Wolken im Visier

Der neunte „Earth Explorer“-Satellit der ESA wird erstmals die Erd­atmo­sphäre mithilfe von besonders lang­welliger Infra­rot­strahlung vermessen. So lassen sich etwa Effekte von Wasser­dampf und Wolken auf die von der Erde in den Weltraum abgegebene Wärme­strahlung erkennen. Die Mission „Far-infrared-Outgoing-Radiation Under­standing and Monitoring“, abgekürzt FORUM, hat Ende September den Zuschlag der europäischen Weltraum­organi­sation ESA erhalten.

Ziel von FORUM ist es, die Klima­wirkung von Wolken und Gasen in der Atmo­sphäre im Infrarot­bereich des Licht­spektrums direkt zu beobachten. „Für die Klima­forschung ist die Mission ein Traum: Wir erhalten quasi einen spektralen Finger­abdruck der Atmo­sphäre“, erläutert Stefan Bühler vom Centrum für Erd­system­forschung und Nach­haltig­keit der Univer­sität Hamburg, einer von 13 Partner­organi­sa­tionen des Projekts.

Wie viel Sonnenstrahlung erreicht die Erde, wie viel Energie nimmt die Atmo­sphäre auf und welcher Anteil wird am Ende wieder in den Weltraum reflekt­iert? Das neue Fern­infrarot-Verfahren soll vor allem detail­liertere Informa­tionen über die ausgehende Strahlung liefern. „Der Großteil der Energie erreicht uns in Form von sichtbarem Licht. Hinaus geht aber lang­welligere Infrarot­strahlung, die bei Satelliten­messungen bisher nur unvoll­ständig erfasst wird“, erläutert Bühler. „Zwar sind wärmende oder kühlende Effekte von Wolken und Wasser­dampf in der Atmo­sphäre in Klima­modellen bereits einge­rechnet, eine exakte Messung dieser Rück­kopp­lungen war bisher jedoch nicht möglich.“

Die neue Mission hilft, Messungen der insgesamt abge­strahlten Energie­menge, die in Klima­modellen aktuell verwendet werden, zu über­prüfen und zu verfeinern. Dafür messe FORUM erst­mals die exakte Strahlungs­intensität bei mehreren tausend Einzel­frequenzen im fernen Infrarot und liefere dadurch ein ungleich detail­lierteres Bild, berichtet der Meteoro­loge. „Die Rück­kopp­lungen durch Wasser­dampf und Wolken sind die wichtigsten im Klima­system, und sie geschehen zu einem großen Teil im Bereich des Fern­infrarots. Diese in ihrer Strahlungs­wirkung unmittelbar und in hoher Frequenz­auflösung beobachten zu können, ist ein echter Sprung vorwärts.“

Die Earth Explorer Missionen sind Teil des „Living Planet Programme“ der ESA. In Abstimmung mit Wissen­schaftlern auf der ganzen Welt werden die Atmo­sphäre, die Biosphäre, die Ozeane, Eisschilde und das Erdinnere unter­sucht. Ziel ist ein besseres Verständnis des Erdsystems. Earth Explorer Nine/FORUM startet voraus­sicht­lich 2026 und wird dann mindestens vier Jahre lang Daten liefern.

U. Hamburg / RK

Weitere Infos

• Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit, Universität Hamburg
• Living Planet Programme, European Space Agency