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Fliegende Labors und große Simulationskammern

Der Mensch verändert die Umwelt: Emissionen aus der Energiegewinnung, Industrie und Verkehr, aus der Landwirtschaft und Biogasverbrennung verschmutzen die Luft und belasten die Atmosphäre. Die Folgen: Die Zusammensetzung der Atmosphäre ändert sich und Klimaänderungen bedrohen die natürlichen Ökosysteme der Erde. Die Lebensgrundlagen künftiger Generationen in Industrie- und Entwicklungsländern werden beeinträchtigt, und auch wirtschaftliche Folgen bleiben nicht aus.

Um die klimatischen Auswirkungen menschlichen Handelns noch präziser vorherzusagen und bestehende Klimamodelle weiterzuentwickeln, ist es notwendig, die komplexen chemischen Wechselwirkungen in der Atmosphäre noch besser zu verstehen.

Hierzu bedarf es umfassender Beobachtungen und Messungen in verschiedenen Höhenbereichen der Atmosphäre – dem Forschungsgebiet von Wissenschaftlern des Instituts für Energie- und Klimaforschung am Forschungszentrum Jülich.

Messinstrumente für Untersuchungen in unterschiedlichen Höhen

Um die für die Forschung notwendigen Daten zu erheben, setzen Wissenschaftler unterschiedliche Flugplattformen mit hochempfindlichen Messgeräten für gasförmige, flüssige und feste Luftkomponenten ein, die in Jülich entwickelt wurden: Während ein Zeppelin NT die Untersuchung der untersten Troposphäre über bodennahen Emissionsquellen ermöglicht, sammelt das neue deutsche Langstrecken-Forschungsflugzeug HALO Daten für Untersuchungen der unteren Stratosphäre und oberen Troposphäre. In der oberen Stratosphäre kommen Höhenforschungsflugzeuge wie die Geophysica und spezifische Ballone zum Einsatz, etwa zur Erforschung der Ozonschicht.

Weitere Einblicke erhoffen sich die Forscher durch Daten, die bei internationalen Linienflügen gewonnen werden. Hier werden laufend in Zusammenarbeit mit verschiedenen internationalen Fluggesellschaften Linienflugzeuge mit entsprechenden Sensoren für langfristige Atmosphärenbeobachtungen (IAGOS, in-service aircraft for a global observing system) ausgestattet.

Satellitenexperimente

Globale Datensätze liefert der europäische Umweltsatellit ENVISAT, dessen Daten auch in Jülich ausgewertet werden. Das IEK bereitet mit einem Konsortium europäischer Wissenschaftler und der ESA neue Satellitenmissionen für die Zukunft vor (PREMIER).

Atmosphärenkammer SAPHIR

Chemische Prozesse für bodennahe Bedingungen erforschen Wissenschaftler in der 370 Kubikmeter fassenden Atmosphärensimulationskammer SAPHIR auf dem Jülicher Campus. Besonders komplexe atmosphärisch-chemische Situationen werden hier unter reproduzierbaren Bedingungen in Simulationsexperimenten nachgestellt und mit empfindlichen Messgeräten analysiert.

Innenansicht der Jülicher Atmosphärenkammer SAPHIRInnenansicht der Jülicher Atmosphärenkammer SAPHIR
Copyright: Forschungszentrum Jülich


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