Erfolgreiches erstes Jahr

Die Okkultationsmethode: Mikrowellen- und Infrarotlaser-Signale von niedrigfliegenden Sendersatelliten (gelb-orange-rote Strahlen) und GNSS-Signale von Navigationssatelliten (grüner Strahl) nehmen auf ihrem Weg durch die Atmosphäre hin zum Empfangssatelliten (vorne rechts) Information über fundamentale Klimagrößen wie Temperatur, Wasserdampf und Treibhausgase auf. Bildquelle: UniGraz/Wegener Center 2011

Congliang Liu, Gastforscher vom NSSC am Wegener Center, und Institutsleiter Gottfried Kirchengast freuen sich über die gelungenen Publikationen und das erfolgreiche erste Jahr des JLOAC. Foto: Uni Graz/Pichler

Kooperation des Wegener Center und des National Space Science Center in Peking ist gut gestartet

Vor rund einem Jahr gründete die Uni Graz mit der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking eine gemeinsame Einrichtung zum Zwecke der Atmosphären- und Klimaforschung mit Satelliten: das „Joint Laboratory on Occultations for Atmosphere and Climate“ (JLOAC). Wissenschaftlicher Direktor der Institution ist Univ.-Prof. Dr. Gottfried Kirchengast, Leiter des Wegener Center der Uni Graz, Prof. Sun Yueqiang, Departmentleiterin am National Space Science Center (NSSC) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, ist die technische Direktorin.

Kürzlich erschienen nun erste gemeinsame Publikationen in den renommierten Fachjournalen „Advances in Space Research“ und „Surveys in Geophysics“ zur Mikrowellen- und Infrarotlaser-Okkultation. Die JLOAC-ForscherInnen haben darin gemeinsam mit internationalen KollegInnen den weltweit ersten umfassenden Review der bisherigen Forschungsergebnisse und der Zukunftsperspektiven zum Einsatz der neuen Methode für das Monitoring von Atmosphäre und Klima vorgelegt.
Bei dieser Methode werden von Satelliten im erdnahen Orbit Mikrowellen- und Infrarotlaser-Signale ausgesendet und dann von Empfänger-Satelliten aufgefangen. „Einzigartig ist dabei, dass zusammen mit Druck und Temperatur auch der Wasserdampf und Treibhausgase wie Kohlendioxid und Methan in der Atmosphäre sehr genau gemessen werden können, um die für den Klimawandel verantwortlichen Prozesse besser zu verstehen“, erklärt Kirchengast. Wasserdampf ist einerseits für Wolkenbildung und Niederschläge von entscheidender Bedeutung und trägt andererseits auch als Treibhausgas zum globalen Temperaturanstieg bei.

Neuer Satellit
Die Kooperation mit dem NSSC in Peking ist für die Grazer ForscherInnen in mehrfacher Hinsicht ein Gewinn. „Zum einen wird das NSSC die Instrumente für die erste Satellitenmission zum Klima-Monitoring mit Mikrowellen-Okkultation bauen und zum anderen ist es für uns ein Schlüsselpartner für den Zugang zu Daten der GNSS (Global Navigation Satellite System) Radio-Okkultation aus China“, so Kirchengast.
Ein wichtiger Meilenstein war Mitte November 2017 der erfolgreiche Start eines neuen chinesischen Satelliten mit einem vom NSSC entwickelten Radio-Okkultationsinstrument an Bord, das Navigationssignale sowohl von chinesischen als auch von den GPS-Satelliten der USA empfangen kann. Im Jahr 2019 soll bereits der nächste Satellit starten, der erstmals auch Signale der europäischen Galileo-Satelliten empfängt, noch bevor das Europa ab 2021 selbst möglich ist.
Während die Grazer ForscherInnen vom technischen Know-how der chinesischen PartnerInnen profitieren, ist es umgekehrt die international führende wissenschaftliche Expertise der Grazer WissenschafterInnen im Bereich der Okkultation und Klimaforschung, die für die KollegInnen in Peking interessant ist. Gemeinsam bestehen dank JLOAC hervorragende Möglichkeiten, mit den neuen Daten das Klima-Monitoring wesentlich zu verbessern.

Gastforscher aus Peking
Die gemeinsame Einrichtung des JLOAC erleichtert auch die Intensivierung des wissenschaftlichen Austausches. So ist derzeit Dr. Congliang Liu vom NSSC Gastforscher am Wegener Center. 2018 wird er weitere vier Monate als Visiting Scientist, finanziert im Rahmen einer strategischen Partnerschaft durch die europäische Wettersatelliten-Organisation EUMETSAT, am Wegener Center arbeiten.

Die JLOAC-Arbeit ist in den Forschungsschwerpunkt Umwelt und Globaler Wandel der Uni Graz eingebettet und trägt zum Aufbau des „European Occultation Processing and Analysis Center for Cal/Val and Climate“ (EOPAC) am Wegener Center bei. Dieser Aufbau wird durch Mittel der Forschungsförderungsgesellschaft FFG (Weltraumforschungsprogramm ASAP), des Wissenschaftsfonds FWF und durch europäische Mittel der Weltraumorganisationen EUMETSAT und ESA unterstützt.

Publikationen
Liu, C.-L., G. Kirchengast, S. Syndergaard, E. R. Kursinski, Y.-Q. Sun, W.-H. Bai, and Q.-F. Du:
A review of low Earth orbit occultation using microwave and infrared-laser signals for monitoring the atmosphere and climate, Advances in Space Research, 60, 2776-2811, 2017

Nehrir, A. R., C. Kiemle, M. D. Lebsock, G. Kirchengast, S. A. Buehler, U. Loehnert, C.-L. Liu, P. C. Hargrave, M. Barrera-Verdejo, and D. M. Winker:
Emerging technologies and synergies for airborne and space-based measurements of water vapor profiles, Surveys in Geophysics, 38, 1445-1482, 2017

Gudrun Pichler

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