Für bessere Winter-Wettervorhersagen – HALO-Messflüge im Nordatlantik

(WK-intern) – Wetterphänomene über dem Nordatlantik führen besonders in den Wintermonaten zu Extremwetterereignissen in Westeuropa wie zuletzt Sturmtief „Elli“. Die Datenlage aus der Region ist bislang noch unzureichend.

Mit der Messkampagne NAWDIC untersucht ein internationales Forschungsteam im Winter 2026 die Dynamik von Wettersystemen über dem Ozean.

Mit dem deutschen Forschungsflugzeug HALO werden mit Hilfe von Lidarmessinstrumenten des DLR detaillierte Messungen vorgenommen.

Ziel ist es, die Entstehung von Stürmen, Starkregen oder Kälteeinbrüchen besser zu verstehen und Wettermodelle zu verbessern.

Starkwinde, heftige Niederschläge und plötzliche Kälteperioden prägen die Winter in Europa. Viele dieser Extremwetterereignisse stehen im Zusammenhang mit Tiefdruckgebieten, die sich über dem Nordatlantik bilden. Wenn diese in Richtung Deutschland ziehen, können sie dort zu Ausnahmezuständen führen, Schäden in Millionenhöhe verursachen und im Extremfall das Leben von Menschen gefährden. Erst in der letzten Woche sorgte das Sturmtief „Elli” für Bahnausfälle, Straßenchaos und Schulschließungen. Viele der physikalischen Prozesse, die zu Extremwetter in Europa führen, finden über dem Atlantik statt, eine Region, die mit konventionellen Messungen nur unzureichend abgedeckt wird und folglich wissenschaftlich schwer zu untersuchen ist. Genau dort setzt die internationale Messkampagne NAWDIC (North Atlantic Waveguide, Dry Intrusion, and Downstream Impact Campaign) an. Sie ist am 13. Januar 2026 gestartet, um während der sechswöchigen Kampagnendauer die Datenlage aus dem Nordatlantik durch detaillierte flugzeug- und bodengebundene Beobachtungen zu verbessern. Eine zentrale Rolle übernimmt dabei das deutsche Forschungsflugzeug HALO, betrieben vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

NAWDIC, geleitet vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT), wird maßgeblich vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre unterstützt. Forschende aus mehr als 30 Institutionen in Europa und Nordamerika arbeiten in NAWDIC gemeinsam daran, Wettervorhersagen räumlich und zeitlich genauer zu gestalten sowie Klimamodelle weiterzuentwickeln.

Trockene Stratosphärenluft über dem Ozean als Treiber von Extremwetter auf dem Festland
Einen wissenschaftlichen Schwerpunkt der Kampagne bilden die sogenannten Dry Intrusions. Das sind trockene, kühle Luftmassen, die aus der großen Höhe der Stratosphäre nach unten in die Troposphäre absinken und dadurch das Wetter beeinflussen. Besonders im Winter können sie zu starken Winden, Turbulenzen und intensiven Niederschlägen führen. Viele dieser Atmosphärenprozesse sind in heutigen Vorhersagemodellen allerdings noch nicht ausreichend abgebildet.

„Im Rahmen von NAWDIC wollen wir bislang unzureichend verstandene Prozesse untersuchen, die winterliche Starkwetterereignisse verursachen und erhebliche Auswirkungen auf die Gesellschaft und Wirtschaft in Europa haben können. Dabei kombinieren wir innovative Messmethoden mit den einzigartigen Möglichkeiten, die uns das Forschungsflugzeug HALO bietet“, sagt Dr. Andreas Schäfler vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre, der unter anderem die Koordination der HALO-Flüge im Rahmen von NAWDIC mitverantwortet. Ziel des internationalen Forschungsteams ist es, mit den Messungen die Dynamik in der nordatlantischen Atmosphäre besser zu verstehen, sodass die Vorhersagen künftig zuverlässiger und frühzeitiger erfolgen können. Da präzise Vorhersagen von Winterstürmen und damit verbundenen Extremwetterereignissen von zentraler Bedeutung für die öffentliche Sicherheit und den Schutz kritischer Infrastrukturen sind, leistet NAWDIC auch einen wichtigen Beitrag zur zivilen Sicherheitsforschung.

