Wie kommen Schwankungen des Erdklimas zustande? Es gilt als sehr wahrscheinlich, dass die globale Erwärmung durch den menschengemachten Anstieg von Treibhausgasen wie Kohlendioxid (CO2) oder Methan verursacht wird.
Unklar ist jedoch, wie sich diese Veränderung auf die vielfältigen Prozesse im Klimasystem der Erde auswirkt. Vom 17. und 19. April 2018 diskutieren international renommierte Klimaforscher und Vertreter internationaler Organisationen, welche Beiträge die Luft- und Raumfahrtforschung zu einem besseren Verständnis der Vorgänge in der Atmosphäre leisten kann und wie die negativen Auswirkungen des Klimawandels bekämpft werden können. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) veranstaltet die Konferenz zum zweiten Mal gemeinsam mit dem UN Office for Outer Space (UNOOSA).
Satelliten erfassen Erde und Atmosphäre
Durch die Klimaabkommen in Paris (COP21), Marrakesch (COP22) und Bonn (COP23) soll der Ausstoß von Treibhausgasen so weit reduziert werden, dass die globale Erwärmung auf weniger als zwei Grad Celsius beschränkt bleibt. „Das DLR trägt durch seine Forschungsarbeiten – insbesondere in der Luft- und Raumfahrt – dazu bei, die komplexen Prozesse in der Atmosphäre besser zu verstehen und schafft damit die Grundlagen für einen effektiven Klimaschutz.
Mit Hilfe der Erdbeobachtung und Atmosphärenforschung erhalten wir wichtige Daten, um die Klimafolgen und den Globalen Wandel zu erfassen“, sagt DLR-Raumfahrtvorstand Prof. Hansjörg Dittus. „Mit der Konferenz bietet das DLR ein Diskussionsforum für internationale Wissenschaftler und Organisationen, um den aktuellen Forschungsstand zu diskutieren.“
Technik aus dem All: immer präzisere Daten
Seit 2017 erfasst der Satellit Sentinel-5P (Sentinel-5 Precursor; deutsch: Wächter-5-Vorläufer) präzise Daten zu Luftqualität, Ozon und Klimagasen. Mit den Daten des Satelliten können Wissenschaftler nun auch die Quellen der Luftverschmutzung, wie aus Kohlekraftwerken, Raffinerien oder auch Vulkanausbrüchen, bestimmen. Zudem lassen sich auch Veränderungen der Klimagaskonzentrationen und damit die Effektivität von politischen Maßnahmen beobachten.
Sentinel-5P ist Teil des europäischen Erdbeobachtungsprogramms Copernicus, die gewonnenen Atmosphärendaten und Kartenprodukte sind für jedermann frei zugänglich. Im kommenden Jahr soll auch die europäisch-japanische Mission EarthCARE (Earth Clouds, Aerosol and Radiation Explorer) starten.
Sie hat zum Ziel, die Auswirkung von Wolken und Aerosolen auf den globalen Strahlungshaushalt der Erde zu erfassen. EarthCARE wird genaue Messungen zum Einfluss der Sonnenstrahlung am äußeren Rand der Atmosphäre mit Messungen der Wolken- und Aerosoleigenschaften kombinieren und so zum Verständnis des Einflusses von Aerosol und Wolken auf die Strahlung sowie Rückkopplungsprozesse im System Erde-Atmosphäre beitragen. Zudem können Wissenschaftler globale Veränderungen, zum Beispiel der Bebauung, des Zustands der Böden, der Bodenfeuchte oder auch von Bodenhebungen oder -Senkungen mit zahlreichen Erdbeobachtungssatelliten immer genauer erfassen.
