Metereolgie

Messen in der Stratosphäre


In der oberen Atmosphäre, der Stratosphäre, wird in den nächsten Jahren die höchste Belastung mit Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen (FCKW) erwartet. Diese Verbindungen sind an der Zerstörung der Ozonschicht  beteiligt. Die Veränderungen der Ozonkonzentration in der unteren Stratosphäre haben einen großen Einfluß auf die UV-Strahlung am Erdboden und auf das Klima. Deshalb wurde das dritte Europäische Experiment zur stratosphärischen Ozonforschung THESEO von der EU ins Leben gerufen. Dazu werden Meßkampagnen in der Arktis, in mittleren Breiten und in den Subtropen im Bereich der unteren Stratosphäre und der oberen Troposphäre durchgeführt.
Im Rahmen des Projekts CASSIS (Concerted Action for Scientific Strategy in the Stratosphere) nimmt das meteorologische Institut der FU Aufgaben der Beratung von Meßkampagnen und der Bereitstellung und Interpretation meteorologischer Daten für alle Projekte innerhalb des Experiments wahr. Kooperationspartner sind die Universität Cambridge, die für die Koordinierung von THESEO verantwortlich ist, das Norwegische Institut für Luftreinhaltung und die Universität Thessaloniki. Neben der Diplommeteorologin Barbara Naujokat sind von der FU noch die Meteorologin Renate Leschow und drei Wetterdiensttechnikerinnen  sowie von der EU finanziert die Meteorologen Barbara Rajewski und Raimond Alfier an dem Projekt beteiligt.


Naujokat und ihre Mitarbeiter liefern für die Ozonforscher die meteorologische Beratung. Sie analysieren stratosphärische Höhen- und Temperaturfelder (siehe Bild) auf der Basis
des Radiosonden - Netzes. Die vielen Wetterstationen der Nordhalbkugel starten jeden Tag Wetterballons, die Radiosonden. Diese messen bei ihrem Aufstieg Temperatur, Druck und Wind. Die Daten werden über ein globales Telekommunikationsnetz verbreitet. Die Karten zeigen die Höhe einer bestimmten Druckfläche an und welche Temperatur dort herrscht. Auch die Windrichtung und -geschwindigkeit läßt sich ableiten: Der Wind weht entlang der Höhenlinien um ein Tief mit entgegengesetztem Uhrzeigersinn. Die Windstärke ist durch den Abstand der Höhenlinien bestimmt. Diese Karten werden auf ein 5°x5° - Gitter vom Äquator bis zum Nordpol digitalisiert. Erste Meßergebnisse werden den Kampagnen-Teilnehmern täglich als Schnellübersicht übermittelt.
Auf der Analyse basierend, werden verschiedene meteorologische Parameter berechnet. Diese Parameter charakterisieren den Zustand der Stratosphäre und ermöglichen eine Abschätzung der Entwicklung der stratosphärischen Zirkulation. Die Gruppe nutzt Daten des Europäischen Zentrums für Mittelfristvorhersage, um diagnostische und prognostische Trajektorien (Wege der einzelnen Luftpartikel) zu berechnen. Damit kann bei einer beobachteten Ozonabnahme der Anteil der meteorologisch bedingten Änderung (durch Luftbewegung) abgeschätzt werden.
Im Winter wird täglich im Auftrag der WMO (World Meteorological Organisation) ein Bulletin verfaßt, das diese Informationen zusammenfaßt. Damit werden Forscher weltweit über den Zustand und die Entwicklung der Stratosphäre informiert. Ein erfahrener Meteorologe der Arbeitsgruppe wird bei den intensiven Phasen der Meßkampagnen der Forscher vor Ort sein, um bei den Entscheidungen über die Aufstellung der Experimente zu helfen. Durch die Interpretation der meteorologischen Bedingungen erhalten die Ozonforscher die Möglichkeit, daß ihre Meßballons und -flugzeuge spezifizierte Bedingungen vorfinden.

Gunnar Knüpffer

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