Treibhausgase und ozonabbauende Stoffe
Über
Langlebige Treibhausgase und ozonabbauende Stoffe haben einen erheblichen Einfluss auf die chemische Zusammensetzung und die dynamische Struktur der Stratosphäre. Wir messen mehr als 30 wichtige Substanzen mit der neuen Air-Core-Technik, die im Rahmen des Miniballonprogramms fliegt.
Durch menschlichen Einfluss erhöhte Konzentrationen von Treibhausgasen wie Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4) sind der Hauptantrieb für die Erwärmung der globalen Atmosphäre über die letzten Dekaden. Zusätzlich beeinflussen sie das wichtigste natürliche Treibhausgas, nämlich Wasserdampf. Viele weitere Gase haben einen direkt oder indirekten Einfluss auf die Temperatur, und können gleichzeitig andere wichtige Umweltparameter wie die Luftqualität beeinflussen. Drei prominente Beispiele dafür sind Kohlenmonoxid (CO), Carbonylsulfid (COS), und Schwefeldioxid (SO2).
Ein weiterer anthropogener Effekt ist die anhaltende Zerstörung der lebensschützenden stratosphärischen Ozonschicht durch Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKWs) und verwandter Spurengase. Trotz internationaler Abkommen wird es noch Jahrzehnte dauern, bis die atmosphärischen Konzentrationen dieser Substanzen wieder auf ein ozonverträglicheres Niveau abgebaut sind.
Forschungsthemen
Hochpräzise in situ-Messungen werden benötigt, um die Verteilung dieser Gase in der Atmosphäre zu bestimmen und darüber dann Rückschlüsse auf Chemie, Transport und Wirkungsmechanismen zu ziehen. Um dies tun zu können, hat das ICE-4 eine langjährige Expertise bei der Entwicklung speziell angepasster Messgeräte aufgebaut. Teil dessen ist ein Miniballonprogramm, welches den Zugang zu großen Höhen (>30 km) ermöglicht. Parallel werden hochfrequente Spurengasmessungen mit flugzeuggetragenen Geräten durchgeführt, was vor allem in der wichtigen Übergangsregion zwischen Troposphäre und Stratosphäre besonders wertvolle und einzigartige Ergebnisse ermöglicht. Gleichzeitig dienen viele dieser Messungen auch als “Anker”, um die räumlich besser abdeckenden Ergebnisse von Fernerkundungsgeräten (beispielsweise auf Satelliten) zu validieren.
Auswahl von Publikationen des ICE-4
- Laube et al., ACP, 2020
- von Hobe et al., ACP, 2021
- Western et al., Nat. Geo., 2023