无人机飞机为北极最小微粒的形成提供了新见解

通过无人驾驶小型飞机进行的大气调查可以为北极气候变化起因的调查做出重要贡献，因为它们可以洞察其他测量站未监控的地面空气层。这是德国研究团队从斯匹次卑尔根州刚刚进行的最新测量得出的结论。可以观察到空气中新颗粒的形成，这些新颗粒随后会演变成云层，并对气候变化产生影响。至今尚不清楚，为什么北极的变暖强度是地球其他地区的两倍以上。斯匹次卑尔根(Spitsbergen)的测量活动将持续到5月底，这是德国在极地地区首次研制的微型研究飞机的联合部署。

近年来，由于北极地区迄今观测到的气候变化比其他地区的影响要大得多，因此北极已成为气候研究的重点。原因是大气，海冰和海洋之间复杂的相互作用-难以量化和描述。为了增进对特定过程和相互作用的理解，必须在现场进行更多的测量。但是，只有少数几个连续测量的站点以及船舶和飞机的移动测量值可以作为数据库来提供分析和建模所需的参数。

自4月中旬以来，不伦瑞克工业大学，莱布尼茨对流层研究所莱比锡和蒂宾根州埃伯哈德-卡尔斯大学的科学家一直在使用无人飞行系统进行测量，该系统位于世界最北端的斯匹次卑尔根Ny-Ålesund。该项目得到了阿尔弗雷德·韦格纳研究所(Alfred Wegener Institute)，亥姆霍兹极地和海洋研究中心的支持，该中心还经营位于尼奥勒松的法德研究基地AWIPEV。

该项目由德国研究基金会(DFG)资助，题为“无人驾驶航空系统大气边界层气溶胶的小尺度垂直和水平变化研究”，小尺度湍流与大气形成之间的相关性。特别研究了可以由气体形成的最小的气溶胶颗粒。由于这些小颗粒可以生长，然后散射光，还影响云的形成，因此它们在气候中起主要作用。

首次评估显示了导致大气中形成新粒子的不同情况：新形成是同时发生在地面和850米高度之间的所有调查空气层中，或者是从某个空气层开始并从那里继续。第二种情况从一开始就无法观察到，它们已经在Ny-Ålesund和附近的Zeppelin Mountain的固定测量站中连续运行了很多年，因此对于所有相关科学家来说都是一个重要发现。

“无人飞机的测量代表了新奥勒松和邻近的齐柏林飞艇在各个地点的测量之间的联系，因此弥合了大气中分布和运输过程的知识鸿沟，”技术专家Astrid Lampert博士解释说。不伦瑞克大学(University of Braunschweig)负责协调测量活动。

测量活动是ALADINA(轻型飞机在现场探测气溶胶中的应用)的第三项主要研究，这是不伦瑞克工业大学航空系统研究所开发的无人飞机系统(UAS)。ALADINA是一种高科技模型飞机：机翼跨度为3.6米，重25公斤，可运输多达3公斤的有效载荷。电池的飞行时间长达40分钟，时速高达100多公里。

微型研究飞机已经在德国使用过多次，例如在托高附近的TROPOS测量站Melpitz。这架飞机的特殊功能尤其是其带有颗粒测量装置的设备，该设备在莱比锡的莱布尼兹对流层研究所进行了小型化。由于对于该应用而言，可商购的设备太大且太重，因此需要在内部对设备进行开发或大量修改。

图宾根大学还在Spitsbergen活动中使用了MASC(多用途机载传感器载具)UAS。这些无人机系统专门用于大气湍流以及能量和脉冲的湍流传输的高分辨率测量。湍流是颗粒形成过程中的重要过程。MASC在北极的飞行时间为一个半小时，在德国越来越多地用于风能研究。

为了理解可能导致颗粒形成的各种过程，现在有必要对测量数据进行详细分析，这将是未来几个月科学家的主要任务。

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