HALO auf Spurensuche über dem Atlantik
Das Forschungsflugzeug HALO ist für NAWDIC unter anderem mit modernster Lidar-Fernerkundungstechnik des DLR-Instituts für Physik der Atmosphäre ausgestattet, um durchgängige vertikale Profile von Wind, Ozon und Luftfeuchtigkeit zwischen Flugzeug und Erdoberfläche zu erfassen. HALO fliegt dabei in Flughöhen von bis zu 14 Kilometern. Dazu sind an Bord von HALO das Wasserdampf-Lidar WALES und das erstmals auf HALO eingesetzte Wind-Lidar HEDWIG montiert. „Mit dem Einsatz dieser am DLR entwickelten Laser-Fernerkundungsinstrumenten in abgelegenen Regionen mit geringer Beobachtungsdichte demonstrieren wir nicht nur den Nutzen der Lidar-Technologie zur Ergänzung des globalen Beobachtungssystems, sondern auch die Eignung für zukünftige satellitenbasierte Lidar-Instrumente“, sagt Dr. Andreas Fix vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre. HALO wird für die Dauer der Kampagne am internationalen Flughafen in Shannon (Irland) stationiert. Von dort aus lässt sich dank der großen Reichweite des Flugzeugs ein weiter Bereich des Nordatlantik befliegen und somit der Wasserdampftransport und die Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre und Ozean äußerst weiträumig dokumentieren.

Aus flugbetrieblicher Sicht stellen die Messflüge über dem Nordatlantik erhöhte Anforderungen an Planung und Durchführung. Der Luftraum ist durch täglich neu festgelegte transatlantische Verkehrsstrukturen (sogenannte NAT-Tracks) sowie zusätzlichen Verkehr außerhalb dieser Routen geprägt und verfügt über keine durchgängige Radarabdeckung. Die DLR-Einrichtung Flugexperimente ist daher bereits im Vorfeld für die enge Abstimmung mit den zuständigen Flugsicherungszentren zuständig. Während der Flüge stellen die Piloten durch eine überwiegend datenbasierte Kommunikation die sichere und regelkonforme Einbindung der Forschungsmissionen in den internationalen Luftverkehr sicher.

Ergänzt werden die Flugzeugmessungen durch bodengebundene Beobachtungen mit dem KITcube, dem mobilen Atmosphärenbeobachtungssystem des KIT. Es ist bereits seit November 2025 in der Bretagne in Frankreich stationiert. Es besteht aus einem Netzwerk von Fernerkundungsinstrumenten, die die atmosphärischen Prozesse von einigen Metern bis zu zehn Kilometer Höhe erfassen können.

Insgesamt sind bei NAWDIC mehr als 100 nationale und internationale Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in den kommenden Wochen im Einsatz, um die Flüge von Irland aus zu planen, durchzuführen, Messinstrumente zu betreuen und die Aktivitäten mit den internationalen Partnern zu koordinieren.

Durch die langfristige Planung über die letzten sechs Jahre in Koordination mit der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) ist es den Forschenden gelungen, NAWDIC mit weiteren meteorologischen Messkampagnen in Nordamerika zu verknüpfen, die stromaufwärts die Wetterentwicklung beobachten. Im Januar und Februar 2026 sind inklusive HALO bis zu zehn Forschungsflugzeuge gleichzeitig vom Pazifik bis nach Europa im Einsatz.

Weiterführende Links

• DLR-Institut für Physik der Atmosphäre
• DLR-Einrichtung Flugexperimente
• Forschungsflugzeug HALO
• Projektwebsite NAWDIC des KIT

Über NAWDIC

Das Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Troposphärenforschung (IMKTRO) des KIT leitet den Einsatz von HALO während NAWDIC und führt diesen in Kooperation mit dem DLR-Institut für Physik der Atmosphäre sowie der DLR-Einrichtung Flugexperimente, der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz (JGU), der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) und dem Forschungszentrum Jülich durch. Darüber hinaus besteht NAWDIC aus weiteren eigenständigen Komponenten, an denen über 30 Institutionen aus Europa und Nordamerika beteiligt sind. Die WMO unterstützt das Projekt im Rahmen seines Weltwetterforschungsprogramms.

Über HALO

Das Forschungsflugzeug HALO (High Altitude and Long Range Research Aircraft) ist eine Gemeinschaftsinitiative deutscher Umwelt- und Klimaforschungseinrichtungen. HALO wurde aus Mitteln des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR), der Helmholtz-Gemeinschaft, der Max-Planck-Gesellschaft (MPG), des Freistaats Bayern, des Forschungszentrums Jülich (FZJ), des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) beschafft.

Der Betrieb von HALO wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), der Max-Planck-Gesellschaft (MPG), dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), dem Forschungszentrum Jülich (FZJ), dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und dem Leibniz-Institut für Troposphärenforschung in Leipzig (TROPOS) getragen. Das DLR ist zugleich Eigner und Betreiber des Flugzeugs.

PM: DLR

PB: NAWDIC-Messflüge – Das DLR-Forschungsflugzeug HALO ist für die Messkampagne NAWDIC (North Atlantic Waveguide, Dry Intrusion, and Downstream Impact Campaign) in Flughöhen bis zu 14 Kilometer unterwegs. Mithilfe speziell entwickelter Laser-Fernerkundungsinstrumenten an Bord erfassen die Forschungsteams durchgängige vertikale Profile von Wind, Ozon und Luftfeuchtigkeit zwischen Flugzeug und Erdoberfläche. / ©: DLR / Christian Heske