Weltweit höchstes Observatorium für Veränderungen der Zusammensetzung der Atmosphäre in Betrieb

Das neue Höhenobservatorium Chacaltaya (CHC) in Bolivien ist mit 5240 Metern die höchste Messstation der Welt. Es dient der Langzeitbeobachtung auf saisonaler und jährlicher Basis. Erste Messdaten stellen die Wissenschaftler jetzt auf der Jahrestagung der European Geosciences Union (EGU) in Wien vor. Den Höhenrekord hielt bisher das Nepal Climate Observatory – Pyramid mit 5079 Metern in der Nähe des Basislagers des Mount Everests im Himalaya.

Eine Reihe von Arbeitsgruppen aus Frankreich (Grenoble University/LGGE, Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement/LSCE und Laboratoire de Météorologie Physique/LaMP), Italien (Institute of Atmospheric Sciences and Climate / ISAC – CNR und EvK2CNR), Deutschland (Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (IfT), Schweden (Stockholm University/SU) und der Schweiz (Paul Scherrer Institut/PSI) unterstützen gemeinsam die Initiative der Universidad Mayor de San Andres (UMSA-LFA) in Bolivien, auf dem Chacaltaya eine einzigartige Infrastruktur aufzubauen, zu untersuchen.

Das Goddard Space Flight Center der NASA hat sich dieser Gruppe von Institutionen angeschlossen, indem sie der LIDAR-Gruppe an der UMSA-LFA geholfen haben, in Cota Cota 22 km Luftlinie vom Chacaltaya entfernt einen voll funktionsfähigen Atmosphärenlaser (LIDAR) aufzubauen. Informationen über die Veränderungen in der Zusammensetzung der Atmosphäre dieser Region fehlten bisher noch weitgehend, weil es hier früher keine Beobachtungsstationen gab.

Die Messungen an der Station begannen im Dezember 2011 und umfassen Gase (CO2, CO und O3), die Charakterisierung von Aerosolpartikel-Eigenschaften (Absorption und Streukoeffizienten, Größenverteilung, chemische Zusammensetzung und Ionen) sowie Strahlung und Meteorologie.

Südamerika steht vor dramatischen Umweltveränderungen, die vor allem durch die Ausweitung der Landwirtschaft und die damit verbundenen Abholzungen in Amazonasgebiet angetrieben werden. Die Verbrennung von Biomasse, die heutzutage überwiegend aus Landnutzungsänderungen resultiert, ist eine potenzielle Quelle für CO2-Emissionen und kurzlebige klimawirksame Substanzen (SLCFs).

Die tropische Tiefenkonvektion transportiert organische und Verbennungsaerosole in die freie Troposphäre, wo sie durch eine Lebensdauer von mehreren Wochen über lange Distanzen transportiert werden können – mit fast globalen Auswirkungen. Das Vorhandensein von hohen Aerosolkonzentrationen über dem bolivianischen Altiplano-Hochland kann deutlich die lokale und regionale Strahlungsbilanz beeinflussen, aber auch die Stärke der konvektiven Zirkulation und damit die Niederschlagsmuster im ariden Altiplano. Der Mangel an Daten aus der Klima- und Atmosphärenforschung führte jedoch bisher nur zu stark beschränkten Klimaprognosen für diese Region.

Der Chacaltaya ist ein Berg in der Cordillera Real, einer Hochgebirgskette im Anden-Hochland von Bolivien. Der Gipfel erreicht 5.421 Meter über dem Meeresspiegel. Der Berg galt lange als das höchstgelegene Skigebiet der Welt. Nach dem Verschwinden des Gletschers wurde der Skibetrieb jedoch eingestellt. Bei gutem Wetter reicht die Aussicht bis zum Titicaca-See und zum 30 Kilometer entfernten La Paz. Knapp unter dem Gipfel befindet sich auf 5240 Metern das Observatorium, das per Auto erreichbar ist. Der Berg ist bereits in die Wissenschaftsgeschichte eingegangen: In den 1940er Jahren entstand hier ein Observatorium für kosmische Strahlung. Der britische Physiker Cecil Frank Powell arbeitete hier in Zusammenarbeit mit dem brasilianischen Physiker César Lattes an der Entwicklung einer fotografischen Methode zur Untersuchung von atomaren Prozessen, die zur Entdeckung des Pions führte.

In den letzten Jahren wurde die Station für die Atmosphärenforschung ausgebaut und ist seit 2010 unter dem Kürzel CHC Teil des „Global Atmosphere Watch Programme“ (GAW) der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) ist. Es beobachtet die Entwicklung der Atmosphäre, um die Auswirkungen des globalen Wandels zu untersuchen. Aerosolpartikel, umgangssprachlich oft auch Feinstaub genannt, spielen eine große Rolle für das Klima der Erde.

Sie absorbieren und streuen die Sonnenstrahlung. Außerdem bilden sie auch Kondensationskeime für Wolkentropfen Ziel des Messnetzes ist es, die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre, Eigenschaften von Aerosolpartikels und physikalische Parameter langfristig auf hohem Qualitätsniveau zu messen. Die gewonnenen Daten sind für die wissenschaftliche Gemeinschaft frei verfügbar. Sie werden unter anderem verwendet zur Erforschung atmosphärischer Trends, für verbesserte Prognosemodelle, zur Bodenkalibrierung von Satellitenmessungen und zur Beratung und Bewertung bei klimapolitischen Maßnahmen.
Tilo Arnhold

Publikation/Vortrag:
First atmospheric observations from the high altitude Chacaltaya GAW station (Bolivia – 5200 m)
http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2012/EGU2012-10350.pdf
(EGU2012, Wien, Mittwoch, 25.04.2012, 08:30–08:45 Uhr)

Kontakt:
in Englisch/Spanisch:
Dr. Marcos Andrade, Universidad Mayor de San Andres, La Paz, Bolivia
http://www.atmos.umd.edu/~mandrade/resume/resume.html
in Englisch:
Dr. Paolo Laj, Grenoble University – CNRS, Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement (LGGE), Grenoble, France
http://lgge.osug.fr/article166.html
in Deutsch & Englisch
Prof. Alfred Wiedensohler, Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (IfT), Leipzig, Germany
http://www.tropos.de/info/wiedensohler_a.pdf

Links:
Estación Regional GAW de Chacaltaya:
http://www.chacaltaya.edu.bo/index.php?option=com_content&view=category&layout=blog&id=42&Itemid=69
http://orion.scienceontheweb.net/flash/index.html

Global Atmosphere Watch (GAW) der WMO:
http://www.wmo.int/pages/prog/arep/gaw/gaw_home_en.html

Institute:
Universidad Mayor de San Andres (UMSA-LFA):
http://www.lfabolivia.org/
Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE):
http://www.lsce.ipsl.fr/
Laboratoire de Météorologie Physique (LaMP):
http://wwwobs.univ-bpclermont.fr/atmos/fr/index.php
Institute of Atmospheric Sciences and Climate (ISAC):
http://www.isac.cnr.it/
Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (IfT):
http://www.tropos.de/
Stockholm University (SU):
http://www.misu.su.se/
Paul Scherrer Institut (PSI):
http://www.psi.ch/lac/
l’Institut de recherche pour le développement (IRD):
http://www.bo.ird.fr/spip.php?page=rubrique_accueil&id_rubrique=334&titre_mot_rub=accueil
NASA/Goddard Space Flight Center (GSFC)
http://www.nasa.gov/centers/goddard/home/index.html