Atmosphärenforschung: Satellitenkonzept CAIRT Kandidat für „Earth Explorer 11“

Das Infrarotspektrometer GLORIA, bereits erfolgreich eingesetzt auf zahlreichen Flugzeugmesskampagnen, als Prototyp für das Satelliteninstrument CAIRT. (Foto: Laila Tkotz)

Treibhausgase und Luftschadstoffe, aber auch natürliche Phänomene wie Vulkanausbrüche wirken sich auf die Erdatmosphäre aus. Diese Prozesse detailliert untersuchen zu können, ist Ziel des Satellitenkonzeptes CAIRT, das Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und ihre Partner entwickelt haben. Die Europäische Weltraumorganisation ESA hat CAIRT nun als einen von vier Kandidaten für eine Mission zur wissenschaftlichen Erdbeobachtung ausgewählt. Für die vier Vorschläge folgen zunächst Machbarkeitsstudien, bevor 2025 eine Mission endgültig ausgewählt wird, die im Jahr 2031 oder 2032 als „Earth Explorer 11“ starten soll.

Treibhausgase und Luftschadstoffe, aber auch natürliche Phänomene wie Vulkanausbrüche wirken sich auf die Erdatmosphäre aus. Diese Prozesse detailliert untersuchen zu können, ist Ziel des Satellitenkonzeptes CAIRT, das Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und ihre Partner entwickelt haben. Die Europäische Weltraumorganisation ESA hat CAIRT nun als einen von vier Kandidaten für eine Mission zur wissenschaftlichen Erdbeobachtung ausgewählt. Für die vier Vorschläge folgen zunächst Machbarkeitsstudien, bevor 2025 eine Mission endgültig ausgewählt wird, die im Jahr 2031 oder 2032 als „Earth Explorer 11“ starten soll.

CAIRT steht für „The Changing-Atmosphere Infra-Red Tomography Explorer“. Es handelt sich dabei um ein Infrarot-Tomographie-Experiment zur Untersuchung der Atmosphäre im Wandel.

„Klimamodellrechnungen zeigen uns, dass sich die globale Atmosphäre vom Erdboden bis zum Rande des Weltweltraums in einem tiefgreifenden Wandel befindet, ausgelöst durch anthropogene Emissionen von Treibhausgasen, Luftschadstoffen und ozonzerstörenden Substanzen. Darüber hinaus gibt es natürliche Änderungen der Atmosphäre, zum Beispiel durch große Vulkanausbrüche oder Variation in der Sonnenaktivität“, erläutert Dr. Björn-Martin Sinnhuber vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung des KIT, der das internationale CAIRT-Team leitet. „Wir haben aber bisher nicht die benötigten Beobachtungen, um diese Änderungen und die ihnen zugrunde liegenden Prozesses im Detail untersuchen zu können. CAIRT kann diese Daten liefern.“

Die Veränderungen in der Zusammensetzung der Atmosphäre zu verstehen, sei wichtig, da sie, zusammen mit Veränderungen in der Zirkulation, Klima, Wetter und Luftqualität beeinflussten, so Sinnhuber. „Für belastbare Vorhersagen verstehen wir heute beispielsweise noch nicht gut genug, wie sich die Zirkulation auf die Temperaturen an der Erdoberfläche, auf Dürren oder auf extreme Niederschlagsereignisse auswirkt. Diese Veränderungen hängen zudem entscheidend damit zusammen, wie sich die Ozonschicht erholt.”

Tomographie für die Erdatmosphäre

CAIRT nutzt innovative Technologien, um drängende Fragen zum Klimawandel zu lösen. Kernstück ist ein abbildendes Infrarotspektrometer, mit dem in bisher unerreichter räumlicher Auflösung eine Vielzahl von Spurengasen, Aerosolen und atmosphärischen Wellen vermessen werden können. Dazu wird CAIRT die Atmosphäre in einer Höhe von fünf bis 115 Kilometern im Infrarotbereich mit einer horizontalen Auflösung von etwa 50 mal 50 Kilometern und einer vertikalen Auflösung von einem Kilometer vermessen.

