Erste LUKAS Arktis-Expedition erfolgreich abgeschlossen
22 Dezember 2025
Das dtec.bw Projekt LUKAS untersucht die Aerosolbelastung in der Luft mit neuen, innovativen Messverfahren. Aktuell hat das LUKAS-Team ein Messgerät zur Einzelpartikelanalyse in der Arktis in Betrieb genommen. Das System wird nun für 5 Monate vor Ort bleiben und die gewonnenen Daten in Echtzeit nach Neubiberg übermitteln.
Ende November ging es für das LUKAS-Team der UniBw M (Dr. Seongho Jeong, Dr. Chi-Long Tang und Prof. Thomas Adam sowie Dr. Robert Irsig vom Kooperationspartner Photonion GmbH) per Polarflugzeug zu einem zweiwöchigen Einsatz in das internationale „Forscherdorf“ Ny Ålesund auf Spitzbergen. Der Ort liegt auf 79° Nord und ist somit ca. 1.200 Kilometer vom Nordpol entfernt. Während der Polarnacht, das heißt während des langen arktischen Winters, beherbergt Ny Ålesund nur rund 30 Menschen: also Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie logistisches Personal, das bei monatelanger Dunkelheit und sprichwörtlich arktischen Temperaturen den Forschungsbetrieb aufrechterhält.
Polarlichter über Ny Ålesund: Im „Blauen Haus“ (Mitte) befindet sich die Basis der deutsch-französischen Arktis-Forschungsstation AWIPEV, die das LUKAS-Team logistisch unterstützt.(© UniBw M/Prof. Adam)
Das komplexe LUKAS-Messgerät, ein Einzelpartikelmassenspektrometer (engl.: Single Particle Mass Spectrometer, SPMS) zur Echtzeit-Untersuchung der chemischen Zusammensetzung von Aerosolen in der Luft, erreichte Ny Ålesund schon Wochen vorher per Schiffscontainer.
„Obwohl die Luft hier in Ny Ålesund aktuell extrem sauber ist, haben wir uns entschlossen, das Messgerät in der ca. 1,5 Kilometer außerhalb liegenden Forschungsstation Gruvebadet zu installieren, die vom italienischen Polarforschungsinstitut CNR betreut wird und die uns zusammen mit dem deutsch-französischen AWIPEV-Stationsteam vor Ort unterstützen“, so Prof. Adam. „Nur hier können wir absolut sicher sein, dass die Luft frei von lokalen menschlichen Einflüssen ist.“
Longyearbyen, die Hauptstadt Spitzbergens, wird noch bequem per Linienflug erreicht. Für die letzten ca. 115 Kilometer nach Ny Ålesund muss das LUKAS-Team auf ein Polarflugzeug umsteigen (© UniBw M/Prof. Adam)
Smog-Phänomen in der Arktis
Ziel der Messungen ist es, für einen Zeitraum von 5 Monaten von der Polarnacht bis in das Frühjahr durchgehend chemische Analysen der Aerosolbelastung durchzuführen und die Ergebnisse in Echtzeit nach Neubiberg zu senden. Hier will das LUKAS-Team dazu beitragen den sogenannten Arctic Haze (zu deutsch: arktischer Dunst) aufzuklären, der im späten Winter und frühen Frühjahr in der eher trockenen Arktis auftreten kann. Hierbei handelt es sich um ein Smog-Phänomen aus kleinsten Schadstoffpartikeln in der Luft bestehend aus Sulfaten, Nitraten, Ruß, organischen Aerosolen und Spuren von Schwermetallen. Dies überrascht, da dort eigentlich kaum lokale Emissionen auftreten. Die Verschmutzung stammt vielmehr überwiegend aus mittleren Breiten Europas, Asiens und Nordamerikas, wobei die Schadstoffe aufgrund der fehlenden UV-Strahlung kaum abgebaut und sich somit lange in der Atmosphäre anreichern können. Steigt der Sonnenstand im Frühjahr wieder an werden komplexe photochemische Zersetzungsprozesse in Gang gesetzt und der Arctic Haze verschwindet.
„Die Arktis ist von der Erderwärmung deutlich stärker betroffen als andere Regionen. Wir gehen hier bereits heute von einer Erwärmung von 3 bis 4 °C seit Beginn der Industrialisierung aus."
