Zehn Jahre Satellitenmessungen von Treibhausgasen

CO2 und Methan in der Erdatmosphäre


Dr. Michael Buchwitz
Institut für Umweltphysik (IUP)
Universität Bremen


Kohlenstoffdioxid (CO2) und Methan (CH4) sind die beiden wichtigsten anthropogenen, also von uns Menschen mitproduzierten Treibhausgase. Ihr Konzentrationsanstieg in der Atmosphäre bewirkt eine Erwärmung unseres Planeten. Klimavorhersagen erfordern hinreichend genaue Kenntnis der Quellen und Senken dieser Gase: Wo sind sie? Wie stark sind sie? Wie verändern sie sich? Insbesondere: Wie werden sie sich verändern, wenn sich das Klima ändert?

Trotz der Bedeutung dieser Gase hat unser Wissen bezüglich der Quellen und Senken dieser Gase große Lücken. Diese Lücken zu schließen ist ein Schwerpunkt aktueller Forschung. Globale Satellitenmessungen des atmosphärischen CO2 und CH4 helfen, wichtige Wissenslücken zu schließen. Satellitenmessungen von Treibhausgasen sind seit dem Start des europäischen Umweltsatelliten ENVISAT seit 2002 dank des darauf befindlichen SCIAMACHY-Instrumentes möglich. Das SCIAMACHY-Projekt wird von der Universität Bremen wissenschaftlich geleitet. Ein Schwerpunkt ist die globale Messung von Treibhausgasen. Mittels SCIAMACHY kann der globale CO2-Anstieg sowie zeitliche und räumliche Variationen beobachtet und analysiert werden.

Ähnliches gilt für Methan. Während der Hauptgrund des CO2-Anstiegs klar ist, nämlich die zunehmende Verbrennung fossiler Brennstoffe, ist die Lage beim Methan komplizierter. So beobachtet man in den Jahre vor 2007 keinen Anstieg, seit 2007 aber einen Anstieg um etwa 0,4% pro Jahr. Neueste Analysen zeigen, dass der Grund hierfür (ebenfalls) zunehmende anthropogene Emissionen sind. Die Analyse wird jedoch durch starke Schwankungen aufgrund der Methanemission von Sümpfen und großflächigen Bränden erschwert.

Im Vortrag wird ein Überblick über diese Aktivitäten und die neuesten Erkenntnisse gegeben. Leider brach der Kontakt zu ENVISAT im April 2012 ab. Damit endet die SCIAMACHY-Zeitreihe. Insbesondere Klimaforschung erfordert jedoch lange unterbrechungsfreie Zeitreihen. Die SCIAMACHY-Messungen werden daher derzeit mit den Daten des japanischen GOSAT-Satelliten fortgesetzt und hoffentlich in Zukunft mit dem „Carbon Monitoring Satellite“ (CarbonSat). CarbonSat ist ein Missionsvorschlag der Universität Bremen und europäischer Partner. Ende 2010 wurde CarbonSat von der ESA als einer von zwei möglichen Kandidaten für „Earth Explorer 8“ (EE8) ausgewählt. Mit einer Entscheidung der ESA, ob CarbonSat um 2021 als EE8 startet oder nicht, wird jedoch erst 2015 gerechnet. CarbonSat wird neue Anwendungen ermöglichen und wird ebenfalls im Rahmen des Vortrags vorgestellt.

Dr. Michael Buchwitz ist seit 2001 Leiter einer Arbeitsgruppe am Institut für Umweltphysik (IUP) im Fachbereich Physik und Elektrotechnik der Universität Bremen, welche sich schwerpunktmäßig mit Satelliten- und Flugzeugmessungen von Treibhausgasen beschäftigt. Dr. Buchwitz hat von 1987-1992 Physik an der Uni Bremen studiert und dies 1992 mit einer Diplomarbeit im Bereich Festkörperphysik abgeschlossen („Kristallisationskinetik von amorphem Ti2Ni“). Von 1993-2000 arbeitete er zuerst als Ingenieur und dann als wissenschaftlicher Mitarbeiter am IUP. Schwerpunkte dieser Tätigkeiten war die Mitwirkung an der Spezifikation des Satelliteninstrumentes SCIAMACHY auf dem Europäischen Umweltsatelliten ENVISAT, die Datenauswertung des GOME Instrumentes auf dem ESA-Satelliten ERS-2 (Schwerpunkt Ozon) sowie die Weiterentwicklung eines Strahlungstransport-Programms zur Simulation der GOME- und SCIAMACHY-Messungen. Diese Phase wurde mit einer Promotion mit dem Titel „Strahlungstransport- und Inversions-Algorithmen zur Ableitung atmosphärischer Spurengasinformationen aus Erdfernerkundungsmessungen in Nadirgeometrie im ultravioletten bis nahinfraroten Spektralbereich am Beispiel SCIAMACHY“ im Jahre 2000 abgeschlossen. Anschließend arbeitete Dr. Buchwitz ein Jahr als Projektleiter und Softwareentwickler bei der Interzart AG, kehrte aber danach als Gruppenleiter ans IUP zurück.

Seit 2001 hat Dr. Buchwitz dort eine Arbeitsgruppe aufgebaut, die sich mit der Fernerkundung von Treibausgasen beschäftigt. Schwerpunkt sind die Satelliteninstrumente SCIAMACHY (2002-2012) und die mögliche zukünftige CarbonSat-Mission (voraussichtlich 2021-2025) sowie das MAMAP Flugzeuginstrument. Dr. Buchwitz leitet derzeit das GHG-CCI-Projekt des „Climate Change Initiative“ (CCI) Programms der ESA und ist Autor einer Vielzahl wissenschaftlicher Publikationen.

Links:
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