„Als Untersuchungsverfahren ist die Tomographie vielleicht aus der medizinischen Diagnostik bekannt. Wir machen nun etwas Ähnliches mit der globalen Atmosphäre“, so Sinnhuber. „Ein solches abbildendes Infrarotspektrometer ist bisher noch nicht im Weltraum eingesetzt worden. Unser Ziel ist, durch die Infrarotmessungen ein detailliertes Bild vom inneren Zustand der Atmosphäre zu bekommen – vom Erdboden bis an den Rand des Weltalls.“

Erfahrung in der Atmosphärenerkundung – Partner im In- und Ausland

Das Satellitenkonzept CAIRT baut auf Erfahrung in der Atmosphärenfernerkundung am KIT auf. Auf diesem Gebiet haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT in den vergangenen Jahren bereits Pionierarbeit geleistet. „Mit dem GLORIA-Instrument betreibt das KIT gemeinsam mit dem Forschungszentrum Jülich eine Art Prototyp vom Flugzeug und Ballon aus, mit dem uns schon großartige wissenschaftliche Beobachtungen gelungen sind. CAIRT wird das noch einmal im wahrsten Sinne des Wortes auf ein neues Niveau heben, weil wir dann täglich globale Messungen bekommen können“, so Sinnhuber. „CAIRT baut auf dieser umfassenden Erfahrung in der Atmosphärenfernerkundung am KIT auf, zu der neben Satellitenexperimenten auch Untersuchungen mit Flugzeugen, Ballons und vom Boden zählen.“

Der nun von der ESA ausgewählte Vorschlag CAIRT wird vom KIT koordiniert. Weitere Partner sind die britische Universität Leeds, das Belgische Institut für Weltraum-Aeronomie, das Institut für Astrophysik Andalusiens, das Nationale Zentrum für wissenschaftliche Forschung (CNRS) in Frankreich, das Europäisches Zentrum für mittelfristige Wettervorhersage (ECMWF), das Forschungszentrum Jülich, das Institut für Angewandte Physik „Nello Carrara“ des italienischen Forschungsrates, das Unternehmen Airbus sowie die Universität Toronto in Kanada. (bms-le)

Weitere Informationen:

Meldung der ESA: https://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/Future_EO/Earth_Explorers/F…

Details zum KIT-Zentrum Klima und Umwelt: https://www.klima-umwelt.kit.edu

Kontakt für diese Presseinformation:

Margarete Lehné, stellv. Pressesprecherin, Tel.: +49 721 608-41157, E-Mail: margarete.lehne@kit.edu

Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“ schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9 600 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 23 300 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen. Das KIT ist eine der deutschen Exzellenzuniversitäten.

Diese Presseinformation ist im Internet abrufbar unter: https://www.kit.edu/kit/presseinformationen.php

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Margarete Lehné, stellv. Pressesprecherin, Tel.: +49 721 608-41157, E-Mail: margarete.lehne@kit.edu

Weitere Informationen:

Diese Presseinformation finden Sie mit Foto zum Download unter: https://www.kit.edu/kit/pi_2021_055_atmospharenforschung-satellitenkonzept-cairt…

Media Contact

Monika Landgraf Strategische Entwicklung und Kommunikation - Gesamtkommunikation
Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften

Die Geowissenschaften befassen sich grundlegend mit der Erde und spielen eine tragende Rolle für die Energieversorgung wie die allg. Rohstoffversorgung.

Zu den Geowissenschaften gesellen sich Fächer wie Geologie, Geographie, Geoinformatik, Paläontologie, Mineralogie, Petrographie, Kristallographie, Geophysik, Geodäsie, Glaziologie, Kartographie, Photogrammetrie, Meteorologie und Seismologie, Frühwarnsysteme, Erdbebenforschung und Polarforschung.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Spitzenforschung in der Bioprozesstechnik

Das IMC Krems University of Applied Sciences (IMC Krems) hat sich im Bereich Bioprocess Engineering (Bioprozess- oder Prozesstechnik) als Institution mit herausragender Expertise im Bereich Fermentationstechnologie etabliert. Unter der Leitung…

Datensammler am Meeresgrund

Neuer Messknoten vor Boknis Eck wurde heute installiert. In der Eckernförder Bucht, knapp zwei Kilometer vor der Küste, befindet sich eine der ältesten marinen Zeitserienstationen weltweit: Boknis Eck. Seit 1957…

Rotorblätter für Mega-Windkraftanlagen optimiert

Ein internationales Forschungsteam an der Fachhochschule (FH) Kiel hat die aerodynamischen Profile von Rotorblättern von Mega-Windkraftanlagen optimiert. Hierfür analysierte das Team den Übergangsbereich von Rotorblättern direkt an der Rotornabe, der…