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Klimaforschung : Kohlendioxid über den Subtropen konzentriert

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Die Verteilung von Kohlendioxid in der Atmosphäre im Juli 2008 (in Volumenteilen pro Million) Bild: Nasa

Auf der Basis von sechs Jahre lang mit dem Umweltsatelliten „Aqua“ erhobenen Messdaten haben amerikanische Forscher eine dreidimensionale Karte der Kohlendioxidverteilung in der Erdatmosphäre erstellt.

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          In den vergangenen 50 Jahren ist die Konzentration von Kohlendioxid in der Erdatmosphäre um mehr als 25 Prozent gestiegen. An diesem Messergebnis besteht kein Zweifel. Die Messungen an allen Reinluftstationen zeigen ein und denselben Trend, nicht zuletzt auf dem Mauna Loa auf Hawaii, wo die chemische Zusammensetzung der Luft seit März 1958 ununterbrochen analysiert wird.

          Bei all jenen Registrierungen handelt es sich aber um Punktmessungen in Bodennähe, aus denen eine weltweite Verteilung von Kohlendioxid in der Atmosphäre erst extrapoliert werden muss. Derartige Hochrechnungen beruhen aber auf Modellen und Annahmen und spiegeln deshalb nicht unbedingt die wahren Verhältnisse. Forscher der Nasa und mehrerer kalifornischer Universitäten haben nun eine auf Satellitenmessungen beruhende Karte der globalen Verteilung von Kohlendioxid vorgestellt. Sie zeigt deutlich, dass das Kohlendioxid keineswegs gleichmäßig in der Atmosphäre verteilt ist. Es gibt vielmehr Bänder höherer und niedrigerer Konzentrationen.

          Dreidimensionales Bild der globale Kohlendioxidverteilung

          Was die Analysen betrifft, befinden sich die Klimaforscher heute in einer ähnlichen Situation wie jene Atmosphärenchemiker, die vor Jahrzehnten mit den Messungen des Ozons begannen. Auch sie konnten damals nur punktuell messen. Die erdgebundenen Messapparaturen lieferten jeweils den gesamten Ozongehalt der Atmosphäre oberhalb des Messpunktes. Selbst nachdem Ozonsonden an Wetterballons gehängt worden waren, bekamen die Forscher nur einen Eindruck von der Ozonverteilung mit der Höhe, nicht aber über einem geographisch großen Gebiet. Erst nachdem das Ozon von Satelliten aus gemessen werden konnte, waren die Forscher in der Lage, ein realistisches dreidimensionales Bild der weltweiten Ozonverteilung zu zeichnen.

          Eine vergleichbare Karte der dreidimensionalen globalen Kohlendioxid-Konzentration hat nun eine Forschergruppe um Moustafa Chahine vom Jet Propulsion Laboratory in Pasadena (Kalifornien) vorgestellt. Sie beruht auf einer sechs Jahre langen Messreihe, die von einem Infrarotsensor an Bord des Umweltsatelliten "Aqua" aufgezeichnet worden ist. Wie die Forscher in den "Geophysical Research Letters" schreiben, ist die globale Verteilung des Kohlendioxids keineswegs gleichmäßig. Das gilt vor allem für die mittlere Troposphäre in einer Höhe zwischen fünf und acht Kilometern. In dieser Region gibt es in den subtropischen Breiten auf beiden Hemisphären Bänder, in denen mehr Kohlendioxid vorkommt. Die niedrigsten Konzentrationen finden sich dagegen über dem die Antarktis umgebenden Zirkumpolarstrom, über Grönland sowie über den äquatorialen Gewässern des Atlantischen Ozeans.

          Modelle für Transport von Spurengasen

          Obwohl die Schwankungen kaum mehr als vier Prozent betragen, sind die Messungen von großer Bedeutung. Sie zeigen nämlich, wie das nur in Bodennähe erzeugte Kohlendioxid durch den Strahlstrom am Rand zur Stratosphäre verteilt wird und wie es sich dann innerhalb der darunterliegenden Troposphäre ausbreitet. Aus den Messungen lassen sich nun wesentlich realistischere Modelle des Transports von Spurengasen in der Atmosphäre entwickeln.

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