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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

Dosimeter

Weltweit sind mehr als 23 Millionen Menschen bei der Arbeit zeitweise ionisierender Strahlung ausgesetzt; die natürliche Strahlung ist allgegenwärtig und betrifft jeden. Und das Thema Strahlenschutz wird immer vielfältiger. Neueste Entwicklungen wie etwa gepulste Strahlung in medizinischen, industriellen oder technischen Anwendungen haben dazu geführt, dass immer häufiger Strahlungsfelder von...

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Aus einem Autoauspuff kommt Abgas.

Für bessere Luft in den Innenstädten und Klimaschutz – das Zählen von Rußpartikeln soll zukünftig fester Bestandteil der Abgasuntersuchung von Diesel-Pkw sein. Diese Aufgabe erfordert eine ganz neue Art von Messgeräten, die erst einmal entwickelt, geprüft und von den Werkstätten beschafft werden müssen. Um hier eine einheitliche Qualität zu gewährleisten, hat die Physikalisch-Technische...

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Untertagelaboratorium UDO II der PTB

Nach Tschernobyl wurden weltweit Netzwerke von Messstationen eingerichtet, um die Radioaktivität und Ortsdosisleistung in der Umwelt flächendeckend zu überwachen. Heute sind allein in Europa mehr als 5500 solcher Messstationen nationaler Frühwarnsysteme im Einsatz, die mit hochempfindlichen Dosimetern die Ortsdosisleistung überwachen und ihre Messdaten rund um die Uhr, im Stundentakt, an das Joint...

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Aus einer Messapparatur der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig ist eine Menge von 26 Mikrogramm des radioaktiven Edelgases Krypton-85 über den Schornstein in die Atmosphäre entwichen. Diese Menge entspricht einer Aktivität von 375 MBq (Megabecquerel). Im Sinne der Strahlenschutzverordnung handelt es sich damit um ein bedeutsames Vorkommnis, das entsprechend dem...

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In einer neuen behördenübergreifenden Arbeitsgemeinschaft „Advanced Materials“ soll unter der Leitung des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) ein Expertengremium, darunter auch PTB-Experten, mögliche Gesundheits- und Umweltrisiken von „Advanced Materials“ bewerten. Es soll den zukünftigen Umgang mit den fortschrittlichen Werkstoffen, zu denen auch neue Nanomaterialien zählen, regulatorisch...

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Unter der Leitung des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) will ein Expertengremium die möglichen Gesundheits- und Umweltrisiken von „Advanced Materials“ bewerten. Es soll den zukünftigen Umgang mit dieser vielfältigen und beinah unüberschaubaren Materialklasse regulatorisch und im Sinne der Risikofrüherkennung beleuchten. Das Auftaktgespräch mit teilnehmenden Personen aus Ministerien,...

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Elektronenmikroskopisches Bild der säulenartigen Nanostrukuren auf der Silizium-Oberfläche der Photodiode (Quelle: T. Pasanen/Aalto Univ.)

Photodioden für den ultravioletten (UV-) Spektralbereich werden in einer Vielzahl von Anwendungen wie zum Beispiel der Spektroskopie, Bildgebung, Flammendetektion, Wasseraufbereitung und Biotechnologie eingesetzt. Ihre Empfindlichkeit ist aber bisher durch Verlustprozesse stark limitiert. Mit einer neuartigen Photodiode konnte die Quantenausbeute von rund 80 % auf über 130 % gesteigert werden.

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Das Infraschall-Wiedergabesystem besteht aus zwei Schallerzeugern (Kopfhörerkapseln in einem luftdichten Metallgehäuse). Über einen Schlauch wird der Schall zu einem gemeinsamen Einsteckhörer geleitet.

Infraschall steht mit der steigenden Zahl von Emissionsorten in unserer Umwelt zunehmend im gesellschaftlichen Interesse. Zusammen mit der Universität Magdeburg hat die PTB untersucht, wie der Mensch Infraschall über das Gehör wahrnimmt und ob die Detektionsschwelle eines Infraschall- Signals davon abhängt, ob es aus einem oder mehreren Tönen besteht. Das erlaubt Rückschlüsse auf die Wahrnehmung...

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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

Koordinatoren 
Dr. Olav Werhahn
Telefon: (0531) 592-3022 
Opens local program for sending emailolav.werhahn(at)ptb.de

Jantje Kalin
Telefon: (0531) 592-2007
Opens local program for sending emailjantje.kalin(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. 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