Das Methan der Atmosphäre im Visier
Redaktion
/ Pressemitteilung des DLR astronews.com
8. September 2010
Nicht nur der zunehmende Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre sorgt für eine
ständige Erwärmung des Erdklimas, sondern auch der steigende Anteil an Methan.
Die Wirkung dieses Treibhausgases ist sogar noch größer als die von
Kohlendioxid, über seinen Ursprung ist allerdings bislang relativ wenig bekannt.
Die deutsch-französische Satellitenmission Merlin soll dies ändern.

Merlin soll ab 2014 die Konzentration von Methan
in der Erdatmosphäre messen.
Foto:
NASA |
Was im Kleinen funktioniert, funktioniert auch im Großen: Seit
mehreren Jahren spürt ein Messinstrument des Deutschen Zentrums für
Luft- und Raumfahrt (DLR) von einem Hubschrauber aus Methanlecks an
Erdgaspipelines auf. Ab 2014 soll ein ähnliches Instrument in bis zu 650
Kilometern Höhe an Bord eines deutsch-französischen Satelliten seine
Bahnen um die Erde ziehen. Die Klimamission Merlin (Methane
Remote Sensing Lidar Mission) soll aus dem All dem Treibhausgas
Methan (CH4) weltweit auf die Spur kommen.
Das deutsch-französische Gemeinschaftsprojekt verfolgt vor allem ein Ziel:
mehr und genauere Daten über den Ausstoß von Methan zu liefern. Das Gas sorgt
ebenso wie Kohlendioxid (CO2) für die weltweite Erderwärmung. Dabei
ist seine Wirkung 25 Mal so hoch wie die des CO2. Auch wenn es um den
von den Menschen verursachten Anstieg der Menge in der Atmosphäre geht, hat
Methan das Kohlendioxid bereits deutlich überrundet: Seit vorindustrieller Zeit
hat sich das Methanvorkommen in der Atmosphäre mehr als verdoppelt - der Zuwachs
an Kohlendioxid lag in diesem Zeitraum bei "lediglich" 30 Prozent. Ebenso wie
Kohlendioxid gehört Methan zu den Gasen, deren Emission laut Kyoto-Protokoll
reduziert werden soll.
Das Prinzip des Methan-LIDAR (Light Detection and Ranging), also des
"Lichtradars", funktioniert von seiner Position im Weltall genauso wie bei
seinem erdnahen Gegenstück an Bord eines Hubschraubers: Das Messinstrument, das
das DLR gemeinsam mit den Firmen ADLARES GmbH und E.ON Ruhrgas AG entwickelt
hat, sendet Lichtimpulse zur Erde und empfängt die vom Boden reflektierte
impulsförmige Strahlung. Trifft der Impuls auf Methan, wird er dadurch
geschwächt zum Messinstrument zurückgegeben. Auf diese Weise stellt das
Lichtradar auf dem Hubschrauber Lecks an Erdgasleitungen fest, an denen Methan
austritt. Statt lediglich acht Kilometer Leitungen am Tag zur Kontrolle
abzulaufen, können so pro Stunde 50 Kilometer mit dem CHARM-System (CH4
Airborne Remote Monitoring) überprüft werden.
"Das Messprinzip ist also bereits erprobt", betont Peter Schaadt vom
DLR-Raumfahrtmanagement. Das Messinstrument im Weltall hat allerdings keine
Erdgasleitungen im Blick, sondern sucht pro Stunde 25.000 Kilometer nach
natürlichen und vom Menschen verursachten Methanquellen ab. 50 Mal pro Sekunde
wird es den Laserstrahl zur Erde senden und empfangen. "Mit den Messwerten
erhält man dann eine Art Weltkarte mit den atmosphärischen Methankonzentrationen
und sieht auch regionale Unterschiede", sagt Dr. Gerhard Ehret vom DLR-Institut
für Physik der Atmosphäre.
Rund 70 Prozent der globalen Methan-Emissionen werden durch den Menschen
verursacht - zum Beispiel durch Reisfelder, Viehwirtschaft, Biomassenverbrennung
auf Mülldeponien oder Energieerzeugung. Natürliche Quellen sind zum Beispiel
Sümpfe und auftauende Permafrostgebiete. Das bisherige Datenmaterial erlaubt
jedoch kaum Aussagen darüber, welche Quelle wie viel ausstößt. Die Daten, die
der deutsch-französische Klimasatellit bei seinen Erdumrundungen sammelt, soll
Wissenschaftlern beider Länder, Rückschlüsse auf die verschiedenen Quellen für
Methan ermöglichen: Wie wirkt sich die zunehmende Energieproduktion aus? Welche
Auswirkungen haben Permafrostböden, die beim Auftauen Methangas freisetzen? Und
vor allem: Welche Folgen hat dies wiederum für das Klima?
"Die erfassten Daten sind so genau, dass man den Klimasatelliten
beispielsweise auch zur Überwachung von Konventionen wie dem Kyoto-Protokoll
einsetzen könnte", so Ehret. Drei Jahre lang soll der Satellit mit dem
Methan-LIDAR die Atmosphäre - Tag und Nacht, selbst bei leichter Bewölkung - auf
den Methangehalt hin abscannen. Die voraussichtlichen Kosten der Mission, etwa
120 Millionen Euro, werden sich die beiden Kooperationspartner Deutschland und
Frankreich teilen. Merlin ist eine gemeinsame Mission des Deutschen Zentrums für
Luft- und Raumfahrt (DLR) und der französischen Raumfahrtagentur CNES. Das DLR
entwickelt und baut das Messinstrument, den Methan-Lidar. Frankreich bringt die
Satellitenplattform und die Missionskontrolle in die Partnerschaft ein.
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