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Forscher wollen hoch hinaus

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 11.09.2007 20:19

Zwei Institute der Max-Planck-Gesellschaft haben mit einem sibirischen Partnerinstitut einen 300 Meter hohen Atmosphären-Beobachtungsturm errichtet - mitten im Nirgendwo, 500 Kilometer von der Großstadt Krasnojarsk entfernt. Der Turm soll dringend benötigte Daten über die Treibhausgaskonzentrationen über der sibirischen Taiga liefern.

Sibirien mit seinen rund zehn Millionen Quadratkilometern Taiga, Tundra und Wald ist ein Schlüsselfaktor im globalen Klimasystem. In seinen Wäldern und Böden stecken etwa zehn Prozent des weltweit verfügbaren Kohlenstoffs - der größte Teil davon ist zurzeit noch relativ sicher "weggeschlossen". Denn 65 Prozent Sibiriens besteht aus Permafrost: Der Kohlenstoff, der sich dort in Form von Kohlendioxid, Methan oder Pflanzenmaterial im Boden befindet, bleibt dank des Eises auch dort. "Allerdings erwärmt sich Sibirien schneller als jede andere Region der Erde, wenn man einmal von den Polen absieht", erklärt Dr. Claudia Hillinger, Forschungskoordinatorin des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena. Was mit dem Permafrost, nicht nur dem in Sibirien, geschieht, wenn sich das Klima so erwärmt wie erwartet, gehört zu den großen Unbekannten in der weltweiten Klimagleichung. Schon jetzt deutet sich allerdings an, dass aus dem tauenden sibirischen Permafrost unangenehme Überraschungen aufsteigen werden.

Das Jenaer Max-Planck-Institut hat daher zusammen mit dem MPI für Chemie in Mainz und dem Sukatschow-Institut für Forstwissenschaft in Krasnojarsk ein Langzeitmessprojekt mitten in der sibirischen Taiga eingerichtet. Der Beobachtungsturm ZOTTO, Zotino Tall Tower Observation Facility, steht am Kreuzungspunkt von 90 Grad östlicher Länge und 60 Grad nördlicher Breite, etwa 20 Kilometer westlich des Flusses Jenissej und 500 Kilometer nördlich der Großstadt Krasnojarsk. "Wir brauchten ein Gebiet mit einheitlichem Bewuchs, das außerdem noch nicht so stark von menschlichen Aktivitäten beeinflusst ist", erklärt Hillinger die Standortwahl. Der Turm ist ein 300 Meter hoher Mast, etwa so hoch wie der Eiffelturm. Mit ihm sollen die hauptsächlichen Treibhausgase Kohlendioxid und Methan sowie eine Reihe von Spurengasen gemessen werden. Dabei wird permanent aus unterschiedlicher Höhe Luft angesaugt und im angeschlossenen Labor auf die Konzentration und Mischungsverhältnisse der Treibhausgase analysiert. Hinzu kommen meteorologische Messungen zum Beispiel zu Windparametern oder Luftfeuchte sowie Isotopenanalysen des Kohlenstoffs. Mit zusätzlichen Instrumenten können noch die in der Luft enthaltenen Aerosole unter die Lupe genommen werden.

"Mit dem Turm erreichen wir eine relativ homogene Schicht der Atmosphäre, so dass wir mit Hilfe von statistischen Verfahren Aussagen für eine Fläche von rund einer Million Quadratkilometer machen können", so Hillinger. Außerdem können auf diese Weise die bodennahen Prozesse ausgeschaltet werden, die das Messergebnis verfälschen würden. Gegenüber dem heutigen Zustand ist das eine enorme Verbesserung, denn momentan gibt es in ganz Sibirien nördlich des 45. Breitengrades keine einzige Messstation, die kontinuierlich Daten erhebt. Messtürme wie ZOTTO füllen eine Lücke zwischen bodennahen Messstationen, wie sie etwa im Rahmen des von der EU finanzierten Projektes CarboEurope in Europa betreiben werden, und den Erdbeobachtungssatelliten, die den Planeten umkreisen. "Mit den hohen Türmen können wir Studien zu weiträumigen und lokalen Austauschprozessen zwischen Vegetation und Atmosphäre unternehmen, die vom Satelliten aus unmöglich sind", erklärt Claudia Hillinger weiter. Am Turm werden eben nicht nur Spurengase gemessen, sondern sie werden ergänzt durch Beobachtungen der Mikrometeorologie und des Bodens, wodurch sich erst ein vollständiges Bild ergibt. Sie alle liefern die unentbehrlichen Beobachtungsdaten, mit denen die Klimamodelle gefüttert und geeicht werden.

Der Messturm in der sibirischen Einöde arbeitet weitgehend automatisiert. Die Daten werden auf CD gespeichert, regelmäßig von Mitarbeitern des Sukatschow-Instituts abgeholt und aus Krasnojarsk nach Deutschland gesendet. Die 1,7 Millionen Euro teure Anlage ist zurzeit der einzige selbstfinanzierte Messturm des Jenaer Max-Planck-Instituts, der in derartige Höhen hineinreicht. Allerdings messen die Forscher auch an anderen hochragenden Einrichtungen wie zum Beispiel im polnischen Bialystok und am Ochsenkopf im bayrischen Fichtelgebirge. "Allerdings nutzen wir hier vorhandene Sendemasten", erklärt Claudia Hillinger. Solche Infrastruktureinrichtungen sind in der sibirischen Taiga allerdings weder vorhanden noch geplant, so dass die Klimaforscher in die eigene Tasche greifen mussten.