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Mit Metrologie in die Zukunft - Herausforderung Umwelt und Klima

Innovationscluster Umwelt und Klima

Symbolfoto Umwelt und Klima (Eismeer)

Für belastbare Aussagen über die Veränderungen im Bereich Klima und Umwelt braucht man quantitative, genaue und verlässliche Messungen – und dies in einem hochkomplexen System mit einer sehr hohen Zahl an relevanten Messparametern und Stoffgruppen. Weil Umwelt- und Klimaprozesse keine Grenzen kennen, ist einer der wichtigsten Partner der PTB bei der Klimaüberwachung die World Meteorological Organization (WMO), die unter anderem das Global Atmosphere Watch (GAW) Programme und das Global Climate Observing System (GCOS) betreibt. Letzteres definiert beispielsweise 54 essenzielle Klimavariablen, also physikalische, chemische und biologische Messgrößen, die eine Beschreibung des globalen Klimazustandes zum Ziel haben. Die Änderungen dieser Größen sind klein, und um Entwicklungen eindeutig zu erkennen, sind langfristige, hochgenaue und zuverlässige (sprich: auf das Internationale Einheitensystem SI rückgeführte) Messungen notwendig. Daher ist die PTB in zunehmendem Maße an der Rückführung dieser Messungen beteiligt.

Beim Thema Umweltschutz ist ein wichtiger PTB-Partner das deutsche Umweltbundesamt (UBA); den gesetzlichen Rahmen liefern unter anderem europäische Rahmenrichtlinien für Luft und Wasser. Die PTB ist auch zuständig für die Rückführung und Zertifizierung von KFZ-Abgasmessungen und baut hier stetig ihre Fähigkeiten aus. Im Rahmen des Strahlenschutznetzwerkes unterhält sie enge Kontakte zum Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU), den Leitstellen des Integrierten Mess- und Informationssystems (IMIS), das die Radioaktivität in der Umwelt überwacht, sowie zu den Messstellen des Bundes und der Länder. Sie ist sehr aktiv in europäischen Forschungsprogrammen wie EMPIR und engagiert sich stark in den daraus hervorgehenden, langfristig aufgestellten Europäischen Metrologienetzwerken (EMN). Sie kommuniziert intensiv mit den diversen Akteuren in Gesetzgebung, Industrie und Forschung, um eine stetige Verbesserung und Ausweitung der Aktivitäten zu ermöglichen und zu unterstützen. Nehmen Sie gerne Kontakt zu uns auf!  

Rieke Schäfer

Der Expeditions-Blog
PTB-Doktorandin Rieke Schäfer berichtet hier vom 14. April bis zu den ersten Tagen des Juni 2023 regelmäßig direkt von Bord des Forschungsschiffes "Sonne", mit dem sie zehntausende Kilometer auf dem Pazifik unterwegs ist. Ihr Ziel: mehr über die Versauerung der Ozeane herauszufinden.

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Nachrichten

Verbrennungsstätte am Ganges bei Varanasi

Indiens heiligster Fluss gilt als Verkörperung einer Flussgöttin und wird oft auch so genannt wie sie: Mutter Ganga. Wer darin badet, so glauben Hindus, wird spirituell gereinigt. Für viele Menschen ist der Ganges zudem die einzige Trinkwasserquelle, meist ohne jede Filterung. Dabei ist dieser Fluss einer der am stärksten verschmutzten der Welt. Expertinnen und Experten der...

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Schätzung der Radon-Aktivitätskonzentration in Wohnungen

Wessen Wohnhaus auf granithaltigem Untergrund steht, könnte schon mal davon gehört haben: Das Edelgas Radon sorgt bei uns für den höchsten Beitrag durch natürliche Strahlenexposition. Warum seine verlässliche Messung wichtig ist und wie die Herausforderung des Strahlenschutzes, der „Feind“ Radon, auch zum Freund und Helfer wurde, darüber informiert die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)...

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Vom 4. bis 6. Juni lädt der Bundespräsident zur „Woche der Umwelt“ ins Schloss Bellevue. Die PTB ist mit dabei und stellt ein aktuelles Forschungsergebnis vor: eine neue Methode, um den Wassergehalt des Bodens zu messen. (Ansprechpartner: Miroslav Zboril, 0531 592-6430, Opens local program for sending emailmiroslav.zboril(at)ptb.de)

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Standorte der weltweit 69 Standard-Referenz-Photometer (Grafik: NIST)

Ozon ist giftig für Lebewesen und zudem ein schädliches Treibhausgas. Daher muss die Ozonkonzentration mit verlässlichen Messverfahren feinmaschig überwacht werden. PTB und Umweltbundesamt arbeiten bereits seit 20 Jahren bei der Qualitätssicherung von Ozonmessungen zusammen.