Prof. Thomas Adam
„Die Aufklärung dieser Vorgänge ist von enormer Wichtigkeit zum Verständnis des Klimawandels“, so Prof. Adam. „Die Arktis ist von der Erderwärmung deutlich stärker betroffen als andere Regionen. Wir gehen hier bereits heute von einer Erwärmung von 3 bis 4 °C seit Beginn der Industrialisierung aus. Treibhausgase, wie CO2, haben zwar den größten Anteil an dem vom Menschen verursachten Treibhauseffekt, Aerosole sind aber unter Umständen das Zünglein an der Waage. Sie können, je nach chemischer Zusammensetzung, zur Klimaerwärmung als auch zur Klimaabkühlung beitragen. Das exakte Ausmaß ist aufgrund der noch großen Unsicherheit in den Modellrechnungen jedoch schwierig zu beziffern. Darüber hinaus beeinflussen Aerosole in der Atmosphäre die Bildung und Lebensdauer von Wolken, welche sich ebenfalls abkühlend auf das Klima auswirken können. Deshalb ist es wichtig möglichst detaillierte Daten von Aerosolen zu erheben.“
In der Forschungsstation Gruvebadet, ca. 1,5 Kilometer außerhalb von Ny Alesund, wird das Einzelpartikelmassenspektrometer aufgebaut. Die Station wird vom italienischen Polarinstitut CNR betreut (© UniBw M/Prof. Adam)
Spitzbergen ist Eisbärengebiet
„Da wir für unsere Arbeit das „sichere Dorf“ verlassen müssen und uns hier in Eisbärengebiet befinden, sind umfangreiche Vorsichtsmaßnahmen einzuhalten. So mussten wir bereits als Vorbereitung im Sommer an einem Eisbärkurs inklusive Schießtraining am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) in Bremerhaven teilnehmen und auch vor Ort in Ny Ålesund ein weiteres Sicherheitstraining absolvieren. Bei den täglichen Fahrten nach Gruvebadet – selbstverständlich per Elektrofahrzeug, wir wollen ja nicht unsere eigenen Messergebnisse beeinträchtigen – ist das Mitführen von Schusswaffen und Signalpistolen sowie das Einhalten eines strengen An- und Abmeldeprotokolls absolut verpflichtend“, so Prof. Adam.
Warnschild am Ortsrand von Ny Ålesund. Spitzbergen ist Eisbärengebiet. Der Ort Ny Ålesund darf nur unter Einhaltung strenger Sicherheitsmaßnahmen verlassen werden auf die das LUKAS-Team im Vorfeld umfangreich vorbereitet wurde. (© UniBw M/Prof. Adam)
Das Einzelpartikelmassenspektrometer wurde während des Einsatzes erfolgreich in Betrieb genommen und sendet bereits verlässliche Messdaten nach Neubiberg. Für Februar 2026 ist ein weiterer Aufenthalt für planmäßige Wartungsarbeiten an den zugehörigen Lasern und Optiken des Messsystems vorgesehen. Im April/Mai kommt es dann zu einer abschließenden Messkampagne, bei der auch der Forschungszeppelin der UniBw M zusammen mit umfangreicher Aerosolmesstechnik in die Luft über Ny Ålesund aufsteigen wird.
Das Einzelpartikelmassenspektrometer (rechts) wird in der Forschungsstation Gruvebadet erfolgreich in Betrieb genommen und liefert ab sofort Messdaten über die Aerosolbelastung der arktischen Luft nach Neubiberg. Im Bild die Stationsleitung der deutsch-französischen AWIPEV-Forschungsstation und das LUKAS-Team. (© UniBw M/Prof. Adam)
Das LUKAS-Team möchte sich zum erfolgreichen Abschluss der Expedition recht herzlich bei allen Unterstützern in Ny Ålesund und Bremerhaven bedanken, insbesondere dem Team der deutsch-französischen Arktisforschungsstation AWIPEV. Weiterer Dank gilt dem dtec.bw – Zentrum für Digitalisierungs- und Technologieforschung der Bundeswehr für die finanzielle Förderung. dtec.bw wird von der Europäischen Union – NextGenerationEU finanziert.
Titelbild: Das „Forscherdorf“ Ny Ålesund bei Vollmond in der Polarnacht: Während des arktischen Winters halten ca. 30 Bewohner/innen bestehend aus Wissenschaftler/innen und logistischem Personal den Forschungsbetrieb am Laufen (© UniBw M/Prof. Adam)
dtec.bw
Das dtec.bw – Zentrum für Digitalisierungs- und Technologieforschung der Bundeswehr – ist ein gemeinsam getragenes wissenschaftliches Zentrum der Universität der Bundeswehr München (UniBw M) und der Helmut-Schmidt-Universität/Universität der Bundeswehr Hamburg (HSU/UniBw H). Mit der Aufnahme in den Deutschen Aufbau- und Resilienzplan wird dtec.bw von der EU – NextGenerationEU finanziert. Mit über 60 finanzierten Forschungsprojekten zu Schlüssel- und Zukunftstechnologien, rund 2.000 Publikationen, 300 Partnerschaften, knapp 70 entwickelten Technologien und Prototypen sowie mehreren Patenten und Start-ups stärkt das dtec.bw die technologische Resilienz Deutschlands und schafft Mehrwert für Gesellschaft und Bundeswehr.
