Fünf Jahre kontinuierliche Aerosolfernerkundung in Mindelo: Bedeutung für die Atmosphärenforschung im Atlantik
Seit fünf Jahren sendet ein markanter grüner Laserstrahl nachts bis zu 30 Kilometer über dem Hafen der Inselhauptstadt Mindelo auf São Vicente. Dieses Signal stammt von einem Hochenergie-Lidar, das am Ocean Science Centre Mindelo (OSCM) betrieben wird und kontinuierliche Messungen von Aerosolen und Wolken ermöglicht.
Das Lidar ist Teil von PollyNET, einem globalen Netzwerk aus stationären und mobilen Lidarsystemen, das vom Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) koordiniert wird. Dieses Netzwerk erfasst luftgetragene Partikel wie Wüstenstaub, Rauch von Waldbränden, industrielle Emissionen sowie Seesalz und verfolgt deren Transportwege weltweit.
Bilanz und wissenschaftliche Schwerpunkte
Die beteiligten Wissenschaftler haben zum fünfjährigen Bestehen der Messstation eine Auswertung der gewonnenen Daten vorgenommen. Im Mittelpunkt standen dabei die Fernerkundung von Aerosolen, insbesondere die Analyse der vertikalen Verteilung von Saharastaub, dessen Einfluss auf die Wolkenbildung in der Region sowie die zeitliche Schwankung der Aerosolkonzentrationen und die optischen Eigenschaften der Atmosphäre.
Die Station in Mindelo hat sich zu einem bedeutenden Referenzpunkt für atmosphärische Beobachtungen im tropischen Atlantik entwickelt. Der Aufbau erfolgte schrittweise: Seit 2021 werden Lidar-basierte Aerosolmessungen kontinuierlich durchgeführt, später kamen Instrumente zur Wolkenfernerkundung hinzu, um Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen und deren Auswirkungen auf die Niederschlagsbildung besser zu erfassen. Seit 2024 ergänzt eine Strahlungsmessstation die Infrastruktur, um den Einfluss atmosphärischer Zustände auf die Strahlungsbilanz am Erdboden zu untersuchen.
Besondere Ereignisse und Kampagnen
Ein herausragendes Ereignis war der Vulkanausbruch des Cumbre Vieja auf La Palma im September 2021. Die durch den Ausbruch freigesetzten vulkanischen Aerosole konnten mit dem Lidar über Mindelo nachgewiesen werden, was die Leistungsfähigkeit der Fernerkundungssysteme unter außergewöhnlichen Bedingungen demonstrierte.
Der Ausbau der Messstation wurde durch drei internationale Feldkampagnen begleitet: Zwei Kampagnen namens ASKOS (2021, 2022) dienten der Kalibrierung und dem Vergleich mit Weltraumlidar-Daten des Satelliten AEOLUS. Im Jahr 2024 untersuchte die Kampagne ORCESTRA/CLARINET tropische Wettersysteme im Atlantik zwischen Westafrika und der Karibik. Diese Feldstudien ergänzten die lokalen Messungen und trugen zur Einbettung der Ergebnisse in ein umfassenderes Verständnis atmosphärischer Prozesse bei.
Die Bedeutung der Station wurde durch den Besuch des Präsidenten der Republik Cabo Verde, José Maria Neves, und des deutschen Bundespräsidenten Frank-Walter Steinmeier am 4. Oktober 2023 unterstrichen. An diesem Tag wurde das vollständige TROPOS-Instrumentarium zur Fernerkundung und Strahlungsmessung offiziell in Betrieb genommen.
Langzeitbeobachtungen und Betrieb
Die Langzeitdaten zeigen ausgeprägte saisonale Ereignisse mit Saharastaub, eine deutliche vertikale Schichtung der Aerosole sowie eine hohe Variabilität der Staubkonzentrationen im Jahresverlauf. Außerhalb der Staubsaison dominieren stabile maritime Seesalzpartikel, die das natürliche Hintergrundniveau der Aerosole in der Region prägen.
Für den dauerhaften Betrieb der Messstation sind regelmäßige Wartungsarbeiten erforderlich. Wissenschaftliches und technisches Personal von TROPOS führt mindestens zweimal jährlich umfangreiche Instandhaltungen durch, während das tägliche Monitoring vom Personal des OSCM und des Instituto do Mar (IMar) übernommen wird. Prof. Andreas Macke vom TROPOS dankt den lokalen Partnern und Anwohnern für ihre Unterstützung sowie dem GEOMAR-Forschungszentrum und dem Instituto Nacional de Meteorologia e Geofisica (INMG) für die logistische Begleitung.
Bedeutung für die Klimaforschung
Das Cape Verde Atmospheric Observatory (CVAO) zählt zu den weltweit wichtigen Langzeitbeobachtungen der Atmosphäre, die für die Erfassung des Klimawandels unerlässlich sind. Die Messungen sind Teil der europäischen Forschungsinfrastruktur ACTRIS und bilden eine wesentliche Grundlage für das Verständnis der atmosphärischen Prozesse über dem tropischen Atlantik.
Gemeinsam untersuchen das Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), TROPOS sowie Partner wie das Instituto do Mar (IMar) und das Instituto Nacional de Meteorologia e Geofisica (INMG) der Republik Cabo Verde die Veränderungen in Ozean und Atmosphäre vor Westafrika.
Wissenschaftliche Ansprechpartner
- Dr. Annett Skupin
Wissenschaftliche Mitarbeiterin, Abteilung Fernerkundung atmosphärischer Prozesse, Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS), Leipzig
Tel.: +49 341 2717-7081
Profil - Dr. Ronny Engelmann
Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Abteilung Fernerkundung atmosphärischer Prozesse, TROPOS, Leipzig
Tel.: +49 341 2717-7315
Profil - Prof. Dr. Andreas Macke
Direktor und Leiter der Abteilung Fernerkundung atmosphärischer Prozesse, TROPOS, Leipzig und Universität Leipzig
Tel.: +49 341 2717-7060
Profil - Tilo Arnhold
Öffentlichkeitsarbeit TROPOS
Tel.: +49 341 2717-7189
Pressemitteilungen
Originalpublikation
Baars, H. et al. (2026): Validation of EarthCARE/ATLID aerosol profiling products with ground-based PollyNET lidars – case studies, Atmospheric Measurement Techniques, 19, 3831–3864. https://doi.org/10.5194/amt-19-3831-2026
Weiterführende Informationen
Fünf Jahre Aerosolfernerkundung in Mindelo – ein Meilenstein der Atmosphärenforschung im Atlantik
