11.10.2023

An der Frontlinie der Klimakrise

Internationales Cabo-Verde-Atmosphären-Observatorium wird deutlich erweitert.

Das internationale Cabo-Verde-Atmosphären-Observatorium (CVAO) wird weiter ausgebaut: Der Präsident der Republik Cabo Verde José Maria Neves und Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier legten am Donnerstag den Grundstein für ein neues Laborgebäude auf São Vicente, einer der Kapverdischen Inseln vor Afrika. Die Insel im tropischen Atlantik hat sich den letzten Jahren zu einem internationalen Brennpunkt der Klimaforschung entwickelt. Das Atmosphären-Observatorium ist deshalb jetzt Teil der Europäischen Forschungsinfrastruktur ACTRIS geworden.


Abb.: Beide Präsidenten erklommen bei ihren Besuch den 30 Meter hohen Turm,...
Abb.: Beide Präsidenten erklommen bei ihren Besuch den 30 Meter hohen Turm, der 2010 errichtet wurde und Kern des Observatoriums ist.
Quelle:
E. Silva Delgado, Geomar

Es wird von einem Konsortium aus dem kapverdischen Institut für Meteorologie und Geophysik (INMG), dem Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (Tropos) in Leipzig, dem Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena (MPI-BGC) und der Universität York in Großbritannien gemeinsam betrieben. Die Investitionen in neue Räume und Technik werden im Rahmen des deutschen Beitrags ACTRIS-D vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit über drei Millionen Euro gefördert. Damit intensiviert Deutschland die Forschungskooperation mit der Republik Cabo Verde stark und stellt wichtige Daten aus einer Schlüsselregion des globalen Klimawandels bereit.

Bundespräsident Steinmeier hatte anschließend das Ocean Science Centre Mindelo (OSCM) besucht, das vom deutschen Geomar Helmholtz Zentrum für Ozeanforschung Kiel zusammen mit dem kapverdischen Instituto do Mar betrieben wird, und dort eine Messstation des Tropos zur Fernerkundung der Atmosphäre eingeweiht. Der Besuch Steinmeiers ist der erste Staatsbesuch eines deutschen Bundespräsidenten in der Republik Cabo Verde, die aus zehn Inseln im Atlantik besteht und rund eine halbe Million Einwohner hat. Der Klimawandel und die Forschung der Helmholtz-Gemeinschaft, der Leibniz-Gemeinschaft, der Max-Planck-Gesellschaft sowie verschiedener Universitäten dazu sind ein Schwerpunkt der dreitägigen Reise.

Cabo Verde steht „an der Frontlinie der Klimakrise“, wie es UN-Generalsekretär Guterres Anfang des Jahres bei seinem Besuch anlässlich des Ocean Race Summit formulierte. Die Inselstaaten sind auf unterschiedliche Weise verletzlich, aber sie sind in ihrer Verwundbarkeit vereint. Sie kämpfen daher nicht alleine an der Frontlinie der Klimakrise, sondern suchen sich Verbündete. „Nicht erleiden, sondern anpacken: Das ist die Haltung, mit der wir diese Menschheitsaufgabe angehen müssen, und Ihr Beispiel kann uns allen Mut machen!“, sagte Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier vor der Nationalversammlung Cabo Verdes, bevor er Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Cabo Verde und Deutschland traf, die erforschen, wie der Klimawandel den Ozean und die Atmosphäre verändert. 

Die Lage im tropischen Atlantik macht Cabo Verde für die internationale Atmosphären- und Klimaforschung besonders interessant: Die Inseln liegen in der Zone des Nordostpassatwindes, der regelmäßig Saharastaub von Nordwestafrika über den Atlantik in die Karibik und nach Südamerika transportiert. Die Kapverdischen Inseln liegen im tropischen Atlantik, rund 800 Kilometer von der Westspitze des afrikanischen Kontinents und über 3000 Kilometer von den nächsten tropischen Ozeaninseln entfernt. Die seit 1975 unabhängige Republik Cabo Verde zählt inzwischen zu den stabilsten und wohlhabendsten Ländern Afrikas.

2006 haben Forschende aus Deutschland und Großbritannien zusammen mit lokalen Partnern das Cabo Verde Atmospheric Observatory (CVAO) gegründet. Die Lage auf einer Klippe bei Calhau an der Nordostspitze der Insel São Vicente gibt gut die atmosphärische Situation auf dem Atlantik wieder, da die Luft dort in der Regel vom Ozean im Nordosten kommt und so lokale Emissionen praktisch keine Rolle spielen. Im Zentrum der Messungen steht ein dreißig Meter hoher Turm, der 2010 mit Mitteln der Leibniz-Gemeinschaft unter Federführung von Tropos zusammen mit dem Max-Planck-Institut für Biogeochemie errichtet wurde. Seine Höhe ermöglicht Messungen der Atmosphäre ohne direkte Beeinflussung durch die Gischt der Küstenbrandung. Der Turm wurde aus deutschem Eichenholz errichtet, weil sich Holz langlebiger als Metall erwies, das durch den hohen Salzgehalt der Luft schnell korrodiert.

