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ESA-Satellit wird Erderwärmung untersuchen

Jülich/Paris, 25. September 2019 – Die Klimaforschung steht im Fokus ihrer nächsten Satellitenmission zur Erkundung der Erde, teilte die Europäische Weltraumorganisation ESA gestern mit. Der Satellit "FORUM" soll das von der Erde in dem Weltraum abgestrahlte Licht spektral hochaufgelöst messen – erstmals bei Wellenlängen im sogenannten fernen Infrarot. Dieser bisher unerforschte Teil der Erdstrahlung sorgt für etwa die Hälfte der Strahlungskühlung der Erde und für die Hälfte des Treibhauseffekts. Ausgewählt wurde die Mission auch dank Jülicher Wissenschaftlern: Ihre Studie bestätigte das klimawissenschaftliche Potential des Projekts, unter anderem durch Ballonmessungen bei einer Kampagne auf der Zugspitze im Winter 2019.

Der Satellit 'Far-infrared Outgoing Radiation Understanding and Monitoring', kurz FORUM, wird globale Karten der von der Erde abgestrahlten kühlenden Infrarot-Strahlung liefern. Gemessen wird bei Wellenlängen zwischen 6,5 und 100 Mikrometer in hoher spektraler Auflösung. Erstmals wird dabei auch der wichtige Anteil der Strahlung mit Wellenlängen größer als 15 Mikrometer spektral aufgelöst erfasst. Dieser ist für etwa die Hälfte der Strahlungskühlung der Erde und ihrer Atmosphäre verantwortlich. Der gleiche Wellenlängenbereich trägt außerdem zum Treibhauseffekt bei, ebenfalls zu etwa 50 Prozent. Darüber hinaus enthalten die Messungen sogenannte spektrale Fingerabdrücke von Wasserdampf und Eiswolken, die den menschengemachten Treibhauseffekt verstärken. Diese Verstärkungsfaktoren bestimmen wesentlich die Klimasensitivität – ein Maß, das angibt, um wieviel Grad die globale Temperatur bei einer Verdopplung des CO2-Gehalts steigen wird. Dieses Maß ist zurzeit mit großen Unsicherheiten behaftet.

"Die Benchmark-Messungen von FORUM werden helfen, die komplexen Vorgänge des Treibhauseffekts und seiner Verstärkungsmechanismen besser zu verstehen und so globale Klimaprognosen verbessern", erklärt Prof. Martin Riese, Direktor des Jülicher Instituts für Stratosphärenforschung. "Damit ermöglichen sie eine genaue Bewertung des Klimawandels und stellen die aktuellen Maßnahmen zum Erreichen der Klimaziele auf eine sicherere Grundlage. Das macht sie auch zu einer wichtigen Grundlage für politische Entscheidungen."

Kernthemen der Klimaforschung

Martin Riese wurde von der europäischen Raumfahrtbehörde ESA Anfang 2018 in die Mission Advisory Group berufen. „Unser Institut hat den Auswahlprozess der Mission sehr unterstützt: Die spektralen Messungen enthalten wichtige Informationen über die Strahlungseigenschaften von Wasserdampf und Eiswolken in der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre und schaffen somit eine Verbindung zu Kernthemen unserer Klimaforschung“, erklärt Riese. „In einer wissenschaftlichen Studie konnten wir zeigen, dass FORUM empfindlich genug ist, um den Einfluss kürzerer Klimavariationen – wie etwa El Nino – auf die von der Erdatmosphäre emittierte Strahlung bei Wellenlängen im fernen Infrarot nachzuweisen. Es ist daher klar, dass die Messungen wichtige Informationen über die Verstärkung des CO2-erzeugten Treibhauseffekts durch Wasserdampf liefern werden.“

Bei einer Messkampagne auf der Zugspitze wurde mit insgesamt vier Ballonaufstiegen die Verteilung von Wasserdampf und Eiswolken in der Atmosphäre gemessenBei einer Messkampagne auf der Zugspitze wurde mit insgesamt vier Ballonaufstiegen die Verteilung von Wasserdampf und Eiswolken in der Atmosphäre gemessen
Copyright: Forschungszentrum Jülich / Christian Rolf

Darüber hinaus nahmen die Jülicher Atmosphärenforscher im Winter 2019 an einer Messkampagne auf der Zugspitze teil. "Bei insgesamt vier Ballonaufstiegen haben wir die Verteilung von Wasserdampf und Eiswolken gemessen und sie mit Messungen eines bodengebundenen Demonstrator-Satelliteninstruments verglichen", so Riese. "Der Vergleich hat bestätigt, dass die Messmethode hervorragend zum Erreichen der wissenschaftlichen Ziele geeignet ist."

"Wir sind begeistert, dass sich die ESA für diese wichtige Klimamission entschieden hat", sagt Riese. "Eine ähnliche von der NASA priorisierte Mission wurde aufgrund des Trump-Effekts erheblich zurückgefahren, so dass letztendlich nur eine Pfadfinder-Mission für die Space Station übrig geblieben ist. Die spektralen Messungen wurden dabei auf das reflektierte kurzwellige Sonnenlicht reduziert. Für Europa ergibt sich daher die Möglichkeit, eine führende Rolle in diesem für den globalen Klimaschutz äußerst wichtigen Gebiet zu übernehmen."

Weitere Informationen:

Pressemitteilung der ESA vom 24. September 2019: Neue Mission der Europäischen Weltraumorganisation wird unser Wissen über das Klima erweitern

ESA: A New Satellite to Understand How Earth Is Losing Its Cool

Institut für Energie- und Klimaforschung, Stratosphäre (IEK-7)

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Martin Riese
Direktor Institut für Energie- und Klimaforschung, Stratosphäre (IEK-7)
Tel.: 02461 61-2065
E-Mail: m.riese@fz-juelich.de

Pressekontakt:

Dr. Regine Panknin
Pressereferentin, Forschungszentrum Jülich
Tel.: 02461 61-9054
E-Mail: r.panknin@fz-juelich.de