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Forschung:Mit dem Staubsauger in die Luft

Im Frühjahr 2017 wird Bernadett Weinzierl wieder mit dem Forschungsflugzeug "Falcon" abheben. Dieses Mal mit dem Ziel östliches Mittelmeer.

(Foto: Stephan Rumpf)

Bernadett Weinzierl forscht seit 2011 als Juniorprofessorin für Experimentelle Aerosolphysik an der Ludwig-Maximilians-Universität München. Sie untersucht die Wirkung von Ruß-, Asche- und Staubpartikeln auf das Klima - mit dem Forschungsflugzeug "Falcon"

Nur vier Stufen muss Bernadett Weinzierl nehmen und schon ist sie im Forschungsflugzeug Falcon. "Ich bin die einzige, die in der Kabine aufrecht stehen kann", sagt die Meteorologin und lacht. Bricht sie mit Kollegen vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen zu Messflügen auf, ist ihr Platz hinter vielen Messgeräten im Heck des zweistrahligen Jets, der zurzeit in einem DLR-Hangar mit den Instrumenten für eine neue Mission bestückt wird. Über viele Länder ist die Forscherin schon mit ihrem Team geflogen: Marokko, die kapverdischen Inseln, Barbados, Brasilien, Grönland und die USA waren einige Ziele. Weinzierls Intention: die Wirkung von Aerosolen, also Ruß-, Asche- und Staubpartikeln in der Luft, auf das Wetter und Klima zu erforschen. Nach dem Ausbruch des isländischen Vulkans Eyjafjallajökull 2010 ist sie mit ihrem Team in die Aschewolken geflogen, als der Luftraum schon geschlossen war.

"In der Forschung gehen wir manchmal an die Grenzen", erzählt die 35-Jährige, die seit 2011 Juniorprofessorin für Experimentelle Aerosolphysik an der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) ist. Zwei Jahre zuvor hat sie im Alter von gerade einmal 29 Jahren die Leitung der Helmholtz-Nachwuchsgruppe AerCare am Institut für Physik der Atmosphäre beim DLR und der LMU übernommen. Eine Senkrechtstarterin. Zu deren Höhenflug auch zahlreiche Preise gehören. So ist Weinzierl mit dem Starting Grant 2014 des Europäischen Forschungsrats (ERC) ausgezeichnet worden.

Mit rund zwei Millionen Euro fördert der ERC das Forschungsprojekt "A-Life", das sie im Oktober 2015 mit sechs Mitarbeitern starten wird. Welche Eigenschaften besitzen Schichten, in denen sich natürliche Aerosole mit von Menschen verursachten Ruß- und Staubpartikeln mischen? Welche Rolle spielt der menschliche Einfluss und was bringt die Reduktion von Ruß-Emissionen? Diese Fragen stehen im Vordergrund. Auf der Suche nach Antworten wird die Meteorologin im Frühjahr 2017 auch wieder mit der Falcon abheben. Dieses Mal mit dem Ziel östliches Mittelmeer: "Dort ist die Luft wie ein Schmelztiegel." Ursache seien die vielen Emissionen von Waldbränden und Großstädten wie Kairo, die sich mit dem Wüstenstaub der arabischen Halbinsel und der Sahara mischten.

"Flugzeuge und Wolken haben mich schon immer fasziniert", sagt Weinzierl. Bereits als Kind habe sie wissen wollen, wie Wolken und Gewitter entstehen. Was lag näher, als ein naturwissenschaftliches Studium nach dem Abitur? Dennoch: Es gab auch andere Neigungen. Schließlich hat die gebürtige Rosenheimerin ein musisches Gymnasium besucht und Klavier, Orgel und Querflöte gelernt. Die junge Abiturientin entschied sich trotzdem für ein Studium der Meteorologie und Geophysik an der LMU.

Bewusste Entscheidungen und der Zufall gestalteten die Zukunft der Frau, die mit ihrem Mann, einem IT-Projektleiter, in München-Obergiesing lebt. Nach dem Studium bewarb sich Weinzierl gleichzeitig beim DLR und bei einer Versicherung. Die Zusage aus Oberpfaffenhofen erreichte sie zuerst. Ein Glücksfall. Der Juniorprofessorin gefällt ihr jetziges Arbeitsmodell. An ein bis zwei Tagen pro Woche hält sie an der LMU Vorlesungen. Drei bis vier Tage forscht sie beim DLR. Dort kann Weinzierl auch Hobby und Beruf verbinden. Bei den Messflügen sitzt sie zwar nicht im Cockpit, aber in der Freizeit startet die Forscherin oft mit einem einmotorigen Kleinflugzeug von Oberpfaffenhofen zu Rundflügen.

Das Verständnis für Flugzeuge hilft ihr im Beruf. Ebenso wie die Begeisterung für Technik. Mit Elan geht Weinzierl im DLR-Hangar um die Falcon und zeigt die Ausstattung des High-Tech-Fliegers: den rund zwei Meter langen sogenannten Nasenmast für die Windmessung, Einlässe am Rumpf, über die Luft in die Falcon gesaugt und auf Geräte verteilt wird und Apparate unter den Flügeln zur Messung großer Aerosolpartikel.

