Spectral reference data for atmospheric monitoring
Eine globale Überwachung des Klimas wird zunehmend wichtiger, um möglichst frühzeitig bevorstehende Klimaveränderungen abschätzen zu können. Die Folgen von Klimaänderungen können nur dann gemildert werden, wenn frühzeitig die Entwicklung durch verlässliche Klimamodelle vorhergesagt werden kann.
Um Klimaänderungen möglichst umfassend zu erfassen, werden In-situ-Messungen und eine Überwachung der Atmosphäre per Fernerkundung gebraucht, wobei für die atmosphärische Fernerkundung spektroskopische Messverfahren unverzichtbar sind. Satellitenfernerkundung basiert primär auf der spektrometrischen Ausnutzung spektroskopisch interessanter Bereiche des elektromagnetischen Spektrums wie dem Nahinfraroten, dem Ultraviolett- und sichtbaren Bereich und dem mittleren Infrarotbereich.
Qualität, Genauigkeit und Rückführbarkeit der Methodenhängen unmittelbar von der Genauigkeit und Rückführbarkeit der spektroskopischen Daten ab, darunter den Molekülspektren von Treibhausgasen wie Wasser, Distickstoffmonoxid, Methan und Kohlendioxid, und der Abhängigkeit von Druck, Temperatur und Matrixzusammensetzung.
Zwei der umfangreichsten und besten Datenbanken mit Spektralliniendaten sind die HITRAN- und die GEISA-Datenbank. Beide Datenbanken wurden in langjähriger Arbeit und großer Erfahrung aufgebaut und sind für die Forschung von großem Nutzen. Quantitative Abschätzungen der atmosphärischen Molekülspezies auf Basis dieser Datenbanken bereiten allerdings Schwierigkeiten.Die Ursachen hierfür liegen darin begründet, dass Informationen zur Vergleichbarkeit der verschiedenen Ausgangsdatensätze fehlen, keine Angaben zu Beobachtungsbedingungen vorliegen und kein oder nur unvollständige Unsicherheitsbetrachtungen vorgenommen wurden. Die Folge hiervon können signifikante Fehler in Klimamodellen sein.
Ziel des Projekts ist daher die Schaffung einer europäischen Spektroskopie-Infrastruktur, mit der Spektralliniendaten unter sehr gut kontrollierten Bedingungen rückführbar gemessen werden können. Für klimarelevante Molekülspezies werden Spektralliniendaten unter verschiedensten atmosphärischen Bedingungen bestimmt. Diese Datensätze werden einerseits in die bestehenden Datenbanken eingespeist. Andererseits wird eine rein metrologischeDatenbank mit Spektralliniendaten aufgebaut werden, die als Referenz genutzt werden kann.
Die PTB koordiniert das Projekt und leitet zwei der technischen Arbeitspakete. Ein Arbeitspaket beinhaltet die Bereitstellung rückgeführter spektrometrischer Liniendaten. Das zweite Arbeitspaket umfasst die Einrichtung, Charakterisierung und Validierung einer zentralen Infrastruktur für eine rückführbare Spektraldatenmessung, die an der PTB angesiedelt sein wird.
Weitere Informationen über das Projekt und die Projektpartner:
Ansprechpartner
Prof. Volker Ebert
Tel.: 0531 - 592 3201
E-Mail: volker.ebert@ptb.de
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