Aerosolmessungen - MeteoSchweiz

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Aerosolmessungen

Aerosole, auch Feinstaub oder PM (engl. Abkürzung für Particulate Matter) genannt, sind für die Untersuchung der Klimaerwärmung von entscheidender Bedeutung. Sie können als Luftverschmutzung gesundheitliche Probleme verursachen und beeinflussen die Wolkenbildung. Mithilfe von Aerosolmessungen lassen sich besondere Ereignisse wie der Transport von Saharastaub, Vulkanasche oder Waldbrände erkennen und analysieren. Die Messungen werden mit In-situ-Messgeräten am Boden und mit Fernerkundungsinstrumenten durchgeführt.

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MeteoSchweiz

Bundesamt für Meteorologie und
Klimatologie MeteoSchweiz

Das Paul Scherrer Institut (PSI) führt im Auftrag von MeteoSchweiz kontinuierliche Aerosolmessungen an der hochalpinen Forschungsstation auf dem Jungfraujoch durch. Diese Messungen sind Teil des Beitrags, den die Schweiz zum GAW-Programm (Global Atmosphere Watch) der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) leistet. Die Qualitätssicherung und die langjährige Auswertung der Daten werden in enger Zusammenarbeit mit der aerologischen Station von MeteoSchweiz in Payerne durchgeführt.

Global Atmosphere Watch (GAW)
Einfach verständliche Informationen über die Aerosolforschung auf dem Jungfraujoch
Expertenwissen zum Aerosol-Monitoring des Paul Scherrer Instituts (PSI)
Aktuelle Aerosolmesswerte vom Jungfraujoch

Den kleinen Partikeln auf der Spur

Die Aerosolproben werden mithilfe von Gasentnahmeköpfen genommen. Im Rahmen der der Aerosolmessung werden folgende Parameter bestimmt:

optische Aerosoleigenschaften: Absorption, Streuung und Rückstreuung sowie deren Wellenlängenabhängigkeit
Konzentrationen von Partikeln und Kondensationskernen, die die Wolkenbildung beeinflussen
Grössenverteilung der Partikel
chemische Zusammensetzung der Partikel

Aus diesen Daten lassen sich wichtige Klimaparameter wie die Extinktion, die Einfachstreualbedo oder Asymmetrieparameter berechnen. Der Wert der Einfachstreualbedo beispielsweise bestimmt das Vorzeichen des Strahlungsantriebs und erlaubt es durch ihre Wellenlängenabhängigkeit, Saharastaubereignisse zu erkennen.

Die Inlets stehen auf einer Terrasse im Freien. Das Inlet in der Bildmitte besteht aus einem vertikal angebrachten Rohr mit einem Metallbehälter an der Spitze, durch den die Luft angesaugt wird. Im Hintergrund Berge und Gletscher. — Zwei Aerosol-Inlets an der Sphinx-Forschungsstation auf dem Jungfraujoch; mit dem Inlet in der Bildmitte werden die Aerosole kontinuierlich abgesaugt.. (© PSI)

Saharastaub-Ereignisse
Wetter und Klima von A bis Z / Saharastaub

Aerosolmessung in der Atmophäre

MeteoSchweiz untersucht und beobachtet Aerosole auch mit Fernerkundungsinstrumenten, die vertikale Profile gewisser Aerosolparameter liefern. Auch Instrumente, die über die gesamte Höhe der Atmosphäre hinweg messen, kommen zum Einsatz. An den Stationen des schweizerischen Klimamessnetzes für alpine Strahlungsbeobachtungen SACRaM wird die Aerosol-optische Dicke gemessen. Diese ist ein Mass für die atmosphärische Trübung und gibt an, wie stark das Sonnenlicht durch die Partikel abgeschwächt wird. Die Aerosol-optische Dicke ist eine wichtige Variable im Strahlungsantrieb der Erde.

Klimamessnetz Stahlungsbeobachtungen (SACRaM)

An der aerologischen Station von MeteoSchweiz in Payerne werden mithilfe von LiDAR-Instrumenten (Light Detection And Ranging) Profile der Rückstreuung von Aerosolen gemessen. Damit lässt sich die Aerosolkonzentration als Funktion der Höhe bis zu 12 Kilometern bestimmen. LiDAR-Systeme sind leistungsstarke Geräte für die Analyse spezifischer klimatischer Bedingungen. Mit Messungen der Massenkonzentration von Aerosolen kann die Luftqualität überwacht werden. Die Messstation Payerne ist Teil des Nationalen Beobachtungsnetzes für Luftfremdstoffe (NABEL), eines gemeinsamen Projekts des Bundesamtes für Umwelt (BAFU) und der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA).