Vulkanwolke über Frankfurt eicht Satelliten / Erstmals Schwefeldioxidmessungen vom Flugzeug im direkten Vergleich zum Satelliten GOME-2

Mainz (ots) - Mit seinem einmaligen Messcontainer CARIBIC konnte
das Max-Planck-Institut für Chemie erstmals Schwefeldioxidmessungen
des Satelliten GOME-2 direkt überprüfen. Die gute Übereinstimmung der
Daten festigt das Vertrauen in solche Satellitendaten. Die regelmäßig
mit dem CARIBIC Container bestückte Maschine der Lufthansa flog kurz
vor dem Landeanflug auf Frankfurt am 15. August 2008 durch die
Abgasfahne des alaskanischen Vulkans Kasatochi. Drei Stunden später
vermaß auch der Satellit GOME-2 die Wolke. Die Ergebnisse wurden
jetzt im Online Journal Atmospheric Chemistry and Physics
veröffentlicht.

Für Beobachtungen der Erdatmosphäre und des Klimas sind Satelliten
unerlässlich. Sie liefern weltweite Daten über die Erde, insbesondere
die Konzentration verschiedener Treibhaus- und anderer Spurengase.
Die spektakulären Bilder, die sie liefern, schaffen großes Vertrauen
in die Daten, die die Spione aus dem All liefern. Dabei sind
komplizierte mathematische Berechnungen nötig, um die gewünschten
Information zu extrahieren. Nicht immer wissen die Wissenschaftler,
wie groß der Fehler ist. Durch einen Glücksfall, den Durchzug einer
Vulkanwolke mit hohem Schwefeldioxidgehalt über Frankfurt, konnten
Wissenschaftler des Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz einen
Vergleichstest durchführen. Für den Sponsor Fraport AG, der das
Projekt mit 600.000 Euro unterstützt, stellte der
Vorstandsvorsitzende Dr. Stefan Schulte die Bedeutung einer
umfassenden Datensammlung für den Luftverkehr heraus: "Die Nachfrage
nach Luftverkehrsdienstleistungen wird auch in den nächsten
Jahrzehnten weiter steigen. Unsere Aufgabe ist es, dieses Wachstum im
Einklang mit unserer Verantwortung für eine nachhaltige Entwicklung
sicherzustellen.

Als Flughafenbetreiber stellen wir uns dieser Verantwortung und
haben deshalb zum Gelingen des Projekts erheblich finanziell
beigetragen."

"Ein bisschen fühlen wir uns bei dieser Arbeit wie Stiftung
Warentest", sagt CARIBIC-Projektleiter Dr. Carl Brenninkmeijer. "Wir
nutzen für CARIBIC dieselbe Messtechnik wie bei GOME-2, um die
Gaskonzentration in der Atmosphäre zu bestimmen: Spektralanalysen des
Sonnenlichtes mittels Differential Optischer Absorptions
Spektroskopie, kurz DOAS." (Für Einzelheiten zu den Messungen und dem
CARIBIC-Projekt siehe Hintergrundinformation). Die Bedingungen und
Berechnungen sind jedoch andere, da das Flugzeug in wesentlich
geringerer Höhe fliegt. Zum Vergleich: Das Flugzeug flog in ca. elf
Kilometern, der Satellit in 817 Kilometern Höhe. "Die Tatsache, dass
die Daten von Satellit und Flugzeugcontainer nur um sieben Prozent
abweichen, bestätigt sowohl unsere als auch die
Satellitenumrechnungen", führt Dr. Klaus-Peter Heue aus. Gemessen
haben die Wissenschaftler in beiden Fällen die sogenannte
Säulendichte des Schwefeldioxids. Das ist die gesamte Menge an
Schwefeldioxid, die sich in der Luftsäule über einem bestimmten Fleck
der Erde befindet, vom Boden bis in die oberen Höhen der Atmosphäre.

"Schwefeldioxid ist nicht gerade das häufigste Gas in der
Atmosphäre und daher war es für uns solch ein Glücksfall mit dem
Messcontainer direkt durch die Vulkanwolke zu fliegen" so Klaus-Peter
Heue. "Da unser Messgerät direkt vor Ort war, gab es wesentlich
weniger Störeinflüsse. Bodenmessungen wären in diesem Falle sogar
unmöglich gewesen, da sich unterhalb der Vulkanwolke normale Wolken
befanden." Die Schwefeldioxid-Konzentration in der Wolke lag mit 100
ppb - also ein Teil pro eine Milliarde Teilchen Luft - etwa um den
Faktor 1000 über der natürlichen Konzentration. Und das obwohl die
Vulkanwolke bereits von der entgegengesetzten Seite der Nordhalbkugel
nach Frankfurt transportiert worden war.

Das Gas Schwefeldioxid ist für Klimaforscher interessant, da es zu
Partikelbildung führt (Aerosole), die einen kühlenden Effekt auf die
Erde haben. Große Vulkanausbrüche wie der des Pinatubo 1991
schleudern Schwefelwolken bis über die Wetterschicht der Atmosphäre
in die Stratosphäre, wo die Teilchen über Jahre schweben und als eine
Art Sonnenschirm fungieren. Die Schwefeldioxid-Konzentration steigt
jedoch momentan unter anderem an, weil schwefelhaltige Steinkohle zur
Energieerzeugung genutzt wird. Im Jahre 2006 forderte der
Nobelpreisträger Paul Crutzen, den weltweiten Kreislauf von Schwefel
besser zu erforschen. Provozierend schlug er vor, als letzten
Rettungsanker Schwefelteilchen in die Atmosphäre zu schießen, um
einen künstlichen Sonnenschirm aufzuspannen.

Hintergrundinformation:

Messung: Sowohl der Satellit als auch der CARIBIC-Container
analysieren die genaue Zusammensetzung des reflektierten
Sonnenlichtes, um Gaskonzentrationen auch in winzigen Spuren zu
untersuchen. Das Licht setzt sich aus den verschiedenen Wellenlängen
des Lichtes zusammen. Gase absorbieren Sonnenlicht nach sehr
spezifischen Mustern. Sie werfen eine Art Schatten auf bestimmte
Wellenlängen, ähnlich den 1814 von Fraunhofer entdeckten dunklen
Linien im Spektrum des Sonnenlichtes, nur sehr viel schwächer. Diese
Fingerabdrücke nutzen Wissenschaftler, um die Zusammensetzung der
Atmosphäre zu analysieren. Für das menschliche Auge ist Luft
durchsichtig, auch wenn sie sich aus vielen verschiedenen Gasen
zusammensetzt. Das Spektrometer jedoch kann jede einzelne Wellenlänge
auflösen und erkennt, wenn bestimmte Wellenlänger schwächer
ausgeprägt sind, als im normalen Sonnenlicht. Da bekannt ist, welche
Gase bei welchen Wellenlängen absorbieren, lässt sich über dieses
Wissen zurückrechnen, welche Gasmischung in der Luft vorhanden sein
muss, um das gemessene Spektrum zu erzeugen. Dies ist das Prinzip der
Differential Optischen Absorptions-Spektroskopie, kurz DOAS.

CARIBIC: Das einzigartige Projekt CARIBIC nutzt einen 1,5 Tonnen
schweren Messcontainer, um weltweit hochgenaue Messungen in der
Atmosphäre vorzunehmen. An dem in Deutschland entwickelten Projekt
sind zehn Partner aus fünf europäischen Ländern beteiligt.
Koordinator ist das Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz. Das
fliegende Labor reist auf vier Flügen pro Monat an Bord des A-340-600
"Leverkusen" der Lufthansa im Frachtraum mit. Ein speziell
angefertigtes Einlasssystem am Flugzeugbauch leitet während des
gesamten Fluges Luft- und Teilchenproben sowie Wetterdaten an die
Instrumente im Inneren des Containers weiter. An dem Einlass sitzen
auch die Teleskope für die Spektralanalysen des Sonnenlichtes. Die
Geräte messen fünfzig klimarelevante Spurengase sowie Wasserdampf und
Schwebteilchen in der Atmosphäre. Die detaillierten Daten helfen
herauszufinden, wo die Quellen von Verunreinigungen liegen und wie
sich die Atmosphäre selbst reinigt. So ergibt sich zu vergleichsweise
geringen Kosten auf Dauer ein genaueres Abbild der Atmosphäre und der
in ihr ablaufenden Prozesse. Gefördert wird das Projekt u.a. von der
Lufthansa und seit 2009 auch von der Fraport AG in Frankfurt.

Weitere Informationen und Bilder:
Kirsten Achenbach
Öffentlichkeitsarbeit
MPI für Chemie
Tel: 06131-305-465
Mail: k.achenbach@mpic.de

Dr. Carl Brenninkmeijer
Max-Planck-Institut für Chemie
Projektleiter CARIBIC
Tel.: 06131-305 455
Mail: carl.brenninkmeijer@mpic.de

Weitere Bilder unter: http://www.presseportal.de/go2/mediabase

Informationen unter:
www.caribic.de - Projektbeschreibung
http://www.mpch-mainz.mpg.de/mpg/deutsch/pri1109.htm -
ältere Pressemitteilung zu CARIBIC

Originaltext: Fraport AG
Digitale Pressemappe: http://www.presseportal.de/pm/31522
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ISIN: DE0005773303

Pressekontakt:
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