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Der
Grazer Klimaforscher Gottfried Kirchengast wird ESA-Satelliten-Mission
leiten .
Bilder
zum Vergößern anklicken
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Bei
praktisch allen derzeitigen Messverfahren ist die Messung
etwa von Temperatur und Wasserdampf in bewölkten Bereichen
eine nahezu unüberwindliche Schwierigkeit. Da im Mittel
ca. 50% der Erde in der einen oder anderen Form bewölkt
sind, ist das ein großes Problem u.a. für gute
Wettermodell-Vorhersagen. Die ACE+ Mission, die erstmals lange
Wellenlängen im Zentimeter- und Dezimeterwellenbereich
einsetzt, ist gegenüber Bewölkung vegleichsweise
unempfindlich. Gerade die bei Bewölkung gewonnenen Daten
werden also wissenschaftlich äusserst wertvoll sein.
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Wasserdampf
(Wassermoleküle als Gas) ist das wichtigste Gas in der
Atmosphäre in vielerlei Hinsicht. Es ist u.a. das wichtigste
Treibhausgas und das Schlüsselelement im Wasserkreislauf,
der das Leben auf der Erde und die Bewohnbarkeit von Lebensräumen
entscheidend bestimmt. Die Bilder illustrieren die große
Veränderlichkeit des Wasserdampfs selbst im klimatischen
Mittel; das linke Bild zeigt eine typische globale Wasserdampfverteilung
in der Atmosphäre im Jänner, das rechte im Juli. Wasserdampf
ist wegen dieser Wichtigkeit und großen Variabilität
eine der interessantesten Messgrößen in der Meteorologie
und Klimatologie überhaupt. Dennoch erlaubt keine einzige
bisherige Methode, nicht einmal Wasserdampfsonden auf Wetterballons,
eine Messgenauigkeit von zumindest 10% auch in größeren
Höhen sicherzustellen. Die ACE+ Mission wird voraussichtlich
die genauesten je gemessenen Wasserdampfdaten in der freien
Atmosphäre liefern (Genauigkeiten von 5% und besser). Dies
wird u.a. entscheidende Fortschritte in einer Reihe von Grundfragen
zur Rolle des Wasserdampfs bei Klimaänderungen ermöglichen. |
Das
ist ein Erfolg für die Klima- und Atmosphärenforschung,
wie er in Österreich bislang noch nicht gelungen ist. Wir beschreiten
hier völliges wissenschaftliches Neuland, freut sich
Ao.Univ.-Prof. Dr. Gottfried Kirchengast vom Institut für Geophysik,
Astrophysik und Meteorologie der Universität Graz. Sein Projekt
ACE+ Atmosphere and Climate Explorer, gemeinsam
mit seinem dänischen Kollegen Per Hoeg zur Erhebung von Klimadaten
von bislang unerreichter Präzision erstellt, wurde nach aufwendigem
peerreview und technischer Evaluation in der Sitzung der ESA Programmrates
für Erdbeobachtung in Paris am 15. Mai 2002 auf Platz eins
aus 25 Missions-Vorschlägen gereiht. Damit steht der Realisierung
der Satelliten-Mission nichts mehr im Wege.
Der Kostenrahmen dieses Vorhabens beträgt 120 Mill. Euro, die
Vorbereitungen sind bereits im Laufen, der Start der Satelliten
ist 2007/2008, die Messungen sind 2008 2012 geplant.
Für die an der Universität Graz damit zusammenhängenden
Aktivitäten sieht Kirchengast zukünftige Forschungs- und
Entwicklungs-Investitionen in Millionen-Höhe, unter anderem
soll hier ein European Climate Monitoring, Analysis, and Reseach
Center (EuroCLIMAR) entstehen. Mit den Klimadaten, die
wir über unsere Satelliten bekommen werden, haben wir erstmals
die Gelegenheit, wirkliches Klimamonitoring zu machen. Die fundamentalen
Parameter dafür wie Temperatur und Wasserdampf werden mit unserem
Verfahren erstmals genau genug messbar sein. Und Graz ich
hoffe, ich kann es in Graz realisieren soll für die
besten Daten und das beste Klimamonitoring weltweit ein Begriff
werden, und das EuroCLIMAR Zentrum ein Synonym für Spitzenforschung,
konkretisiert Kirchengast die Auswirkungen seines Vorhabens.
Die Daten werden für die Verbesserung der Vorhersagegüte
von Klimamodellen wesentlich sein und darüber hinaus so
nebenbei die Qualität der Wettervorhersagen um ein bis
zwei Tage erhöhen. Wir erreichen mit unserem Mess-System
eine dreifache Datendichte im Vergleich zu derzeitigen Wetterballonaufstiegen
und erschließen statt der bislang ca. 20 km mindestens die
doppelte Höhe, so Kirchengast. Zudem werden die
erhobenen Daten, klimatologisch verwertet, sehr genau erkennbar
machen, inwieweit Veränderungen auf natürliche Klimaschwankungen
oder auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen sind.
Das hat auch enorme politische Bedeutung über die kommenden
Jahrzehnte.
Das
Projekt selbst sieht vor, dass insgesamt vier Satelliten, jeder
etwa 130 Kilogramm schwer und rund 18 Millionen Euro teuer, in zwei
unterschiedlich hohen Bahnen die Erde umkreisen: je zwei Satelliten
in 650 km bzw. 850 km Höhe, wobei sich jene in der höheren
Bahn gegenläufig zur niedrigeren bewegen. Die Instrumente messen
die Brechung und Dämpfung von Radiosignalen von jeweils anderen
Satelliten und von GPS- und GALILEO-Satelliten (das zukünftige
europäische Navigations-Satelliten-System, das ebenfalls im
Rahmen eines EU-ESA-Projektes realisiert wird). Der Vorteil der
Methode, die Kirchengast massgeblich mitentwickelte, liegt zum einen
darin, dass auch in bewölkten Atmosphärenregionen Messdaten
erhoben werden können, und zum anderen, dass es hier keine
Eichungsprobleme geben kann. Wir messen die Zeitdifferenz
der hereinkommenden Signale und unsere Messungen eichen sich selbst.
Das ist eigentlich der Schlüssel für das Langzeitmonitoring
des Klimas. Und auch dort, wo wir die Intensität der Strahlung
messen, ist für uns nur das Verhältnis zwischen der Signalstärke
innerhalb der Atmosphäre und außerhalb der Atmosphäre
relevant, nicht das Signal selber, erläutert Kirchengast,
der darin einen der Hauptgründe für die Erstreihung seines
Projektes sieht.
Kirchengast und sein dänischer Kollege Hoeg kooperieren in
diesem Projekt mit einem europäischen Kernteam bestehend aus
12 Institutionen und einem zusätzlichen, globalen Team aus
WissenschaftlerInnen. Dazu kommt noch die Zusammenarbeit mit einem
Industrieteam, dem auch österreichische Unternehmen angehören.
Aber am meisten fasziniert mich als Wissenschaftler bei diesem
Vorhaben die Herausforderung, mit viel Kreativität auch wirklich
die erwarteten phantastischen Ergebnisse zu realisieren, schließt
Kirchengast, der schon seit 1995 an dieser "großen Vision"
arbeitet und der 1998 START-Preisträger war.
Weitere Informationen unter:
www.uni-graz.at/gottfried.kirchengast
www.uni-graz.at/igam-arsclisys
©
Ausseninstitut
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