Das CVAO ist Teil eines Langzeitmessprogramms im tropischen Nordatlantik und gehört zu den 32 wichtigsten Atmosphärenstationen im Programm „Global Atmosphere Watch“ (GAW) der Weltorganisation für Meteorologie (WMO). Das Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena (MPI-BGC) misst am CVAO zum Beispiel Treibhausgase wie Methan, Kohlendioxid und Lachgas. Das CVAO hat für die internationale Klimaforschung eine ähnliche Bedeutung wie zum Beispiel prominente Stationen auf der Zugspitze in den Alpen, Mauna Loa auf Hawaii, Neumayer-III in der Antarktis oder der ATTO-Turm im Amazonas. 

Neben diesen globalen Netzwerken gehört das Cabo-Verde-Atmosphären-Observatorium inzwischen auch zum Europäischen Netzwerk ACTRIS (Aerosol, Clouds and Trace Gases Research Infrastructure), der größten standortübergreifenden Infrastruktur für die Atmosphärenforschung weltweit. Am deutschen ACTRIS-Beitrag (ACTRIS-D), der von Tropos koordiniert wird, sind insgesamt elf Universitäten, Forschungsinstitute und Behörden beteiligt. Der bis 2029 geplante Aufbau der deutschen Kalibrierzentren, Beobachtungsstationen, Atmosphären-Simulationskammern und mobilen Messplattformen wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über acht Jahre mit insgesamt 86 Millionen Euro gefördert. Davon werden rund 3 Millionen in Calhau und Mindelo investiert, um das CVAO deutlich auszubauen.

„Bisher waren die Geräte in Calhau in Containern untergebracht. Jetzt kommt ein festes Laborgebäude dazu sowie eine Photovoltaik-Anlage, die eine unterbrechungsfreie, zuverlässige Stromversorgung garantieren wird. Die bereits existierenden in-situ-Messungen von Aerosolen werden erweitert und modernisiert: Neue Geräte können die Lichtstreuung von Partikeln, die chemische Zusammensetzung und den Gehalt an Spurenmetallen sowie Wolkenkondensationskeimen in Echtzeit messen. Die Automatisierung auch von Aerosol- und Wolkenwasserproben wird künftig dafür sorgen, dass die Daten wesentlich schneller als früher zur Verfügung stehen“, erklärt Hartmut Herrmann vom Tropos, der wissenschaftliche Leiter des CVAO und der Abteilung Chemie der Atmosphäre (ACD) des Tropos. 

Die in-situ-Messungen in Calhau werden nun durch Messungen in Mindelo ergänzt: Auf dem Dach des Ocean Science Centre Mindelo (OSCM) entstand in Kooperation mit dem deutschen Geomar Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel und dem kapverdischen Instituto do Mar eine Fernerkundungsstation, die Partikel in der Atmosphäre bis in dreißig Kilometern Höhe untersucht. Dazu wurde 2021 ein von Tropos entwickeltes Lidargerät installiert, dessen Laser bereits einen wichtigen Beitrag zur Validierung des ESA-Windsatelliten Aeolus geleistet hat. Ergänzt wurde das Lidar 2023 durch Geräte zur Wolkenfernerkundung: ein Mikrowellenradiometer, ein Wind-Lidar und ein Wolkenradar. Ebenso wurden Instrumente zur Messung der solaren und thermischen Strahlungsflüsse installiert, um den Einfluss von Aerosolen und Wolken auf den Strahlungsantrieb der Atmosphäre und des Ozeans zu bestimmen. 

Mit diesen Erweiterungen ist diese ACTRIS-Station jetzt komplett und nahm zum Besuch des Bundespräsidenten am 5. Oktober 2023 offiziell ihren Betrieb auf. „Die Station wird außerdem als Referenzstation für den Erdbeobachtungssatelliten EarthCARE dienen, den die europäische ESA und die japanische JAXA 2024 starten wollen, um Aerosole und Wolken sowie deren Einfluss auf Strahlung in der Erdatmosphäre zu untersuchen. Der Ausbau des Cabo Verde Atmosphärenobservatoriums folgt den strategischen Zielen des Tropos, die komplexen Prozesse der Atmosphäre auf langer Zeitskala zu erfassen und letztendlich zu verstehen. Die Kooperation mit der Ozeanforschung des Geomar wird hierbei eine wichtige Rolle spielen“, erläutert Andreas Macke, Direktor des Tropos und Leiter der Abteilung Fernerkundung.

Tropos / DE

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