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Klimaforschung per Passagierflugzeug

Klimaforschung per Passagierflugzeug
Autor:

Sandra Wiebe, Laura Kaiser

Quelle:

PKM-Presse

Datum: 24.08.2016

Während Touristen sich auf dem Flug in den Urlaub entspannen, nutzen Klimaforscher Langstreckenflugzeuge, um sich die Erdatmosphäre genauer anzusehen: Koordiniert vom KIT geht es bei der europäischen Forschungsinfrastruktur IAGOS-CARIBIC mit zehn Partnern aus fünf Ländern darum, die Vielzahl physikalischer und chemischer Prozesse in der Atmosphäre zu untersuchen, die unser Klima und die Luftqualität beeinflussen. Die Wissenschaftler messen dafür etwa 100 Parameter, unter anderem alle relevanten Treibhausgase und Aerosolpartikel, kleinste Teilchen, die etwa für die Wolkenbildung eine wichtige Rolle spielen.
„Sowohl natürliche Prozesse als auch menschliche Aktivitäten stoßen jährlich Giga-Tonnen von Partikeln sowie von mehr als 1000 verschiedenen Spurengasen aus, die in der Atmosphäre in komplexen Reaktionen chemisch umgewandelt werden. Anschließend werden sie ausgewaschen, am Boden abgelagert oder aber sie verbleiben in der Atmosphäre. Dadurch ergeben sich Änderungen in der Zusammensetzung der Erdatmosphäre, die sich auf das Klima auswirken“, erläutert Projektleiter Andreas Zahn vom KIT. Um diese besser zu verstehen, benötigen die Wissenschaftler Daten aus der ganzen Welt, in verschiedenen Höhen und – um Änderungen nachzuweisen – über einen Zeitraum von weit über zehn Jahren.
Das Messlabor CARIBIC kann diese Daten erfassen. Bei vier Flügen pro Monat fliegt es im Frachtraum eines modifizierten Passagierflugzeugs von Lufthansa mit. Momentan untersuchen 16 Messinstrumente kontinuierlich die Luftzusammensetzung und sammeln Proben von Spurengasen und Aerosolpartikeln. „Wir suchen uns aus den Flugplänen die Strecken heraus, die für unsere Fragestellungen interessant sind. Flüge nach Japan ermöglichen etwa, den Einfluss großflächiger Steppenbrände in Sibirien auf die Atmosphäre zu untersuchen, auf Flügen Richtung Südamerika und China beobachten wir Abgasfahnen großer Ballungszentren“, sagt Zahn.
Ein entscheidender Vorteil der Flugzeug-Messungen ist, dass sie sehr genau und detailliert sind. Sie bilden die Schnittstelle zwischen Boden- und Satellitenmessungen. „In der Flughöhe von neun bis zwölf Kilometern spielt sich der Großteil der für den Treibhauseffekt verantwortlichen Prozesse ab“, erklärt der Atmosphärenforscher. Als Beispiel nennt er Aerosolpartikel, die nach Vulkanausbrüchen in dieser Höhe hängen bleiben. Sie absorbieren Sonnenstrahlung, was zu einer Erwärmung der umgebenden Atmosphäre führt. Die CARIBIC-Messungen haben gezeigt, dass dieser Strahlungseffekt der Partikel eine signifikante Rolle spielt und zum Beispiel in den Jahren 2008 bis 2013 doppelt so hoch war, wie Atmosphärenmodelle dies berechnet hatten.

Größere Artenvielfalt führt zu mehr Dienstleistungen

Eine blühende Wiese – ein natürliches Ökosystem mit einer großen Vielfalt an Tier- und Pflanzenarten. Neben dem ästhetischen Wert erbringt das Ökosystem jedoch auch viele Dienstleistungen für den Menschen: So tragen die Lebewesen im Ökosystem etwa zur Bodenbildung bei, zur Lebensmittelproduktion und die Nutzung als Erholungsraum. „Jedes Jahr verschwinden weltweit mehrere tausend Tier- und Pflanzenarten von der Erde“ sagt Wolfgang Wilcke, Professor am Institut für Geographie und Geoökologie am KIT. „Welchen Einfluss die schwindende Artenvielfalt auf die natürlichen Dienstleistungen hat, wurde bisher meist nur anhand einzelner Organismen-Gruppen wie der Pflanzen erforscht.“ Nun haben mehr als 300 Wissenschaftler, darunter auch Wilckes Arbeitsgruppe, erstmals alle Ebenen entlang einer Nahrungskette in unterschiedlich intensiv genutztem Grünland untersucht. Hierbei haben sie auch bislang eher vernachlässigte Artengruppen wie Pilze und Mikroorganismen, die den Boden beleben, berücksichtigt. Ihre Ergebnisse haben die Forscher nun in der Fachzeitschrift „Nature“ vorgestellt. Die Arbeit zeigt: „Ein artenreiches und von vielen Individuen aus allen Ebenen der Nahrungskette bevölkertes Ökosystem erbringt die umfangreichsten Ökosystem–Dienstleistungen“, so Wolfgang Wilcke. „Sehr wichtig ist auch die Vielfalt bislang eher unbeliebter Insekten und unscheinbarer Bodenorganismen“. So wirken Insekten als Bestäuber und Bodenorganismen erhöhen die Bodenfruchtbarkeit durch Zersetzung und den Rückhalt von Nährstoffen wie Stickstoff und Phosphor. In den von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Biodiversitäts-Exploratorien sammelten die Wissenschaftler Daten zu insgesamt 4600 Tier- und Pflanzenarten aus neun Gruppen der Nahrungskette. Sie erhoben die Daten auf 150 Grünlandflächen in Deutschland. Die Arbeitsgruppe von Wolfgang Wilcke untersuchte dabei den Nährstoffkreislauf, der als unterstützende Dienstleistung gilt, und dafür sorgt, dass die Ökosysteme überhaupt funktionieren. „Der Zusammenhang zwischen Biodiversität und Ökosystem-Dienstleistungen ist noch komplexer als bislang vermutet. Maßnahmen zur Erhaltung von Arten sollten deshalb in Zukunft noch größeres Gewicht erhalten“, so Wilcke. 

KASTEL – Kurzfilmwettbewerb

Wir kommunizieren per E-Mail, posten in sozialen Netzwerken, recherchieren und kaufen online ein: Ein Leben ohne Internet ist im privaten wie im öffentlichen Leben kaum noch vorstellbar. Mit der Bedeutung des Datenaustauschs über das Internet wächst aber auch die Bedrohung, dass durch Hackerangriffe Informationen gestohlen werden. Um ein Bewusstsein für Probleme im Bereich der IT-Sicherheit zu schaffen, möchte KASTEL, das Kompetenzzentrum für angewandte Sicherheitstechnologie am KIT, in Zusammenarbeit mit Nachwuchsfilmkünstlerinnen und Nachwuchsfilmkünstlern das Thema IT-Sicherheit aufbereiten und einem breiten Publikum präsentieren. Hierfür veranstaltet KASTEL einen Kurzfilmwettbewerb, bei dem Filminteressierte mit künstlerischer, journalistischer oder ähnlicher Ausbildung ihr Konzept einreichen können. Wichtig ist hierbei, dass diese Filme einen Bereich der IT-Sicherheit oder des Datenschutzes näher beleuchten. Die besten drei Konzepte werden bei der Umsetzung gefördert. Der Einsendeschluss für die Kurzfilme ist am 02.09.2016 um 18 Uhr. Weitere Informationen und Anmeldung unter: http://www.kastel.kit.edu/film.php