Erfassen atmosphärischer Treibhausgase mit Beobachtungen und Modellen

Treibhausgase in der Atmosphäre stammen aus Quellen an der Oberfläche. Da diese Quellen nicht überall gleich stark sind, und die Atmosphäre mit ihren Winden auch nicht überall gleich ist, kommt es zu Konzentrationsmustern in der Atmosphäre. Diese Muster können mit hochgenauen Messverfahren erfasst werden, vom Boden mit Hilfe z.B. von Messtürmen oder mit Hilfe von Flugzeugen. Mit Forschungsflugzeugen können dabei gezielt Gebiete überflogen werden, in denen Treibhausgasemissionen noch nicht gut erforscht sind, wie z.B. über der Arktis.

Mit Modellen, die ähnlich wie Wettervorhersagemodelle funktionieren, aber mit der Erweiterung auf den Transport von atmosphärischen Spurengasen bzw. der Treibhausgasen, können wir diese Konzentrationsmuster in der Atmosphäre auch simulieren. Dazu nutzen wir unser Wissen über die Prozesse, die die Treibhausgasemissionen beeinflussen und berechnen daraus zum Beispiel die Methanemissionen über einem Feuchtgebiet. Diese Emissionen werden dann in der simulierten Atmosphäre transportiert.

In dieser "simulierten" Welt können wir nun die gleichen "Messungen" machen und die Konzentrationen entlang z.B. der Flugzeugtrajektorie aus dem simulierten Feld extrahieren. Diese simulierten "Messungen" können wir mit den real gemachten Messungen vergleichen. Die Unterschiede zwischen beiden lassen auf Unstimmigkeiten in unserem Verständnis der Quellen rückschließen. Nun können mit statistischen Verfahren die Emissionen so angepasst werden, dass die resultierende berechnete Konzentrationsverteilung der tatsächlich beobachteten entspricht. Auf diese Weise lassen sich aus atmosphärischen Beobachtungen Informationen über ansonsten nicht gut bekannte Quellen gewinnen.

Vortragender: Dr. PD Christoph Gerbig