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Ausbruch des Vulkans Eyjafjallajökull - Aschenwolken über Europa
2. Mai 2010 Der Vulkan ruft - DLR-Messflüge über Island
Die Falcon 20E, das Forschungsflugzeug des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), ist am 3. Mai 2010 um 15.28 Uhr Mitteleuropäischer Sommerzeit (MESZ) planmässig von ihrer "Vulcano Ash Hunter Mission" über Island zum Forschungsflughafen des DLR nach Oberpfaffenhofen zurückgekehrt. Die Falcon war am Samstag, 1. Mai 2010, vom Flughafen der isländischen Hauptstadt Reykjavik aus zu einem weiteren Messflug gestartet, um die Aschewolke des Vulkans Eyjafjallajökull zu untersuchen.
Bereits vor der Landung am 29. April 2010, um 20.30 Uhr Mitteleuropäischer Sommerzeit (MESZ) auf dem Flughafen der isländischen Hauptstadt Reykjavik hat die Falcon, das Forschungsflugzeug des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), die Vulkanasche-Wolke beobachtet und erste Messungen durchgeführt.

Am Samstag, den 1. Mai 2010 startete die Crew zu einem weiteren Messflug über Island.

Von den Färöer-Inseln kommend flog die Falcon am 29. April 2010 auf ihrer "Volcano Ash Hunter Mission" entlang der Südküste Islands in rund acht Kilometer Höhe in Ost-West-Richtung.

Island war mit einer zusammenhängenden Wasserwolke bedeckt aus der die Vulkan-Wolke des Eyjafjallajökull deutlich heraus ragte. In der Nähe von Keflavik, zirka 70 Kilometer südlich der Hauptstadt Reykjavik wurde zeitweise auch in niedrigen Höhen geflogen, 5,5 Kilometer, 4,2 Kilometer und zwei Kilometer, um ein Vertikalprofil der Aschekonzentration in der Atmosphäre zu erstellen.

Erste Messungen…

Das Lidar (Light Detection And Ranging), ein Fernerkundungsinstrument an Bord der Falcon, das mit Hilfe von Laserstrahlen die Konzentration der Staubpartikel in der Aschewolke messen kann, detektierte dabei Vulkanasche-Schichten in Höhen von zwei bis mehr als fünf Kilometern. In 5,5 Kilometer Höhe wurden hohe Konzentrationen von kleinen flüssigen Partikeln gemessen. "Direkt in den Nahbereich der hochkonzentrierten Aschewolke zu fliegen, ist nach wie vor viel zu gefährlich", beschreibt Prof. Ulrich Schumann, Direktor des DLR-Instituts für Physik der Atmosphäre die Situation. Die an den Tragflächen der Falcon befestigten Partikel-Messgeräte kamen daher abseits der Achse der Vulkanaschewolke in 4,2 Kilometer Höhe zum Einsatz. Das Messgerät des DLR-Instituts für Physik der Atmosphäre und des Laboratoire de Météorologie Physique der Université Blaise Pascal in Clermont-Ferrand (Frankreich) konnte dabei geringe Konzentrationen grosser Partikel (3 bis 800 Mikrometer) gemessen werden. Die bei diesem ersten Überflug ermittelten Messdaten wurden den Verantwortlichen in Island, dem Deutschen Wetterdienst (DWD) und dem Vulkan-Asche-Zentrum (VAAC) in England übermittelt.

Diese ersten Messungen geben der isländischen Flugsicherheitbehörde bereits Hinweise zur Überprüfung der Flugsperrzonen vor Ort. Wenn auch deutlich schwächer als kurz nach der Explosion ist der Vulkan noch immer aktiv und die Vulkanasche gelangt bis in fünf Kilometer Höhe. Der gesperrte Luftraum vor Island ist derzeit auf Höhen unter FL (Flight Level) 200, in etwa sechs Kilometer Höhe, auf einen schmalen Bereich in der Vulkanaschewolke begrenzt.

Am Freitag, 30. April 2010, konnte wegen dichter Regenwolken mit den optischen Systemen an Bord der Falcon nicht gemessen werden.

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Nach dem Aufklaren dichter Regenwolken ist die Falcon am Samstag, 1. Mai 2010, gegen 13 Uhr MESZ erneut zu einem Messflug über Island und die Vulkanfahne gestartet. Trotz leichter Bewölkung waren die Messbedingungen nahezu optimal. Die Route des Messfluges führte die Falcon direkt am Vulkan Eyjafjallajökull vorbei. In einer Entfernung von rund 200 Kilometer zum Vulkan wurde die Vulkanaschewolke in sechs Kilometern Höhe mehrfach überflogen. Beim Rückflug zeigten visuelle Beobachtungen der Crew und die Messungen, dass Kevlavik und die 70 Kilometer entfernte Hauptstadt Reykjavk auf Grund der Windrichtung aus Nordwest frei sind von Vulkanasche. Um 16.30 Uhr MESZ landete die Falcon wieder in Keflavik, dem Flughafen von Reykjavik, rund 70 Kilometer südlich der isländischen Hauptstadt. Wie nach jedem Messflug in den vergangenen Tagen erfolgte auch dann eine eingehende Untersuchung der Triebwerke. Dabei wurden keine Schäden festgestellt. Die Falcon ist damit startbereit für weitere Messungen.

Quelle: Text Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) 29. April 2010

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7. Mai 2010 Messflüge - Ergebnisse und Ausblick der Mission
Die Falcon 20E, das Forschungsflugzeug des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), ist am Montag, den 3. Mai 2010, um 15.28 Uhr Mitteleuropäischer Sommerzeit (MESZ) planmässig von ihrer "Vulcano Ash Hunter Mission" über Island zum Forschungsflughafen des DLR nach Oberpfaffenhofen zurückgekehrt. Der Rückflug der Falcon erfolgte in zwei Tagesetappen.

