Meteoriten als “Helfer” für Messungen in der Mesosphäre Radar soll Klimastreit beilegen - scinexx | Das Wissensmagazin
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Meteoriten als “Helfer” für Messungen in der Mesosphäre

Radar soll Klimastreit beilegen

Radarobservatorium in der Antarktis © University of Bath

Ein neuer Forschungsradar in der Antarktis soll eine der heiß diskutierten Kontroversen im Zusammenhang mit dem Klimawandel endlich klären: Kühlt sich die obere Atmosphäre tatsächlich ab, während sich die unteren Schichten langsam erwärmen? Der Radar nutzt Meteoriten, die die äußersten Atmosphärenschichten durchfliegen, als „Assistenten“ für seine Messungen.

Die so genannte Mesosphäre, in Höhen von rund 80 bis 100 Kilometern, war bisher nur schwer zu vermessen und gilt als der am wenigsten erforschte Teil der gesamten Erdatmosphäre. Der Luftdruck in dieser Höhe ist zu niedrig, um ein Messflugzeug zu tragen und auch Wetterballons, die unter anderem zur Messung des stratosphärischen Ozons genutzt werden, können nicht weit genug aufsteigen. Für Satelliten dagegen ist die Dichte noch immer zu hoch, sie beginnen bereits zu verglühen, wenn sie in die Mesosphäre absinken.

Das an der Rothera-Forschungsstation der Antarktis eingerichtete Radarobservatorium gibt Wissenschaftlern jetzt die Möglichkeit, diese äußersten Schichten der Erdatmosphäre, unmittelbar am Übergang zum Weltraum, genauer zu erkunden. Sie wollen auch mehr über die komplexen Wellen, Gezeiten und andere Mechanismen herausfinden, die die Mesosphäre mit den niedrigeren Atmosphärenschichten verbindet.

“Glücklicherweise liefert uns die Natur eine ausgezeichnete Antwort auf das Problem der Mesosphärenforschung”, erklärt Professor Nick Mitchell, Leiter der Ingenieurswissenschaften an der Universität von Barth. „Meteore oder Sternschnuppen verglühen in der Mesosphäre, Sie driften dabei wie Wetterballons und wir können Radarwellen von der Erde aus nutzen, um aus ihrer Reflexion von den Meteoren zu schließen, wie schnell sie sich bewegen und so die Winde am Rand des Weltraums messen.“

“Die schwächer werdenden Radiowellenechos der Meteore erlaubt es uns auch, die Temperatur der Atmosphäre zu messen. Wir können tausende von Meteoren an einem Tag detektieren und mit ihrer Hilfe die Wellen und Gezeiten erforschen, die unseren Planeten kontinuierlich umfließen.“

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Die Mesosphäre spielt auch in der aktuellen Diskussion um den Klimawandel eine prominente Rolle. Insbesondere für den oberen Bereich der Atmosphäre weichen die Messungen vom Boden und von Satelliten aus voneinander ab und sind bisher insgesamt zu ungenau, um eindeutig festzustellen, ob sich diese Regionen ebenfalls erwärmt haben oder ob hier, wie Satellitenmessungen andeuten, stattdessen eine Abkühlung erfolgt ist.

„Die Mesosphäre ist mal als Frühwarnsystem, als ‚Kanarienvogel der Bergleute’ für den Klimawandel bezeichnet worden“, erklärt Mitchell. „Sie reagiert sehr sensibel und die Veränderungen hier könnten größer sein als in anderen Teilen der Atmosphäre.“ Erste Hinweise auf einen Wandel könnten nach Ansicht der Forscher die Sichtungen von leuchtenden Nachtwolken sein – ungewöhnlichen Mesosphärenwolken, die nur über den polaren Regionen zu sehen sind. Diese Wolken sind vor 1985 noch gar nicht beobachtet worden und könnten daher möglicherweise auf den Beginn einer länger anhaltenden Abkühlung der oberen Atmosphäre hindeuten.

Der neue Radar ist das letzte Element in einem globalen Radarnetz und soll im Tandem mit einem identischen Radar im schwedischen Kiruna, oberhalb des Polarkreises, eingesetzt werden, um insbesondere Unterschiede zwischen der arktischen und antarktischen oberen Atmosphäre zu erforschen. „Wir wissen, dass es große Unterschiede weiter unten in der Atmosphäre gibt. SO ist beispielsweise das Ozonloch in der Stratosphäre in der Antarktis größer als in der Arktis, aber wir wissen noch nicht, wie die Unterschiede in größeren Höhen aussehen“, so Mitchell.

(University of Bath, 25.05.2005 – NPO)

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