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.

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.

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.

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).