüállló rendszer, amely egy személyszállító repülő gép segitségével éppen ezeket az adatokat gyűjti. Személyszallító gépek bevetése legkörkutatási célokra tulajdonképpen kézenfekvö, de a kivetelezés csak a CARIBIC projekttel vált valósággá .
A CARIBIC projekt tudományos tanácsadói:
Prof. Dr. Dr. hc. mult. Paul Crutzen, MPI Mainz – Vezető tudományos tanácsadó
Prof. Dr. Jos Lelieveld, MPI Mainz – A légkör oxidációs kapacitása
Prof. Dr. Andreas Macke und Dr. Markus Hermann, TROPOS Leipzig – Aerozoleloszlás
Prof. Dr. Johannes Orphal und Dr. Andreas Zahn, IMK FZ Karlsruhe – A víz, az ózon és rövid élettartamú nyomelemek klimatológiája
Prof. Dr. Markus Rapp, Dr. Hans Schlager, Dr. Helmut Ziereis, DLR Oberpfaffenhofen - Nitrogénoxid-körforgalom valamint a légiforgalom okozta kibocsájtások
Prof. Dr. Ulrich Platt, Dr. Lara Penth, University of Heidelberg - Optische Fernerkundung
Dr. David Oram, University of East Anglia, Norwich – Halogénes szerves anyagok körforgalma
Prof. Dr. Bengt Martinsson, University of Lund – Aerozolok morfológiája és összetétele
Prof. Dr. Markus Leuenberger, University of Bern – Nagyfelbontasú oxigénmérések
Dr. Ralf Ebinghaus, GKSS Geesthacht - Légköri higanykörforgalom
Dr. Philippe Ciais, LSCE-CEA, Paris – Széndioxid-körforgás
Dr. Peter van Velthoven, KNMI, the Netherlands - Meteorológia
Dr. Jonathan Williams, MPI Mainz – Az üvegházhatás által létrejött gázok és szénhidrogén körforgása –
A Lufthansa mérnökei a kutatókkal való szoros együttmüködésben hozták létre ezt az új platformot a légkör részletes és nagyterületre kiterjedő vizsgálatára. A klímaváltozás az emberiséget nagy kihívás elé állitja, épp úgy mint a légkör müködésének megértése. A kitünű együttmüködésnek köszönhetően a CARIBIC-programm képes a légkörváltozas szemléltetésére.
Az első CARIBIC-expedicióra 2004 decemberében került sor, Trittin környezetvédelmi miniszterrel a fedélzeten, aki éppen a Buenos aires-i klimakonferenciára repült.
A lenti példán jól látható, hogy honnan származik a levegő, amelyet a Frankfurt Buenos Aires-i repülőúton elemeztek. Miután a CARIBIC repülőgép elhagyta Európát olyan légtömegekbe kerül, amelyek öt nappal korábban meg a Csendes-Oceán felett voltak. Spanyolorszag fölött egy alacsonynyomású ciklonrendszer összekeveri ezeket légtömegeket. Habár a levegő 11 km magasságban általában tisztább mint a Föld felszínén, a szárazföldi szennyeződés kedvezőtlen hatással lehet rá. A talajközeli levegő felveszi a szennyeződést és ez az erőteljes felhajtóerő által gyorsan 11 km-es magasságba kerülhet. A trópusokon a levegőtömegek 5 nap alatt rövidebb szakaszokat tesznek meg. Idönként a felhajtóerő az Oceán felületéről emeli a magasba a levegőt. Ez a levegő az erőtelejes napsugárzás által kiváltott folyamatok során tisztítódik. Többek között ezek a folyamatok állnak a kutatás központjában. Másrészt nagy erdőtüzek a levegő hosszú ideig tartó szennyeződését okozhatják. Buenos Aires-i landolás előtt gyenge nyugati levegőáramlat látható. Pirossal a stratoszférai levegőt jelöltük. Ilyen repülőutak alkalmával a CARIBIC-kuatatócsoport nagymennyiségű adatot nyer a levegő összetételéről. További információ a honlap oldalain található.
Translation: Dr. Patrick Joeckel, Max Planck Institute for Chemistry