Tickende Zeitbomben besser vorhersehen
ETH Zürich setzt auf Adlershofer Spektrometerexpertise
Exakte Vorhersagen über Zeitpunkt, Art und Stärke von Vulkanausbrüchen, Erdbeben, Tsunamis, das Abschmelzen der Gletscher oder andere Naturkatastrophen sind heute noch nicht möglich. Für mehr Klarheit werden unter anderem räumlich und zeitlich hoch aufgelöste meteorologische Daten benötigt. Einen Fortschritt bei der Gewinnung dieser Daten soll das Projekt „Solusar“ (Solar Lunar Spectrometer for Atmospheric Research) bringen, an dem das im Adlershofer Technologiepark ansässige ISAS Institute for Analytical Sciences mitwirkt.
Wasserdampfschwankungen bestimmen
Gemeinsam mit der ETH Zürich und dem Geoforschungzentrum Potsdam entwickeln die Adlershofer zurzeit ein Messsystem, mit dem die präzise Bestimmung des Wasserdampfgehalts in der Troposphäre (Wetterzone) möglich sein wird. Wasserdampf ist maßgeblich an thermodynamischen Prozessen in der Erdatmosphäre beteiligt und stellt eine der zeitlich und räumlich variabelsten Größen dar. Gelingt es diese Veränderungen genauer zu messen, kann der Einfluß des Wasserdampfes auf die Laufzeit der GPS-Signale von Satelliten entsprechend berücksichtigt und die Genauigkeit der GPS-Topogaphie wesentlich erhöht werden. Wissenschaftler wie Prof. Hans-Gert Kahle vom Institut für Geodäsie und Photogrammetrie der EHT Zürich fordern von dem Verfahren, z.B. für die Meereshöhenbestimmung oder eine mögliche Erdbeben-Vorhersage, Ortsauflösungen bis in den Millimeterbereich hinein.
Messungen auch bei Mondschein
Dafür sind die Erfahrung von Dr. Stefan Florek und seinem Team gefragt. Heute eingesetzte Mikrowellen-Radiometer messen den Wasserdampfgehalt zwar relativ sehr exakt, aber nicht absolut. „Wir gehen zurück zu den Anfängen der optischen Spektroskopie“, erklärt Florek, „und messen die Absorptionslinien des atmosphärischen Wasserdampfes im nahen infraroten Spektralbereich bei 800 nm. Diese Absolutmethode liefert sehr genaue Werte für den Wasserdampfgehalt, welche dann als Korrektur in die Auswertungsalgorithmen der Radiometer- und GPS-Daten eingegeben werden.“ Anknüpfend an ein Projekt aus dem Jahr 2005, bei der die Sonne als Hintergrundstrahler Voraussetzung für die Messungen war, sollen diese jetzt auch nachts, wenn der Mond scheint, möglich sein. „Das ist in diesem Themenkomplex bereits die dritte Dissertation gemeinsam mit der ETH Zürich“, so Florek. Seit zehn Jahren kooperiert das ISAS mit der Schweizer Universität. Stefan Münch, Doktorand an der ETH Zürich, hat sich für seine Dissertation jetzt vorgenommen, nicht nur rund um die Uhr den Wasserdampfgehalt in der Atmosphäre zu messen, sondern die Messungen von einem Schiff oder einer bewegten Plattform aus durchzuführen. Zwei Prototypen eines mobilen, autark arbeitenden und preisgünstigen Messsystems werden dazu gerade entwickelt. Die Adlershofer werden das hochauflösende Sonnenspektrometer mit einer Baugröße von nur 40 cm sowie das aktive Teleskop beisteuern die Elektronik und Software kommt von der ETH. Münch will bereits 2008 in der Ägäis mit seinen Messungen starten. Viele werden zukünftig von der genaueren GPS-Topographie profitieren können.
Kontakt:
Dr. Stefan V. Florek
Tel.: 6392-3564
E-Mail: florek(at)isas.de