2025 年 3 月 11 日

 

• ASCCI 測量活動調查了對流層和平流層中臭氧和水蒸氣的影響。
• 研究飛機 HALO 從瑞典基律納飛往北極。
• 德國航太中心大氣物理研究所的研究人員正在研究 HALO 上的儀器。
• HALO 在歐洲-日本 EarthCARE 衛星下方飛行，以比較測量數據。
• 重點：航空、太空、地球觀測、氣候變遷

 

北極是受氣候變遷影響最嚴重的地區之一。近幾十年來，這裡的氣溫上升速度比全球平均快了四倍左右。由卡爾斯魯厄理工學院 (KIT) 和法蘭克福歌德大學協調的一項測量活動正在研究為何北極的暖化速度遠高於地球表面的其他地區以及這會產生什麼影響。為此，德國研究飛機 HALO 的研究飛行現已從瑞典基律納開始，並將持續到 4 月初。德國航空航天中心 (DLR) 負責操作 HALO 並參與機上的儀器工作。此外，也計畫與歐洲-日本EarthCARE衛星進行比較測量。

ASCCI（北極春季化學-氣候調查）測量活動主要關注對流層上部和平流層下部（即海拔約 5至15 公里之間的區域）的臭氧和水蒸氣如何影響北極氣候變遷。甚至受其影響。為此，該活動專門調查了春季北極大氣中發生的過程。其中包括平流層臭氧層的消耗。特別是在平流層較冷的年份，會出現與南極臭氧空洞類似的過程。這些過程也會破壞相當一部分臭氧層。

在平流層，冬季較暖和，冬季較冷。然而，由於溫室氣體的增加，平流層變得越來越冷，而地面和對流層的溫度則持續上升。在低於攝氏零下 78 度的溫度下，氯化合物會發生化學轉化，從而侵蝕並部分破壞臭氧層。雖然幾十年來氟利昂等消耗臭氧層的物質都沒有產生，但它們要從大氣中完全消失仍需數十年的時間。這些物質持續發揮作用，必須不斷分析其影響。

同時，由於海底火山洪加湯加（Hunga-Tonga）三年前的噴發，平流層的水含量仍比正常水平高出許多。研究人員還想調查這對 ASCCI 活動期間的臭氧層有何影響。

此外，空氣污染物在春季被運送到北極，在那裡它們可以充當短壽命溫室氣體。該活動的另一個目標是透過有針對性的測量來更好地了解這些過程。

 

HALO 是配備眾多儀器的“飛行實驗室”

測量飛行將由德國航空航天中心運營的 HALO 研究飛機進行，該飛機將駐紮在基律納直至四月。機上的中央測量儀器是紅外光譜儀 GLORIA，由卡爾斯魯厄理工學院的研究人員與於利希研究中心共同開發。它是世界上少數能夠測量高海拔地區多種微量物質高解析度垂直分佈的儀器之一。

德國航太中心大氣物理研究所正在為活動貢獻獨特的儀器來解答科學問題。氮氧化物和所有活性氮氧化物化合物的總和以及氣態鹽酸、硝酸和氯硝酸鹽都是微量氣體，可使用德國航空航天中心的化學發光裝置和質譜儀進行測量。它們是北極臭氧化學的重要關鍵因素。透過他們的測量，我們可以得出有關上空平流層中極地平流層雲形成的結論。這些對於兩極的臭氧層損耗至關重要。德國航太中心的研究人員利用光達儀器，利用雷射輻射同時測量飛機下方水蒸氣和臭氧的高度分辨剖面。這些剖面組合起來，沿著飛行路徑形成一個二維帷幕，可以詳細調查平流層和對流層之間的微量氣體交換。

同時，此雷射雷達儀器還可以測量氣溶膠和北極冰雲的垂直分佈。透過在歐洲-日本 EarthCARE 衛星下方進行精確飛行，比較研究飛機和衛星之間的測量數據，該衛星自 2024 年中期以來每天繞地球飛行 15 圈。早在2024年，HALO和EarthCARE就在熱帶地區進行了廣泛的比較測量。 ASCCI 活動現在提供了在北極高緯度地區進行比較測量的機會。

除了卡爾斯魯厄理工學院 (KIT) 之外，法蘭克福歌德大學、德國太空中心、於利希研究中心、海德堡大學、美因茨約翰內斯古騰堡大學和伍珀塔爾大學也參與了 ASCCI 活動。

 

[照片]

(A) HALO 研究飛機抵達瑞典北部基律納

(B) 斯瓦爾巴群島上空的 HALO

2025 年 3 月 4 日，HALO 將進行研究飛行，飛越斯匹次卑爾根島上方的北極，高度約 13 公里。

(C) 基律納的北極光與光環