2023 年 8 月 4 日

 

• 菲利斯研究活動正在調查嚴重污染的氣團如何從東南亞傳播到歐洲上空的平流層低層。
• 德國航天中心 (DLR) 運營的 HALO 研究飛機在此次活動中攜帶了約三噸的科學儀器。
• DLR 大氣物理研究所使用兩台儀器參與 PHILEAS，提供重要的痕量氣體測量。
• 研究方向：地球遙感、大氣物理、氣候變化

 

亞洲季風帶來的極端降雨多次給東南亞造成災難性破壞。但這一大規模天氣系統的影響遠遠超出了印度次大陸。來自東南亞近地表大氣的嚴重污染氣團到達歐洲上空的平流層低層。2023 年 8 月至 10 月，德國研究機構團隊正在研究這種遠程傳輸，作為PHILEAS測量活動（探測亞洲夏季季風高緯度空氣輸出）的一部分。由於利希研究中心和美因茨約翰內斯·古騰堡大學領導在德國航空航天中心 (DLR) 的參與下，計劃使用研究飛機HALO進行多次測量飛行。

從 2023 年 8 月 4 日開始，最初計劃從位於上普法芬霍芬的DLR 站點起飛的航班為期兩週。DLR 研究飛機 HALO 的高度可達 15 公里，隨後將從阿拉斯加的安克雷奇部署約五週。隨後還將有更多航班從奧伯普法芬霍芬起飛。在這裡，HALO（灣流 G 550 的改進型）展示了其每次飛行超過 8,000 公里的遠航程。

德國航天中心 (DLR) 運營的研究飛機在此次活動中攜帶了約三噸的科學儀器。這些為對流層上層和平流層下層的傳輸和混合過程以及這些過程如何影響全球氣候和天氣提供了更詳細的見解。

 

亞洲季風影響整個北半球

在夏季，亞洲季風影響整個北半球氣溶膠和溫室氣體的分佈。它通過大規模的對流，將空氣從東南亞受污染的近地表邊界層輸送到16公里左右的高度。在那裡，被污染的空氣聚集在所謂的季風反氣旋——對流層上層的一個巨大高壓區域。季風反氣旋有時從阿拉伯半島延伸到亞太海岸。

在夏季和初秋期間，這個高壓區反復產生空氣渦流，空氣受到污染，即溫室氣體和氣溶膠濃度增加。然後這些渦流向東北方向穿過太平洋，最終混合到平流層下部。除了污染之外，這些過程還將水蒸氣輸送到平流層下部，這與這個高海拔地區的氣候尤其相關。

“在PHILEAS的第一階段，將通過測量從上普法芬霍芬飛往阿拉伯半島方向的航班來檢查季風反氣旋中的污染空氣。於利希平流層研究所所長Martin Riese 教授表示，在該活動的第二階段，將利用來自安克雷奇的測量飛行來研究污染空氣渦流穿過太平洋向高緯度地區的輸送以及與平流層下部的混合情況。

為了能夠評估傳輸和混合過程對高緯度背景大氣的大規模影響，PHILEAS 於 10 月初在奧伯普法芬霍芬進行了測量階段。季風系統對歐洲低平流層的影響可以通過與早期運動階段的比較得出。早期的光環探險已經清楚地表明了這一點。

 

了解微量物質雞尾酒

DLR 大氣物理研究所控制主要痕量氣體測量其中PHILEAS涉及兩台儀器。氮氧化物（所有活性氮化合物的總和）以及硝酸和鹽酸等大氣酸是了解亞洲季風中微量物質混合物的重要參數。“這些微量物質對大氣敏感區域的臭氧化學以及氣溶膠顆粒的形成做出了重大貢獻，”博士解釋道。Helmut Ziereis 來自德國航天中心 (Oberpfaffenhofen) 大氣物理研究所。“就像快速電梯一樣，微量氣體從地面上的當地來源輸送到對流層上層。”交通或工業的人為排放，以及生物質的燃燒，例如森林火災，會釋放氮氧化物和其他物質。地面上的微量物質。

“除了季風地區的長途運輸外，調查加拿大毀滅性的森林火災是測量的另一個目標。火災還會對平流層產生影響：即使在十二公里或更高的高度，火災也會引發劇烈的對流並攜帶氣溶膠和污染。“菲利斯讓我們有機會研究此類煙羽對高海拔地區的組成及其發展的影響，”美因茨大氣物理研究所飛機測量小組負責人彼得·霍爾教授說。

 

合作夥伴

除了於利希研究中心和美因茨大學外， PHILEAS 項目還包括卡爾斯魯厄理工學院 (KIT)、德國航空航天中心 (DLR)、萊比錫萊布尼茨對流層研究所 (TROPOS)、馬克斯·普朗克 -美因茨化學研究所以及法蘭克福大學和伍珀塔爾大學。科學飛行由約 70 人的團隊提供支持。

 

關於光環

研究飛機HALO（高空遠程研究飛機）是德國環境和氣候研究機構的聯合倡議。HALO 由聯邦教育和研究部 (BMBF)、德國研究基金會 (DFG)、亥姆霍茲協會、馬克斯·普朗克協會 (MPG)、萊布尼茨協會、巴伐利亞自由州、卡爾斯魯厄研究所資助技術 (KIT)、於利希研究中心 (FZJ)和 DLR。DLR 既是飛機的所有者又是飛機的運營商。