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Wie weit erholt sich die Ozonschicht?


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Wie weit erholt sich die Ozonschicht?

Um unsere Atmosphäre besser durchschauen zu können, muss man so viele Daten wie möglich sammeln – und genau das tun die Forscher auf der ältesten Bergwetterwarte der Welt, am Meteorologischen Observatorium Hohenpeißenberg des Deutschen Wetterdienstes südwestlich von München. Seit fünfzig Jahren schicken sie von hier Wetterballons los. Deren Messdaten werden mit Satelliten-Daten abgeglichen, um die Wetter- und Kimamodelle zu überprüfen. Wolfgang Steinbrecht, Leiter der Ozonmessgruppe vom Deutschen Wetterdienst: “Wir erstellen Temperaturprofile, Feuchtigkeitsprofile, Windprofile und Ozonprofile. Heute interessieren uns letztere besonders, weil wir sehen wollen, wie die Ozonschicht sich erholt.”

Das Ozonloch wurde in den achtziger Jahren zum Thema. Fluorchlorkohlenwasserstoffe, die für die Zerstörung der Ozonschicht berüchtigten FCKW, wurden daraufhin 1989 weltweit verboten. Heute beobachtet man erste Erfolge.

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Der Wetterballon vom Observatorium wird präzise lokale Daten über die Ozonschicht über Süddeutschland liefern, erklärt Steinbrecht: “Erst fliegen wir durch die unteren Schichten, dann durch die freie Atmosphäre, die nicht von bodennahen Dingen kontaminiert ist. Es wird kälter und kälter, bis wir zur Stratosphäre kommen, in der das meiste Ozon ist und die Temperatur wieder höher wird. Das wird heute in etwa zehn Kilometern Höhe sein.”

Noch mehr Daten über Luftverschmutzung und Ozon wird der neue Satellit der ESA liefern, Sentinel-5P, der gerade erst am 13. Oktober gestartet wurde. Er gehört zum Copernicus-Erdbeobachtungsprogramm der Europäischen Kommision und wird Luftverschmutzung und Ozonkonzentration detailliert wie nie zuvor messen. Wichtige Informationen, um zu sehen, woher die Emissionen kommen und wohin sie strömen. Pieternel Levelt vom Königlichen Meteorologischen Institut der Niederlande: “Man hat einen Satelliten, um Vorgänge auf dem gesamten Globus zu messen – das bedeutet, man hat ein kalibriertes Instrument, das allerorten misst. Und damit kann man die Verschmutzungsgrade in Europa direkt mit denen in China und in den USA vergleichen.”

Das Messinstrument an Bord des Sentinel-5P ist Tropomi, ein in den Niederlanden entwickeltes Spektrometer, das die Gaskonzentration wie zum Beispiel Methan oder Stickoxid misst. Es könnte die Frage klären, ob die Ozonschicht sich wirklich erholt. Levelt: “Derzeit haben wir immer noch jedes Jahr ein Ozonloch. Es entsteht zwischen September und Oktober über dem Südpol. Weltweit gesprochen haben wir immer noch eine Ausdünnung der Ozonschicht, verglichen mit den 1960er und 70er Jahren. Wir erwarten, dass die Ozonschicht sich erholt, und ich denke, Tropomi wird vielleicht in diesem oder im nächsten Jahr das Instrument sein, das dies wirklich beweist.”

Andere Mysterien unserer Atmosphäre bleiben im Raum. Europäische Satelliten sollen in den nächsten Jahren ermitteln, wie Luftverschmutzung zur Wolkenbildung beiträgt und welche Rolle Methangas beim Klimawandel spielt. Dann ist da noch die Frage des Windes -ein Schlüsselparameter. Und auf globalem Level wissen wir noch viel zu wenig darüber. Die ESA will der Frage 2018 mit einem Satelliten namens Aeolus nachspüren. Er wird die Erd-Luftströmungen zum ersten Mal vom All aus messen. Anne Grete Straume, Aeolus-Projektwissenschaftlerin der ESA: “Zurzeit sind uns Grenzen gesetzt, denn wir können nicht überall Windmessungen durchführen. Und dabei ist einer der größten Herausforderungen bei der Wettervorhersage heute, den Wind richtig einzuschätzen. Und da treten Satellitenmessungen auf den Plan – und diese neue Mission, die weltweit Windmessungen vom Boden bis zu großer Höhe in der Atmosphäre ermöglicht. Damit kann man die Vorhersagemodelle verbessern.”

Ein Instrument für den Satelliten zu ersinnen, das die Luftströmungen vom All aus misst, war kompliziert. Ingenieure am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Oberpfaffenhofen, nicht weit von Hohenpeißenberg, entwickelten einen flugzeuggetragenen Prototypen eines Wind-Lidars – ein Instrument, das mit Licht Entfernungen misst. Sie testeten und validieren das Instrument an Bord eines kleinen Flugzeuges. DLR-Wissenschaftler Oliver Reitebuch: “Das ist eine sehr spannende Forschung, denn wir erhalten schon vor seinem Start dieselben Daten, die vom Satelliten kämen, und können damit unsere Algorithmen testen und praktische Erfahrung sammeln. Das ist sehr wichtig.”

Nach seinem Start soll der Aeolus-Satellit Winde in zehn bis dreißig Kilometern Höhe messen, in Bereichen, in denen es gegenwärtig praktisch keine Messungen gibt. Diese Daten sollen umgehend die Wettervorhersagen präzisieren. Reitebuch: “Mit Aeolus kann man global das Windprofil messen. Man kann es in den Tropen messen, in denen wir heute keinerlei Windbeobachtung haben. Man kann es über den Ozeanen messen, über denen keinerlei Radiosonden und Wetterballons gestartet werden – und dabei sind ein großer Teil der Erde Ozeane. Man kann das Windprofil an Antarktis und Arktis messen, wo all der Klimawandel weitergeht.”

Zurück nach Hohenpeißenberg: Die Daten der Radiosonden aus den Wetterballons werden ausgewertet. Die Ballons landen meist (nach kurzer Zeit) wieder in Bayern. Es wurden aber auch schon welche in Ungarn und Italien eingesammelt. Die Datenqualität hat sich verbessert, reicht den Forschern aber noch nicht. Wolfgang Steinbrecht: “Wir wissen, dass das Klima sich ändert – wir wissen aber nicht im Detail, was das für verschiedene Regionen bedeutet. Werden wir hier wärmere Sommer haben? Wahrscheinlich. Bekommen wir mehr Regen? Das wissen wir schon nicht mehr. Wie verändert sich das Klima in verschiedenen Teilen der Atomsphäre, welche Auswirkung hat das? Wir versuchen, verlässliche Daten zu liefern, zusammen mit den Satelliten, um zu sehen, wie die Atmosphäre sich verändert.”

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