Satelliteninstrumente im Dienst der Atmosphärenforschung

Weltraumtechnik hilft bei der Fernerkundung der Erde


Prof. Dr. Ulrich Platt
Institut für Umweltphysik
Universität Heidelberg


Vor mehr als einem halben Jahrhundert wurde das erste Bild der Erde vom Weltraum aus aufgenommen. Seither sind Satellitenbilder zum vertrauten Bestandteil unserer Alltagswelt und zu einem unverzichtbaren Hilfsmittel der Wettervorhersage geworden. Einen weiteren wichtigen Entwicklungsschritt über Bilder hinaus stellen spektroskopische Satelliteninstrumente dar. Derartige Instrumente registrieren die von der Erde kommende Strahlung nicht nur in wenigen Spektralbereichen (wie etwa den drei Grundfarben) sondern mit hoher spektraler Auflösung. Die Daten dieser Instrumente erlauben heute die quantitative Bestimmung einer Vielzahl von atmosphärischen Spurenstoffen im globalen Maßstab.

Insbesondere die Differentielle Optische Absorptions-Spektroskopie (DOAS) hat sich seit 1995 als sehr nützliches Werkzeug zur Bestimmung von Spurengasen in der bodennahen Atmosphäre erwiesen. Instrumente wie das Global Ozone Monitoring Experiment (GOME) bzw. GOME-2(A-C), der SCanning ImAging spectroMeter for Atmospheric CHartographY (SCIAMACHY), das Ozone Monitoring Instrument (OMI) und Sentinel-5 (Start Ende 2017) vermessen zahlreiche Komponenten der Luftverschmutzung wie etwa Stickstoffdioxid (NO2), Schwefeldioxid (SO2), Aldehyde (CH2O und CHOCHO), Halogenverbindungen (BrO, IO, OClO) und viele andere, sowie Treibhausgase (CO2, CH4) mit Zeitauflösungen von einem bis wenigen Tagen. Diese Daten haben während der letzten beiden Jahrzehnte die Modellierung der Atmosphärenchemie revolutioniert. Sie ermöglichen die Untersuchung atmosphärenchemischer Prozesse, der zeitlichen Entwicklung der Luftverschmutzung (z.B. der Zunahme in China), der Vulkanemissionen bis hin zur Analyse von wöchentlichen Mustern der Emissionen.

Prof. Dr. Ulrich Platt wurde im Jahr 1989 als Professor für Experimentalphysik an die Universität Heidelberg berufen. Zuvor forschte er viele Jahre am Institut für Atmosphärische Chemie der Kernforschungsanlage Jülich (heute: Forschungszentrum Jülich) sowie am Statewide Air Pollution Research Center der University of Riverside in Kalifornien, USA. 1984 folgte die Habilitation im Bereich Geophysik an der Universität Köln. Von 1990 bis zu seiner Pensionierung im Jahr 2015 war Ulrich Platt Direktor am Heidelberger Institut für Umweltphysik.

In dieser Funktion (und auch als pensionierter Hochschullehrer) leitete und leitet er zahlreiche Forschungsprojekte, die sich mit dem physikalischen Verständnis unserer Umwelt befassen. Sein Arbeitsschwerpunkt ist die Troposphärenchemie sowie die Fernerkundung der Atmosphärenzusammensetzung. Er entwickelte maßgeblich die Methode der Differentiellen Optischen Absorptions-Spektroskopie (DOAS) zur Messung von Schadstoffen und Spurengasen, die er vom Boden aus ebenso wie an Bord von Flugzeugen und Satelliten zur Untersuchung der Atmosphäre einsetzt. Das DOAS - Verfahren hat die Entwicklung von Atmosphärenmodellen revolutioniert.


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