Logo PTB
Symbolbild "Zeitschriften"

Klimaänderungen auf der Spur

Wenn der Mikrosatellit PICARD im Jahr 2009 seine Umlaufbahn erreicht hat, werden eine Reihe von Filterradiometern an Bord sein, die von der PTB kalibriert wurden. Sie werden Bestandteil des sogenannten PREMOS-Moduls sein, das die totale und die spektrale solare Bestrahlungsstärke sowie deren zeitliche Variation messen soll. Sechs dieser zwölf Filterradiometer werden die Sonnenstrahlung im ultravioletten Spektralbereich messen, der vermutlich einen besonders großen Einfluss auf das Erdklima hat.

Durch genaue Kontrolle des Kristallwachstums in einer Molekularstrahl-Epitaxie-Anlage können die elektrischen Eigenschaften von Halbleiterstrukturen gezielt eingestellt werden.

Konzipiert wurde das PREMOS-Modul (Precision Monitoring of Solar Variability) im Physikalisch-Meteorologischen Observatorium Davos / World Radiation Center. In Kooperation mit ihm hat die PTB die für die Filterradiometer notwendigen Halbleiterphotodetektoren charakterisiert, um diejenigen auszuwählen, die eine ausreichend homogene Verteilung der spektralen Empfindlichkeit über der Detektorfläche aufweisen sowie unter Einstrahlung harter UV-Strahlung stabil sind. Nur so messen sie die solare Bestrahlungsstärke genau genug.

Die Filterradiometer wurden dann in Davos zusammengebaut und anschließend am UV- und NIR-Kryoradiometer-Messplatz der PTB kalibriert. Mit ihm stellt die PTB seit 2005 die spektrale Empfindlichkeit von Strahlungsdetektoren unter anderem im ultravioletten Spektralbereich dar. Durch den Einsatz einer einzigartigen Hochleistungsplasma-Strahlungsquelle steht insbesondere im Bereich zwischen 200 nm und 300 nm eine durchstimmbare Strahlungsquelle mit der weltweit höchsten spektralen Strahlungsleistung zur Verfügung. So werden in diesem Spektralbereich bei der Kalibrierung der spektralen Empfindlichkeit von Strahlungsempfängern äußerst geringe Messunsicherheiten (von etwa 0,1 %) erreicht. Dies und die hohe spektrale Strahlungsleistung im UV waren für das Physikalisch-Meteorologische Observatorium in Davos ausschlaggebend, die umfangreichen Messungen bei der PTB durchführen zu lassen. Die von den Filterradiometern mit der geringen Messunsicherheit im All gemessene solare Bestrahlungsstärke im ultravioletten Spektralbereich wird eine weitere metrologische Grundlage für die meteorologische Bewertung des Klimawandels bieten.