Wie Staub das Klima prägt

In Zypern ist der Startschuss für das Eratosthenes Centre of Excellence (ECoE) gefallen, das in den nächsten sieben Jahren zu einem führenden digitalen Innovations­zentrum (DIH) für Erdbeobachtung und Geodaten werden soll. An dem neuen Fern­erkundungs­zentrum für die Region im östlichen Mittelmeer, dem Nahen Osten und Nordafrika beteiligen sich auch Experten aus Deutschland vom Leibniz-Institut für Tropo­sphären­forschung (Tropos) und DLR, um den globalen Wandel in Klima und Bodennutzung und die damit verbundenen gesellschaftlichen Heraus­forderungen im östlichen Mittelmeer aus dem All und vom Boden aus besser untersuchen zu können.
 

Das Tropos wird ein bodengebundenes Fern­erkundungs­system für Staub und Wolken aufbauen, das in weltweite Beobachtungs­netze für Aerosole und Wolken integriert wird. Das Erd­beobachtungs­zentrum des Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) wird den Aufbau einer Satelliten­bodenstation begleiten, die den Empfang von Daten verschiedenster Erd­beobachtungs­satelliten und damit genauere Einsichten in die Meteorologie und Atmosphären­physik dieser Region ermöglicht. 

Im EU-Projekt Excelsior fördert ein Konsortium bestehend aus der Technischen Universität Zypern (CUT), dem Nationalen Observatorium Athen (NOA) in Griechenland, dem zypriotischen Ministerium für Transport, Kommunikation und Arbeit sowie dem DLR und dem Tropos aus Deutschland den Ausbau des Eratosthenes-Forschungs­zentrum an der technischen Universität in Limassol zu einem Exzellenz­zentrum für Fernerkundung. Das Konsortium nahm zwischen 2016 und 2018 erfolgreich an der Ausschreibung des EU-Programmes „Teaming for Excellence“ teil. Im September wurde der Vertrag mit der EU-General­direktion Forschung und Innovation unterzeichnet. Am feierlichen Startschuss für den Aufbau des Zentrums in der Hafenstadt Limassol nahm Ende November auch der Präsident der Republik Zypern, Nikos Anastasiadis, teil. 

Die Europäische Kommission fördert das Zentrum über sieben Jahre lang mit 15 Millionen Euro. Davon entfallen auf DLR und Tropos jeweils rund zehn Prozent. Die Republik Zypern steuert über 15 Jahre lang 15 Millionen Euro bei. Die Technische Universität Zypern (CUT) unterstützt das Projekt ebenfalls mit weiteren Mitteln. Das neue Zentrum wird sich in drei Themenbereichen engagieren: Umwelt und Klima (Atmosphäre, Landwirtschaft, Wasser, Land), Resilienz und Gesellschaft (Katastrophen­risiko­minderung, Kulturerbe, marine Sicherheit, Energie) und „Big Data“ in der Erdbeobachtung (Informationsextraktion, visuelle Exploration, Visualisierung, Crowd Sourcing & Datenfusion, Geoinformatik). Ziel ist es, Limassol zu einem Austausch­platz für Forscher aus aller Welt zu machen und eine Keimzelle für ein künftiges Innovations­zentrum im östlichen Mittelmeer zu bilden. 

Aerosole beeinflussen die Eigenschaften der Wolken. Sie entscheiden etwa darüber, wie viel Sonnenenergie reflektiert wird oder wann Niederschlag entsteht. Diese Wechsel­wirkungen sind für Wetter und Klima von großer Bedeutung. Deshalb untersucht das Tropos die Zusammenhänge zwischen Aerosolen und Wolken im Labor, im Modell und in der freien Natur. Als wissenschaftlich besonders interessant für Feldexperimente hat sich in den letzten Jahren Zypern erwiesen. Die Insel im östlichen Mittelmeer liegt an der Grenze zwischen dem gemäßigt-mediterranen Klima und dem trocken-heißen Wüstenklima. Dazu kommt, dass hier verschiedenste Staubquellen aufeinander­treffen: „Je nach Großwetterlage dominiert verschmutzte Luft aus Europa, Meeresluft oder Staub aus der Sahara oder aus den Wüsten des Nahen Ostens. Die zentrale Lage im Staubgürtel der Nordhalbkugel macht Zypern für uns so interessant. Dieser Staubgürtel reicht von der Sahara in Marokko im Westen bis zur Taklamakan-Wüste in China im Osten. Entsprechend groß ist die Bedeutung für das globale Klima. Außerdem ist Zypern nicht weit von großen Metropolen entfernt und wir können dort auch den Einfluss des Mineral­staubes auf die Luft­verschmutzung untersuchen“, erklärt Johannes Bühl vom Tropos. 

2016 und 2017 fand in Limassol das Experiment CyCare (Cyprus Clouds Aerosols and Rain Experiment) statt, an dem sich neben der Cyprus University of Technology (CUT) und Tropos auch das DLR und das Cyprus Institute aus der Hauptstadt Nicosia beteiligten. Tropos hatte dazu sein Container-System Lacros (Leipzig Aerosol and Cloud Remote Observations System) in Limassol aufgebaut, um mit Raman-Lidar, Doppler-Lidar, Wolkenradar und Mikrowellen-Radiometer vom Boden aus die Atmosphäre zu untersuchen. Aktuell sind die Geräte in Punta Arenas im Süden Chiles im Einsatz, um im Kontrast hierzu die Atmosphäre an einem der saubersten Orte der Welt zu beobachten. 2020 wird daher ein zweites, identisches System am Tropos in Leipzig aufgebaut werden, das 2021 zusammen mit den zypriotischen Kollegen in Limassol installiert werden und die Atmosphäre im östlichen Mittelmeer dauerhaft beobachten soll. 

Die neuen Stationen werden später eine wichtige Rolle in den globalen Netzen der Erdbeobachtung übernehmen. So wird die Lacros-Station in die Europäischen Forschungs­infrastruktur für Aerosol, Wolken und Spurengase (Actris) integriert, die diese kurzlebigen Klimatreiber untersucht und damit künftig bessere Vorhersagen sowohl für die Luftqualität als auch für Wetter und Klima ermöglichen soll. 

Tropos / DE
 

Weitere Infos

• Excelsior (Eratosthenes: EXcellence Research Centre for Earth SurveiLlance and Space-Based MonItoring Of the EnviRonment / ECoE)
• Leipzig Aerosol and Cloud Remote Observations System (Lacros), Leibniz-Institut für Troposphärenforschung
• Cloudnet, Leibniz-Institut für Troposphärenforschung