28.07.2023

Neue Kuppel für das Zugspitz-Observatorium

Ausbau verbessert die Messung von Spurengasen, Aerosolen und Wolken.

Das Beobachten von Spurengasen, Aerosolen und Wolken ist eine wesentliche Grundlage dafür, den Klimawandel zu verstehen und Anpassungs­strategien zu entwickeln. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie KIT nutzen dazu unter anderem ein Obser­vatorium auf der Zugspitze. Dieses hat Ende Juli eine neue Kuppel erhalten, mit der beispiels­weise zwei Fernerkundungs­verfahren gleichzeitig nutzen lassen. Das Obser­vatorium bildet eine Einheit mit den ebenfalls vom KIT betriebenen Messstationen am Schnee­fernerhaus und in Garmisch-Partenkirchen. Als Teil der europäischen Forschungs­infrastruktur Actris werden sie mit modernsten Geräten ausgestattet.

Abb.: Am Observatorium auf der Zugspitze beobachten die Forschenden die...
Abb.: Am Observatorium auf der Zugspitze beobachten die Forschenden die Konzen­trationen von rund dreißig Spurengasen. (Bild: A. Bramsiepe, KIT)

Das Institut für Meteorologie und Klimaforschung - Atmosphärische Umwelt­forschung betreibt die drei Observatorien auf der Zugspitze 2964 Meter über dem Meeresspiegel und in Garmisch-Parten­kirchen. „Damit verfügen wir über einen der bestausgestatteten Atmosphären­beobachtungsstandorte der Welt“, sagt der Atmosphären­physiker Ralf Sussmann, der mit seinem Team für die Observatorien verantwortlich ist. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler messen mit verschiedenen optischen Verfahren die Konzen­tration von Spurengasen, die Beschaffenheit von Wolken und Aerosolen bis zu einer Höhe von siebzig Kilometern. Die Ergebnisse der Zugspitze-Messungen sind aufgrund der Höhenlage besonders repräsentativ für große geographische Bereiche, so etwa im Fall von Methan für die gesamte nördliche Hemisphäre.

Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Erforschung von Spurengasen in der Atmosphäre. Mit solarer Infrarot-Absorptions­spektrometrie analysieren die Forschenden das breitbandige Spektrum des Sonnenlichts. Dabei werden die Konzentrationen von rund dreißig verschiedenen Spurengasen sichtbar, dazu zählen Kohlenstoff­dioxid und Methan, aber auch Stickstoff­dioxid, Ammoniak, Ethan und Ozon. „Beim Methan haben wir seit 2007 einen sprunghaften Anstieg beobachtet,“ sagt Sussmann, „das ist ein alarmierendes Ergebnis, da Methan extrem klimaantreibend ist. Einige Spurengase wie Stickstoffdioxid wirken außerdem gesundheits­schädlich, sie reizen die Augen, die Atemwege und die Lunge. In letzter Zeit gelangt immer mehr Ammoniak in die Atmosphäre. Das ist noch nicht erforscht, da erwarten wir spannende und wichtige Ergebnisse.“

Die drei Observatorien sind Teil der europäischen Forschungsinfrastruktur Actris – Aerosol, Clouds and Trace Gases Research Infrastructure. Das Netzwerk will an weltweit etwa hundert Standorten qualitativ gleichwertige Messdaten sammeln und vergleichen. Im Zuge dessen werden auf der Zugspitze und in Garmisch-Partenkirchen neue Sonnen­photometer aufgestellt, die über mindestens zwanzig Jahre hinweg Daten über Aerosole und Wolken erheben werden. Ergänzend werden neue Messgeräte mit Lidar-Verfahren installiert, die mit Laser die genaue Höhe von unter­schiedlichen Partikeln messen. Ein Infrarot­spektrometer in Garmisch trägt mit neuen Daten zu reaktiven Spurengasen zu Actris bei.

Die Neuausstattung des höchst­gelegenen Forschungslabors Deutschlands erforderte eine vollständige Sanierung im Innenbereich und der gesamten Dachfläche auf dem die Kuppel installiert wurde. Ein erster Höhepunkt der Neuausstattung war der Tausch der Observatoriums­kuppel auf der Zugspitze. Dabei wurde die alte Spaltkuppel aus dem Jahr 1994 durch eine neue ersetzt, die sich bis auf Hüfthöhe öffnen lässt und die es erlaubt, zwei Fernerkundungs­verfahren gleichzeitig zu benutzen, ohne dass die Kuppel nachgeführt werden muss.

KIT / JOL

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