Hochaufgelöste Visualisierung zeigt, wie Emissionen von Luftströmungen verweht werden Verwehte CO2-Emissionen sichtbar gemacht - scinexx | Das Wissensmagazin
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Hochaufgelöste Visualisierung zeigt, wie Emissionen von Luftströmungen verweht werden

Verwehte CO2-Emissionen sichtbar gemacht

Transport der nordamerikanischen CO2-Emissionen im Jahresverlauf. © NASA/ Goddard Space Flight Center/ K. Sharghi

Vom Wind verweht: Viele Kohlendioxid-Emissionen bleiben nicht in der Region, die sie verursacht. Stattdessen werden sie von großräumigen Luftströmungen mitgerissen und verbreitet. Wie und wohin Winde die CO2-Emissionen im Laufe des Jahres tragen, haben nun NASA-Forscher mit hochaufgelösten Animationen sichtbar gemacht – faszinierend und besorgniserregend zugleich.

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Dass Verkehr, Industrie und Energieproduktion gerade der Industrie- und Schwellenländer große Mengen an CO2 in die Atmosphäre pusten, ist bekannt. Auch wo die größten Emittenten sitzen, ist relativ unstrittig. Was aber mit den Emissionen passiert, wenn sie einmal in der Luft angelangt sind, das haben jetzt erstmals Forscher des Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt sichtbar gemacht.

Für ihre hochauflösenden Visualisierungen nutzen die Wissenschaftler CO2-Messdaten des Satelliten Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2) und von bodengestützten Messstationen. Mit diesen Daten fütterten sie das am Institut entwickelte Atmosphärenmodell GEOS-5, das Luftströmungen und Klimaverhältnisse 64 Mal genauer abbilden kann als die meisten herkömmlichen Atmosphärenmodelle. Dadurch konnten die Forscher erstmals im Detail sichtbar machen, wie und wohin das emittierte CO2 im Laufe einer zwei Jahres-Periode von 2005 bis 2007 verdriftet wurde.

Rote Wirbel über der Nordhalbkugel

„Es ist faszinierend zu sehen, wie lokale Quellen und Wettersysteme großräumigere regionale Gradienten des CO2 erzeugen“, erklärt Projektleiter Bill Putman. „Simulationen wie diese helfen dabei, die Ströme der natürlichen und anthropogenen CO2-Emissionen rund um den Globus besser zu verstehen.“ Die Farben der Simulation zeigen dabei die Konzentrationen des CO2 an – rot und violett stehen für hohe Werte, gelb, grün und blau für niedrigere. Weiße Schlieren repräsentieren Emissionen von Kohlenmonoxid.

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Deutlich ist zu erkennen, dass die meisten CO2-Quellen auf der Nordhalbkugel liegen – in den stärker industrialisierten Ländern. Ihre Emissionen werden von den in mittleren Breiten vorherrschenden Westwinden vorwiegend in östlicher Richtung verdriftet. In Äquatornähe kehrt sich diese Richtung um, in den mittleren Breiten der Südhalbkugel dominiert dann wieder die Ostverwehung.

Transport der nordamerikanischen CO2-Emissionen im Jahresverlauf., Verwehung der CO2-Emissionen Chinas und Südostasiens im Laufe eines Jahres.© NASA/ Goddard Space Flight Center/ K. Sharghi, NASA/ Goddard Space Flight Center/ K. Sharghi

Starke Drift über Nordamerika, Glocke über China

Neben der globalen Visualisierung erzeugten die Forscher auch Teilausschnitte, die Nordamerika, Südostasien und Afrika genauer zeigen. Bei Nordamerika ist deutlich zu erkennen dass die meisten CO2-Emissionen von den Ballungsgebieten entlang der Ostküste und der Pazifikküste ausgehen. Sie bleiben zum größten Teil nicht über dem Kontinent stehen, sondern werden fast vollständig nach Osten über den Atlantik weggetragen.

Transport der nordamerikanischen CO2-Emissionen im Jahresverlauf., Verwehung der CO2-Emissionen Chinas und Südostasiens im Laufe eines Jahres.© NASA/ Goddard Space Flight Center/ K. Sharghi, NASA/ Goddard Space Flight Center/ K. Sharghi

Im Gegensatz dazu sind die Emissionen in Asien weitaus ortsfester. Der große Bereich der erhöhten CO2-Werten bewegt sich zwar turbulent, verteilt sich aber weniger stark. Der Grund dafür ist der Himalaya: Das Hochgebirge wirkt wie eine Barriere und lenkt die Westwinde um, so dass sie die Emissionen weniger effektiv verwehen, wie die Forscher erklären.

(NASA, 19.11.2014 – NPO)

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