Satellitenmessung von troposphärischem CO und CH4

Satellitenmessungen atmosphärischer Spurengase liefern einen wesentlichen Beitrag bei der Erforschung der physikalischen und chemischen Prozesse in der Atmosphäre, im Hinblick auf globale aber auch regionale Betrachtungen. Das Experiment MOPITT (Measurement of Pollution in the Troposphere), eine Kooperation zwischen den USA und Kanada, hat Langzeitbeobachtungen der globalen Verteilung der für Chemie und Klima bedeutenden Spurenstoffe Kohlenmonoxid (CO) und Methan (CH4 ) zum Ziel. CO wird durch verschiedene natürliche Prozesse erzeugt, aber auch durch menschliche Aktivitäten wie Verbrennungsprozesse. Die Konzentration von CO in der Atmosphäre beeinflußt die Chemie des Hydroxyl- Radikals und spielt überdies eine wesentliche Rolle in der troposphärischen Ozonchemie. Methan ist neben seiner Bedeutung bei den chemischen Abläufen in der Atmosphäre auch ein wichtiges Treibausgas, dessen Konzentration jährlich um etwa 1% zunimmt. Die MOPITT Meßdaten werden wertvolle Erkenntnisse über die chemischen Prozesse in der Troposphäre, aber auch lokale Emissionen und Transportvorgänge liefern. Die Arbeiten des beantragten Projektes, das am National Center for Atmospheric Research (NCAR) in Boulder, Colorado durchgeführt wird, konzentrieren sich, zum einen, auf die Validierung der MOPITT Daten, und zum anderen auf deren Anwendung bei der Untersuchung der Problematik regionaler Luftverschmutzung. Die Validierung der Meßdaten und der Auswertealgorithmen stellt einen wesentlichen Teil des gesamten MOPITT Experimentes dar, denn nur durch gültige Vergleiche kann die Qualität der Daten überprüft und gewährleistet werden. Im Rahmen des beantragten Projektes werden die gemessenen Strahlungswerte mit Modellberechnungen verglichen, und zwar für ausgewählte Situationen, für die alle benötigten Eingabeparameter vorliegen. Dazu werden Daten meteorologischer Parameter mit Informationen der CO Vertikalverteilung kombiniert, beispielsweise aus Flugzeugmessungen. Eine weitere Beschäftigung auf diesem Gebiet betrifft die Untersuchung jener Fehler, die durch zeitliche und räumliche Unterschiede der MOPITT Pixel und der in-situ Daten oder der fehlenden in-situ Information der CO Gehalte in der oberen Troposphäre und Stratosphäre zustande kommen. Im Bereich der Datenanalyse wird der Blickpunkt auf die Untersuchung der regionalen Luftverschmutzung über Österreich gelegt. Die Verteilung von CO stellt aufgrund der eher geringen Lebensdauer dieses Spurenstoffes von etwa zwei Monaten einen geeigneten Tracer dar, um Emissionen und Transportvorgänge genauer zu analysieren. Die MOPITT Daten über Mitteleuropa werden auf ihre zeitliche und räumliche Entwicklung untersucht und im Zusammenhang mit Informationen über die meteorologische Situation in Hinblick auf lokale Emissionsquellen und die Verfrachtung von Schadstoffen analysiert.