Klimawirkung des Luftverkehrs erfassen und mindern
Der Luftverkehr hat einen Anteil von rund zwölf Prozent zum gesamten CO2-Ausstoß des Verkehrssektors. Dazu kommt die Kondensstreifeninduzierte Bewölkung. Diese Wolken können je nach Sonnenstand und Untergrund lokal eine wärmende oder kühlende Wirkung entfalten. Bisherige Forschungsarbeiten legen nahe, dass global die wärmende Wirkung überwiegt. „Im DLR führen wir gezielte Flugzeugmesskampagnen und Modellstudien zur Klimawirkung des Luftverkehrs durch“, sagt DLR-Luftfahrtvorstand Prof. Rolf Henke. „Dabei liefern die Forschungsflugzeuge HALO und Falcon im weltweiten Einsatz Daten zu Klimagasen und Wolkenphysik, die ein wichtiger Baustein für die Verbesserung von Klimamodellen sind.“
Erstmals haben beispielsweise DLR-Forscher mit Messdaten der HALO-Mission ML-Cirrus in einem Klimamodell Kondensstreifen-Zirren des Luftverkehrs eingefügt. Das Modell liefert insbesondere erstmals Daten zu Bedeckungsgrad, optischen Eigenschaften und Strahlungsantrieb der von Flugzeugen hervorgerufenen Eiswolken. In internationaler Partnerschaft mit der NASA hat das DLR im Januar 2018 in der gemeinsamen Flugmesskampagne mit dem DLR A320 ATRA und der NASA DC-8 untersucht, wie geringere Ruß-Emissionen bei alternativen Luftfahrt-Kraftstoffen zu Veränderungen bei Eiskristallen und damit zu einer geringeren wärmenden Klimawirkung führen können.
Technologiesprünge sollen helfen
Die Minderung der Klimawirkung des Luftverkehrs steht auch bei den Themen klimaschonende Flugplanung und Entwicklung neuer Techologien im Fokus der DLR-Forschung. „In europäischer Partnerschaft unternehmen wir heute im Rahmen von CleanSky 2 große Anstrengungen, um umweltfreundliche und klimaschonende Luftfahrttechnologien zu entwickeln“, unterstreicht Henke. „Dabei nimmt das DLR als einer der großen Forschungspartner eine führende Rolle ein.“
Die in Clean Sky 2 anvisierten Technologiesprünge sollen wesentliche Beiträge dazu liefern, dass im Jahr 2050 der Luftverkehr gegenüber dem Jahr 2000 rund 75 Prozent weniger CO2 emittiert. „In Verbünden auf nationaler, europäischer und internationaler Ebene wollen wir unsere Forschungsanstrengungen zur Erfassung und Reduzierung der Klimawirkung des Luftverkehrs zukünftig noch weiter verstärken“, ergänzt Henke und fügt hinzu: „Zudem engagieren wir uns bei der Entwicklung neuartiger Fluggeräte für Rettungs- und Katastrophenschutzeinsätze, deren Hilfe mit dem fortschreitenden Klimawandel noch drängender wird.“
Zur Konferenz haben sich an drei Tagen jeweils 100 Teilnehmer angemeldet. Die internationalen Wissenschaftler kommen aus 10 Ländern: Deutschland, Frankreich, Schweiz, Großbritannien, Italien, Niederlande, Österreich, USA, Kamerun sowie Botswana und tauschen sich in über 30 Redebeiträgen aus. Die Conference on Climate Change 2018 wird nachhaltig ausgerichtet, unter anderem wird dafür mit regionalen Cateringpartnern zusammengearbeitet, die ein nachweislich nachhaltiges Angebot haben. Zudem werden durch die Nutzung von Hotelkontingenten in der Nähe des Veranstaltungsortes keine weiteren Shuttles vor Ort benötigt.
Conference on Climate Change
Die Bilder zeigen die Eröffnung der Conference on Climate Change 2018: Prof. Hansjörg Dittus eröffnet die Konferenz in der Flora in Köln; Stickstoffdioxid-Belastung über Europa: Die Aufnahme von Sentinel-5P zeigt die Stickstoffdioxid-Belastung über Europa am 22. November 2017, mit sehr hohen Werten über der Po-Ebene in Norditalien und über dem Westen Deutschlands. Luftverschmutzungen durch Stickstoffdioxid resultieren hauptsächlich aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe in der Industrie und Abgasen aus dem Straßenverkehr. Das Bild deckt einen großen Teil Europas ab und zeigt damit die Schwadbreite des TROPOMI-Instruments von 2.600 Kilometer. Die Darstellung enthält modifizierte Copernicus-Sentinel-Daten (2017), prozessiert durch KNMI/ESA.