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Cool White

Das Prinzip der passiven Strahlungskühlung („<span lang="en">Passive Radiative Cooling</span>“, PRC): Die Sonnenstrahlung kann sehr effektiv reflektiert und gleichzeitig Wärme durch das Infrarot-Transparenzfenster der Erdatmosphäre abgeleitet werden.

In einem Kooperationsprojekt der Entwicklungszusammenarbeit in Ruanda wurde ein deutlicher Kühlungseffekt von weiß beschichteten Dächern nachgewiesen. Dies wirkt sich positiv auf die Gesundheit der Menschen aus und verringert den Stromverbrauch für die Kühlung.

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Die Bodenfeuchte hat nicht nur Auswirkungen auf die Landwirtschaft, sondern ist als Teil des globalen Wasserkreislaufs ein wichtiger Schlüsselfaktor für Wetter und Klima. Für ein besseres Verständnis dieser Zusammenhänge braucht man genaue Messdaten: Die PTB stellt ein noch junges Verfahren zur Messung der Bodenfeuchte auf der Opens external link in new windowWoche der Umwelt im Schloss Bellevue vor. Zur Veranstaltung – mit ihrem...

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Kleine Feuer brennen am Ufer des Flusses.

Indiens heiligster Fluss gilt als Verkörperung einer Flussgöttin und wird oft auch so genannt wie sie: Mutter Ganga. Wer darin badet, so glauben Hindus, wird spirituell gereinigt. Für viele Menschen ist der Ganges zudem die einzige Trinkwasserquelle, meist ohne jede Filterung. Dabei ist dieser Fluss einer der am stärksten verschmutzten der Welt. Welche weitreichenden Folgen das hat, ist eines der...

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Auf einer Weltkarte sind viele Markierungen auf allen Kontinenten zu sehen. Besonders viele Markierungen sieht man in Nordamerika, Europa und Asien.

Es ist Segen und Fluch zugleich: Weit oben in der Stratosphäre schützt Ozon die Erde vor übermäßiger UV-Einstrahlung, aber weiter unten ist es eine Gefahr für die Gesundheit der Menschen und für das Klima. Es bildet sich, wenn Schadstoffe wie etwa Stickoxide in der Luft mit Sonnenlicht wechselwirken. In hohen Konzentrationen reizt Ozon bei Menschen die Atemwege. Für das Klima wirkt es als...

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UVC-Strahlung

Mithilfe von kurzwelliger und energiereicher UVC-Strahlung werden schon seit Jahrzehnten Oberflächen, Trinkwasser oder Raumluft desinfiziert. Dabei nutzt man aus, dass diese Strahlung Zellen schädigen kann – insbesondere diejenigen von Viren, Bakterien oder anderen Mikroorganismen. Allerdings kann sie auch Zellen in menschlichen Organen wie Haut und Auge schädigen. Die radiometrische Kalibrierung...

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Weitere Nachrichten

Klima: Themen in der PTBKlima: Themen in der PTB

Die Reduced Background Facility 2 der PTB

Satelliten: Der Blick aus dem All
Wie stark heizt der Treibhauseffekt die Erde auf? Fragen wie diese hilft die PTB zu beantworten, indem sie Detektoren von ESA und NASA vor ihrem Einsatz kalibriert. 

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Array-Spektralradiometer

Genauer Blick auf die Sonne 
Ozon, Wasserdampf, Stickoxide und Aerosole absorbieren und reflektieren die Sonnenstrahlung. Welchen Einfluss dies auf die Klimaerwämung hat, hilft die PTB einzuschätzen, indem sie Messgeräte kalibriert, die die Sonnenstrahlung radiometrisch messen. 

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Fourierspektrometer GLORIA

Atmosphäre: Die Luft um uns herum 
Eine Schlüsselaufgabe der Klimaüberwachung ist die Beobachtung der wichtigsten atmosphärischen Gase, die den Treibhauseffekt fördern. Die PTB ist intensiv mit dabei.

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Messstation Nordsee III (Foto: BSH)

Ozeane: salziger und saurer
Der Klimawandel bewirkt, dass das Wasser der Ozeane sich verändert. Um diese Veränderungen nachzuweisen, sind verlässliche Messverfahren wichtig. 

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Forschungsflugzeug HALO

Wie feucht, wie warm?
Schlichtes Wasser in Form von feuchter Luft ist eines der stärksten Treibhausgase. Für die Messgröße Wassergehalt ist die PTB dabei, das Prinzip der Rückführung breit einzuführen.

