Les enquêtes sur l'atmosphère au moyen de mini-avions sans pilote peuvent contribuer de manière significative à l'enquête sur les causes du changement climatique dans l'Arctique, car ils donnent un aperçu des couches d'air au niveau du sol qui ne sont pas surveillées par d'autres stations de mesure. C'est la conclusion qu'une équipe de recherche allemande tire des mesures actuelles qui viennent d'avoir lieu au Spitzberg. Il a été possible d'observer la formation de nouvelles particules dans l'air, qui peuvent ensuite évoluer en nuages ​​et avoir une influence sur le changement climatique. On ne comprend toujours pas en détail pourquoi l'Arctique se réchauffe plus de deux fois plus que les autres régions de la terre. La campagne de mesure au Spitzberg, qui se déroulera jusqu'à fin mai, était le premier déploiement conjoint de mini-avions de recherche développés en Allemagne dans une région polaire.

Dans les années récentes, l'Arctique est de plus en plus au centre de la recherche sur le climat, en raison du fait que les changements climatiques observés jusqu'à présent dans l'Arctique ont un impact beaucoup plus fort que dans d'autres régions. Les raisons sont des interactions complexes entre l'atmosphère, glace de mer et océan - difficiles à quantifier et à décrire dans des modèles. Afin d'améliorer la compréhension des processus et interactions spécifiques, d'autres mesures doivent être effectuées sur place. Pourtant, seules quelques stations de mesure en continu et des mesures mobiles avec des navires et des avions sont disponibles en tant que base de données pour fournir les paramètres nécessaires à l'analyse et à la modélisation.

Des scientifiques de l'Université technique de Brunswick, l'Institut Leibniz pour la recherche troposphérique de Leipzig et l'Université Eberhard-Karls de Tübingen effectuent des mesures avec des systèmes de vol sans pilote depuis la mi-avril à Ny-Ålesund au Spitzberg, le village le plus septentrional du monde. Ce projet est soutenu par l'Institut Alfred Wegener, le Centre Helmholtz pour la recherche polaire et marine qui exploite également la base de recherche franco-allemande AWIPEV à Ny-Ålesund.

Dans le projet, financé par la Fondation allemande pour la recherche (DFG) et intitulé "Enquêtes sur la variabilité verticale et horizontale à petite échelle de l'aérosol de la couche limite atmosphérique avec des systèmes aériens sans pilote, " la corrélation entre la turbulence de l'air à petite échelle et la formation des plus petites particules d'aérosols en suspension dans l'air qui peuvent se former à partir des gaz est particulièrement étudiée. Étant donné que ces petites particules peuvent croître puis diffuser la lumière et influencer également la formation de nuages, ils jouent un rôle majeur dans le climat.

Les premières évaluations montrent différents scénarios conduisant à la formation de nouvelles particules dans l'atmosphère :soit la nouvelle formation a lieu simultanément dans toutes les couches d'air étudiées entre le sol et 850 mètres d'altitude, soit elle commence dans une certaine couche d'air et se poursuit à partir de là. Le deuxième cas ne peut pas être observé à partir de l'initiale avec les stations de mesure fixes à Ny-Ålesund et la montagne Zeppelin voisine, qui fonctionnent en continu depuis de nombreuses années, et constitue donc une découverte importante pour tous les scientifiques impliqués.

« Les mesures avec des avions sans pilote représentent un lien entre les mesures effectuées sur divers sites à Ny-Ålesund et sur la montagne Zeppelin adjacente et comblent ainsi une lacune de connaissances sur les processus de distribution et de transport dans l'atmosphère, " explique Dr. Astrid Lampert de l'Université technique de Braunschweig, qui a coordonné la campagne de mesure.

La campagne de mesures était la troisième grande étude d'ALADINA (Application of Light-weight Aircraft for Detecting IN-situ Aerosol), un système d'aéronef sans pilote (UAS) a été développé à l'Institut des systèmes aérospatiaux de l'Université technique de Braunschweig. ALADINA est un modèle d'avion de haute technologie :il a une envergure de 3,6 mètres, pèse 25 kilogrammes et peut transporter jusqu'à 3 kilogrammes de charge utile. La batterie permet un temps de vol allant jusqu'à 40 minutes et une vitesse allant jusqu'à plus de 100 kilomètres par heure.

Le mini avion de recherche a déjà été utilisé à plusieurs reprises en Allemagne - par exemple à la station de mesure TROPOS Melpitz près de Torgau. La particularité de cet avion est surtout son équipement en appareils de mesure des particules, qui ont été miniaturisés à l'Institut Leibniz pour la recherche troposphérique à Leipzig. Étant donné que les appareils disponibles dans le commerce seraient trop volumineux et lourds pour cette application, les dispositifs devaient être développés ou considérablement modifiés en interne.

L'Université de Tübingen a également utilisé un drone MASC (Multi-purpose Airborne Sensor Carrier) dans le cadre de sa campagne au Spitzberg. Ces UAS sont spécialisés dans la mesure à haute résolution de la turbulence atmosphérique et du transport turbulent de l'énergie et des impulsions. La turbulence est un processus important dans les processus de formation de particules. Les MASC ont un temps de vol d'une heure et demie dans l'Arctique et sont de plus en plus utilisés dans la recherche sur l'énergie éolienne en Allemagne.

Afin de comprendre les différents processus qui peuvent induire la formation de particules, maintenant une analyse détaillée des données de mesure est nécessaire, qui sera la tâche principale du scientifique pour les prochains mois.