Am Sonntag, den 2. Mai 2010, verliess der DLR-Jet um 16.45 Uhr Keflavik, den Flughafen bei Reykjavik in Island, und flog in seiner ersten Etappe nach Stornoway auf den Äusseren Hebriden von Schottland.

Diesen Flug nutzten die Wissenschaftler für ein ganz besonderes Unterfangen - die weltweit erste Messung des Massenstroms des Vulkans in sicherer Entfernung. Mit diesem Wert lässt sich auf die Quellstärke des Vulkans zurück schliessen und somit die Prognosen der Aschewolken verbessern.

Weltweit einmaliger Datensatz

Rund 450 Kilometer entfernt vom Eyjafjallajökull tauchte die Falcon bei 60 Grad nördlicher Breite, 15 Grad westlicher Länge in den oberen Rand der Aschewolke ein. Die Sicht für die Besatzung verdunkelte sich zunehmend und Geruch von Schwefeldioxid - typisch für Vulkanmaterial - breitete sich an Bord der Falcon aus. Die ersten Messeindrücke bestätigten dann die DLR-Wissenschaftler: "Nach 30 Sekunden in der Aschewolke haben wir uns dazu entschieden, diese Schicht schnellstmöglich zu verlassen - aber da muss man erst einmal wieder rauskommen", fasst Missionsleiter und DLR-Wissenschaftler Oliver Reitebuch die brenzlige Situation zusammen. So dauerte das Messmanöver insgesamt knapp drei Minuten - lange genug für das Aerosol-Instrument, die sieben Stunden alte Vulkanschicht wie geplant zu untersuchen. Nach etwa 90 Minuten Flugdauer landete der Aschewolke-Jäger dann im schottischen Stornoway.

Das Highlight der Mission lautet: 3'000 Kilogramm/Sekunde. Soviel beträgt der Massenstrom von Asche-Feinstaub, der bis Mitteleuropa transportiert werden kann. Obwohl dieser Wert noch weiter überprüft werden muss, dient er bereits zur ersten grundlegenden Orientierung. Die Messungen in der Vulkanschicht über dem Nordatlantik zeigten hohe Konzentrationen von Feinpartikeln mit bis zu 30 Mikrometer Grösse, eine hohe Konzentration von Schwefeldioxid von mehr als 150 Nanomol/Mol, hohe Kohlenmonoxidanteile von bis zu 180 Nanomol/Mol und verringerte Ozonkonzentrationen von 10 bis 60 Nanomol/Mol. "Zusammen mit den vorangegangenen Messflügen liegt uns jetzt ein einmaliger Datensatz zur Überprüfung von Modellrechnungen und Vulkanasche-Vorhersagen vor", berichtet Professor Ulrich Schumann, Direktor des DLR-Instituts für Physik der Atmosphäre in Oberpfaffenhofen.

Gute Nachrichten gab es auch am nächsten Morgen nach der Inspektion der Falcon - weder an den Triebwerken noch am Flugzeug selbst waren Anzeichen für Beschädigungen durch die Vulkanasche vorhanden. Somit konnte die Besatzung des DLR beruhigt die letzte Flugetappe antreten und landete am 3. Mai 2010 um 15.28 Uhr in Oberpfaffenhofen. "Wir konnten unglaublich wertvolle Daten sammeln - und den Eyjafjallajökull in Aktion zu sehen war spektakulär. So nahe an einem spuckenden Vulkan dran, dass ist schon beeindruckend", berichtet Dr. Bernadett Weinzierl, Wissenschaftlerin am DLR-Institut für Physik der Atmosphäre.

Nach der Mission ist vor der Mission

Die nationale Eigenständigkeit bei der Planung und Durchführung der "Vulcano Ash Hunter-Mission" war die Voraussetzung für das schnelle und effektive Handeln des DLR in dieser Ausnahmesituation in Europa. Unterstützt wurde die Mission von Seiten Islands, vom Bundesverband der Deutschen Fluggesellschaften und dem Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS). Die Falcon steht in Oberpfaffenhofen nach wie vor bereit für neue Einsätze. Angesichts der verstärkten Vulkanektivität am 5. Mai und der Ausbreitung der Aschewolke in Richtung Süden und dem Atlantik, kann es in Irland und England weiterhin zu Beeinträchtigungen im Flugverkehr kommen, wie in den letzten Tagen bereits geschehen. Da sich aus den Messungen auch Massnahmen für eine bessere Organisation und ein abgestimmtes Handeln bei Vulkanausbrüchen ableiten lassen, können neue Falcon-Missionen erforderlich werden. So bricht im Durchschnitt weltweit jede Woche ein Vulkan aus. Auch andere Vorfälle in der Atmosphäre über Europa sind denkbar, wie etwa Extremwetter, Chemie-Unfälle oder grosse Waldbrände. Die Forschungen des DLR und die Falcon als deutsches Notfall-Flugzeug können auch zukünftig ihren Beitrag zu der Fragestellung leisten, wie wir in Extremsituationen volkswirtschaftliche Schäden in Milliardenhöhe verhindern können.

Quelle: Text Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) 7. Mai 2010

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Weitere Informationen
Island
DLR Höhenmodelle von Ätna und Eyjafjallajökull
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Island Ausbruch des Vulkans Eyjafjallajökull 2010
Island Ausbruch des Vulkans Bárðarbunga 2014
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