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Kohlenstoffkreislauf (Abb: Klett)

Isotope: Menschliche Einflüsse im Kreislaufsystem der Klimagase
Der Mensch stört den natürlichen Kreislauf der Klimagase - in welchem Ausmaß, das versucht die PTB unter anderem mit sehr genauen Isotopenmessungen herauszufinden.

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Lokale Schadstoffe - globales Klima: Themen in der PTBLokale Schadstoffe und globales Klima: Themen in der PTB

Laserhygrometer

Alles im Fluss: Globale Stoffflüsse – lokale Quellen und Senken  
Wer Klimawandel und Auswirkungen der Umweltverschmutzung verstehen will, braucht eine Quantifizierung der Quellen und Senken der problematischen Stoffe: Wasserdampf, Treibhausgase, Schadstoffe und Aerosole/Feinstaub aus dem Verkehr.

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Der Quadrokopter ALICE (Foto: Astrid Lampert, TU Braunschweig)

"Dicke Luft" in den Städten
Schadstoffe aus Autoabgasen schaden der Gesundheit des Lebewesen, der Umwelt und dem Klima. Auf all diesen Gebieten leistet die PTB einen Beitrag, wenn sie dafür sorgt, dass Abgasmessgeräte  verlässlich messen.

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Umwelt: Themen in der PTBUmwelt: Themen in der PTB

Hier werden in der PTB Abgasmessgeräte überprüft

Was kommt aus dem Auspuff? 
Dieselskandal, Stickoxidgrenzwerte, Fahrverbote in deutschen Innenstädten: All dies sind Themen, die aktuell für viele Diskussion sorgen und bei denen auch die PTB zur Klärung verhilft - in gesetzlichem Auftrag. 

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Probennahme Wasser

Schadstoffe in Wasser und Boden 
Die EU sorgt sich sehr um ihre Gewässer. Im Rahmen des Netzwerkes für Metrologie der Chemie in Deutschland hält die PTB Normale für Schwermetallmessungen bereit und organisiert Ringvergleiche.

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DVGW-Prüflabor

UV-Therapie für sicheres Trinkwasser 
Für die Trinkwasserdesinfektion mit UV-C-Strahlung unterstützt die PTB den Austausch der bisher verwendeten Quecksilberdampflampen durch umweltfreundlichere, energiesparendere LED-basierte UV-C-Strahler.  

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Untertagelaboratorium UDO II der PTB

Was strahlt denn hier? 
Auf ionisierende Strahlung kann man unterschiedlich blicken: entweder auf das strahlende Objekt selbst oder auf die Dosis, die ein Mensch erhält. In beiden Feldern gilt das deutsche Strahlenschutzgesetz, und die PTB ist tätig, wenn es um präzise Messungen geht. 

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Lichtverschmutzung

Zu hell und zu laut
Zu viel Licht und zu viel Lärm verschmutzt unsere Umwelt ebenso wie die diversen Schadstoffe. Die PTB ist vielfältig an der Lösung der Probleme beteiligt. 

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Innovationscluster Umwelt und KlimaInnovationscluster Umwelt und Klima

Geschäftsführung

Dr. Olav Werhahn
Telefon: (0531) 592-2008
Opens local program for sending emailolav.werhahn(at)ptb.de

Mitglieder 

Dr. Annette Röttger (Leitung)
Mitglied des Präsidiums
Telefon: (0531) 592-3000 
Opens local program for sending emailannette.roettger(at)ptb.de

Dr. Corinna Kroner
Leiterin des Fachbereichs 1.5
Flüssigkeiten
Telefon: (0531) 592-1500
Opens local program for sending emailcorinna.kroner(at)ptb.de

Dr. Bernd Güttler
Leiter der Abteilung 3
Chemische Physik und Explosionsschutz
Telefon: (0531) 592-3010
Opens local program for sending emailbernd.guettler(at)ptb.de

Dr. Armin Sperling
Leiter des Fachbereichs 4.1
Photometrie und Spektroradiometrie
Telefon: (0531) 592-4100
Opens local program for sending emailarmin.sperling(at)ptb.de

Dr. Jörn Stenger
Leiter der Abteilung 6 
Ionisierende Strahlung
Telefon: (0531) 592-6010 
Opens local program for sending emailjoern.stenger(at)ptb.de

Dr. Christian Monte
Leiter des Fachbereichs 7.3
Detektorradiometrie und Strahlungsthermometrie
Telefon: (030) 3481-7246
Opens local program for sending emailchristian.monte(at)ptb.de

Dr. Marion Stoldt
Gruppenleiterin 9.3 
Internationale Zusammenarbeit
Telefon: (0531) 592-9300
Opens local program for sending emailmarion.stoldt(at)ptb.de