Sie leisteten auch 2010 nach dem Ausbruch des Eyjafjallajökull in Island wichtige Dienste. In Regionen, in denen die Aschewolke schon etwas verdünnt war, flog Weinzierl damals in die Ascheschicht, um mit den Geräten an Bord Größe, Form und Eigenschaften der Aschepartikel zu messen. Über Island flog sie mit ihrem Team in acht bis vier Kilometer Entfernung über der Vulkanwolke und schaute mit dem Laserstrahl hinein. Direkt am Vulkan in die Aschewolke zu fliegen, wäre zu gefährlich gewesen. Weinzierl erinnert sich: "Wir haben zu jedem Zeitpunkt Luft ins Flugzeug gesaugt und Partikel der Asche gefunden", sagt sie. Bei einem Flug habe es auch "furchtbar nach Gasen der Asche gestunken". Sicher überlege man dann kurz, ob das Triebwerk zerstört worden sei. Aber Angst abzustürzen habe sie nie gehabt: "Wir wissen ja, was wir tun." Schließlich werde jede Kampagne akribisch vorbereitet. Rund drei Monate dauern alleine die Tests der benötigten Instrumente, die dann drei Wochen lang eingebaut werden.

Und das Ergebnis? Darauf ist die selbstbewusste Forscherin stolz: "Wir konnten mit Kollegen des Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung in Leipzig und des Forschungszentrums Jülich zeigen, dass die Sichtbarkeit von Vulkanasche unter anderem von der Dicke der Ascheschicht abhängt, die Massenkonzentration aber nicht entscheidend ist für die Sichtbarkeit." Eine wichtige Entdeckung, da die Massenkonzentration der Asche ausschlaggebend ist für eine etwaige Beschädigung der Flugzeugtriebwerke. "Es reicht also nicht, wenn der Pilot aus dem Fenster schaut, um die Gefahr von Vulkanasche zu beurteilen", folgert Weinzierl. Ihre Erkenntnis brachte ihrem Team den DLR-Wissenschaftspreis 2013 und wurde von der Internationalen Luftfahrtorganisation (ICAO) in die Definition für die Sichtbarkeit von Asche aufgenommen. "Es ist schön, dass unsere Grundlagenforschung so schnell in die Anwendung geht", sagt die Meteorologin, deren Daten viele Institutionen nutzen. "Frau Weinzierl führt ihre Messungen mit großer Sorgfalt durch, weshalb wir großes Vertrauen in ihre Resultate haben", sagt etwa Ina Tegen, Leiterin der Abteilung Modellierung des Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung in Leipzig, die Weinzierls Aerosolmessungen seit 2007 verwendet.

Ins Flugzeug zu steigen und "wie ein Detektiv neue Dinge herauszufinden", das reizt die Professorin. Manche Ergebnisse bekommt sie schon im Flug. Sie freut sich aber auch, wenn sie in ihrem Büro am Computer in dem "Datenschatz graben kann". Einen solchen Schatz, nämlich die Ergebnisse der Saltrace-Messkampagne zum Saharastaub, hat sie gerade erst bei einer Tagung der Europäischen Geophysikalischen Union (EGU) in Wien vorgestellt. Wie verändert sich der Sahara-Staub während des Transports über den Atlantik? Diese Frage stand im Mittelpunkt des Projekts, in dem ein transatlantisches Team, zu dem auch Mitarbeiter der US-Raumfahrtbehörde Nasa gehören, seit 2013 kooperiert. Weinzierl leitet Saltrace mit dem Kollegen Albert Ansmann aus Leipzig und ist verantwortlich für die Flugzeugmessungen. Mit der Falcon ist sie deshalb von den kapverdischen Inseln nach Barbados und in die Karibik geflogen. Dabei fand sie unter anderem heraus, dass über der Karibik noch große Partikel Saharastaub schweben. Unerklärlicherweise. "Nach physikalischen Gesetzen hätten sie schon zum Boden abgesunken sein müssen", sagt Weinzierl. Nach den Mechanismen, die diese großen Partikel so lange in der Luft halten, will sie mit weiteren Messflügen und Datenanalysen suchen.

Weinzierl wirkt robust, so als ob sie nichts aus der Ruhe bringen könnte. Gelassen, organisiert und zielorientiert. Mit sicherem Gespür für die eigene Leistung: Bei Projektanträgen habe sie "eine ziemlich gute Quote", sagt sie. Auch, dass die Initiative, in die isländische Aschewolke zu fliegen, von ihr ausgegangen sei. Trotz aller Höhenflüge ist die Juniorprofessorin gut geerdet. "Man arbeitet ja auch hart für den Erfolg und es fällt einem nichts zum Fenster herein", meint Weinzierl. Sie ist eine der nur sechs weiblichen von insgesamt 52 Professoren der Physik-Fakultät an der LMU. Mit Blick auf eine Quote in der Wissenschaft ist sie aber "gespalten". Man wolle ja nicht die "Quotenfrau" sein, andererseits ändere sich ohne Quote nichts.

Weinzierl hat sich in einer Männerdomäne behauptet. Auch dank ihrer Neugier zu verstehen, wie die Atmosphäre funktioniert. Bald wird sie wieder mit der Falcon abheben und über Deutschland in die Abgaswolke von Flugzeugen fliegen. Dann geht es darum, den Effekt von Biotreibstoffen zu messen. "Das wird wieder spannend", sagt die Forscherin.

© SZ vom 05.05.2015
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