Klimawandel
Treibhausgase in der Atmosphäre messbar
Der Einsatz von Mikrowellen- und Infrarotstrahlen wird es bald erlauben, Treibhausgase wie CO2, Methan, Lachgas oder Wasserdampf direkt in der Atmosphäre präzise und global zu messen. Geophysiker vom Wegener Zentrum für Klima und globalen Wandel der Universität Graz präsentieren in der Zeitschrift „Geophysical Research Letters“ eine Satellitenmethode, die dort Klarheit liefert, wo man bisher auf indirekte Berechnungen angewiesen war.
25.07.2011
Foto: Squiggle/flickr.com
Basis der Methode sind Mikrowellen und Infrarotlaser-Signale, die von einem Sendersatellit ausgesandt werden. Auf dem Weg zu einem zweiten Satellit werden die Signale gebrochen oder teilweise absorbiert und erreichen das Ziel somit nur gedämpft. Diese sogenannte „Okkultation“ beruht darauf, dass jedes Gas unveränderliche quantenmechanische Merkmale besitzt. „Je nachdem, ob es sich um Kohlendioxid, Methan, Lachgas, Ozon oder Wasserdampf handelt, werden Signale eines Infrarotlasers auf ganz unterschiedlichen Wellenlängen stark absorbiert", erklärt Forschungsleiter Gottfried Kirchengast.
Wo man früher auf Ballons, Flugzeuge, Modellberechnungen und ungenaue Daten angewiesen war, verspricht der neue Ansatz hohe Präzision. „CO2, das in der Atmosphäre in einer Konzentration von rund 190 parts per Million (ppm) auftritt, kann so Monat für Monat mit einer Genauigkeit von einem ppm gemessen werden. Bei Wasserdampf gelingt das mit einer Abweichung von 0,5 Prozent, bei Methan und Lachgas sogar mit nur etwa der Hälfte", so der Grazer Forscher.
Okkultation wurde in dieser Form bisher nur mit GPS-Signalen genutzt, deren Aussagekraft sich jedoch primär auf Temperatur und Druck beschränkt. Der Einsatz bei Treibhausgasen ist neu und ermöglicht laut Kirchengast erstmals, auch absolute Werte und Zeitreihen in der freien Atmosphäre über der Erdoberfläche abzubilden. „Profitieren wird dadurch einerseits die sorgfältige Überwachung von Veränderungen des Klimawandels. Anderseits kann die Forschung somit Klimamodelle optimieren und Emissionsquellen und -senken genauer feststellen."
Wo man früher auf Ballons, Flugzeuge, Modellberechnungen und ungenaue Daten angewiesen war, verspricht der neue Ansatz hohe Präzision. „CO2, das in der Atmosphäre in einer Konzentration von rund 190 parts per Million (ppm) auftritt, kann so Monat für Monat mit einer Genauigkeit von einem ppm gemessen werden. Bei Wasserdampf gelingt das mit einer Abweichung von 0,5 Prozent, bei Methan und Lachgas sogar mit nur etwa der Hälfte", so der Grazer Forscher.
Okkultation wurde in dieser Form bisher nur mit GPS-Signalen genutzt, deren Aussagekraft sich jedoch primär auf Temperatur und Druck beschränkt. Der Einsatz bei Treibhausgasen ist neu und ermöglicht laut Kirchengast erstmals, auch absolute Werte und Zeitreihen in der freien Atmosphäre über der Erdoberfläche abzubilden. „Profitieren wird dadurch einerseits die sorgfältige Überwachung von Veränderungen des Klimawandels. Anderseits kann die Forschung somit Klimamodelle optimieren und Emissionsquellen und -senken genauer feststellen."
Quelle: UD / pte
