Weltweit einzigartiges Experiment für die Klimaforschung

Foto:Tobias Guggenmoser/FZJ

GLORIA startet am 6.Dezember mit dem russischen Forschungsflugzeug „Geophysica“ zu ihrem Jungfernflug nach Nordschweden und beobachtet klimarelevante Gase und atmosphärische Bewegungen mit bisher unerreichter Genauigkeit. Diese Messungen der Atmosphäre tragen zu wesentlich verbesserten Klimamodellen bei, die für Vorhersagen des Klimawandels und seiner Folgen, wie sie zurzeit auf der Weltklimakonferenz in Durban diskutiert werden, unentbehrlich sind.

 

GLORIA ist die Abkürzung für „Gimballed Limb Observer for Radiance Imaging of the Atmosphere“. Hinter dem komplizierten Namen verbirgt sich eine neuartige Infrarot-Kamera, die von atmosphärischen Gasen ausgesandte Wärmestrahlung in ihre Spektralfarben zerlegt. Dadurch können diese Gase und ihre großräumigen Bewegungen sehr genau abgebildet werden. Entwickelt wurde GLORIA am Forschungszentrum Jülich und dem Karlsruher Institut für Technologie im Rahmen einer Ausbauinvestition der Helmholtz-Gemeinschaft. Es ist weltweit das erste einer neuen Generation von Messinstrumenten, die in Zukunft auch auf Satelliten, zum Beispiel zur Wetterbeobachtung, eingesetzt werden sollen.

 

GLORIA registriert in zehn bis 20 Kilometern Höhe zahlreiche klimarelevante Spurengase: beispielsweise Kohlendioxid, Methan, Ozon und Wasserdampf sowie viele Stickstoff- und Chlorverbindungen. Das neue Gerät wird die Vermischung dieser Gase erstmals mit einer sehr hohen räumlichen Auflösung messen. „So wird es für uns möglich, aktuelle Klimamodelle zu testen und zu verbessern“, freut sich der Jülicher Physiker Dr. Martin Kaufmann. „Zudem ist die von GLORIA beobachtete Höhenregion für das Klima enorm wichtig: Hier strahlt die Atmosphäre am meisten Wärme in den Weltraum ab, und deshalb sind in diesem Bereich Treibhausgase und Wolken besonders belastend für den Energiehaushalt der Erde“, fügt er an.

Foto: Erik Kretschmer/KIT

Das neue Spektrometer arbeitet mit einer schwenkbaren und präzise stabilisierten Infrarot-Kamera. Sie bildet Luftschichten ab, die bei der späteren Datenanalyse in eine Vielzahl von Farben zerlegt wird. Durch ihren „spektralen Fingerabdruck“ lassen sich die verschiedenen Spurengase unterscheiden und ihre Konzentrationen sehr genau bestimmen. Ein weiterer Schwerpunkt der Messungen mit GLORIA sind die sogenannten „Schwerewellen“ in der Atmosphäre. Dabei handelt es sich um starke Luftturbulenzen, die bei bestimmten Wetterlagen entstehen und sich bis in 100 Kilometer Höhe ausbreiten können. Diese in der Luftfahrt gefürchteten Wellen spielen aber auch für das Klima eine wichtige Rolle. „Offensichtlich ändert sich die Dynamik dieser Wellen mit dem Anstieg des Kohlendioxids in der Erdatmosphäre“, unterstreicht Dr. Peter Preusse aus Jülich, „für zukünftige Klimaprognosen ist es daher sehr wichtig, diese Effekte genau zu verstehen.“

 

Ab dem 6. Dezember absolviert GLORIA zunächst vier Test- und Messflüge über der Arktis. Nach erfolgreichem Einsatz soll das Spektrometer ab 2012 an Bord des neuen deutschen Forschungsflugzeugs „HALO“ installiert werden.

Sarah Baker Foto: LLL/flickr CC

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