Unser lebender Planet: CO2-„Atmung“ der Erde vom Weltraum aus sichtbar

Kohlendioxidlevels zwischen 2002 und 2012
7 September 2013

Seit zehn Jahren beobachten Satelliten die Treibhausgasemissionen auf der Erde. Dabei stellte sich heraus, dass der Anteil von Kohlendioxid trotz internationaler Bemühungen zur Reduzierung der Schadstoffemissionen  weiterzunimmt. Darüber hinaus ergaben die Beobachtungen, dass der jüngste Anstieg des Methangehalts in der Luft höchstwahrscheinlich auf die von Menschen verursachten Treibhausgasemissionen zurückzuführen ist.

Zu den zwei wichtigsten, vom Menschen verursachten Treibhausgasen, die für die globale Erwärmung verantwortlich sind, zählen atmosphärisches Kohlendioxid und Methan.

Messungen im Rahmen der Envisat-Mission von der ESA und des japanischen Beobachtungssatelliten für Treibhausgase namens GOSAT ergaben, dass der globale CO2-Ausstoß zwischen 2003 und 2013 jedes Jahr um etwa 0,5 % zunahm. Auch der Methangehalt stieg seit 2007 um 0,3 bis 0,5 %, nachdem er zuvor einige Jahre stagnierte.

Als Hauptgrund für den Anstieg der CO2-Emissionen in den letzten zehn Jahren gilt die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle, Öl und Gas.

Geographische Muster und zeitlich Schwankungen der Emissionen

Anstieg des Methanlevels

Im Gegensatz dazu sind die Gründe für den Anstieg des Methangehalts schwieriger zu bestimmen, da sie sich aus vom Menschen verursachten und natürlichen Emissionen (wie beispielsweise aus Feuchtgebieten und Biomasseverbrennung) zusammensetzen.

Neben dem Anstieg der Treibhausgase liefern die Satelliten auch viele weitere Erkenntnisse, wie unter anderem die genauen geografischen Muster und zeitlichen Schwankungen der Emissionen.

Die stärksten Schwankungen der CO2-Emissionen ergeben sich durch die verschiedenen Jahreszeiten und die saisonal variierende Fotosynthese der Pflanzen. Die dadurch zu beobachtende „Atmung“ ist in mittleren und höheren nördlichen Breiten am deutlichsten erkennbar. Diese Emissionen sind der Wissenschaft bekannt, da in diesem Teil der Erde ein besonders starker Kohlendioxidaustausch zwischen der Atmosphäre und den Pflanzen entsteht. Grund dafür sind die borealen Waldgebiete, welche der Luft während des Sommers Kohlendioxid entziehen („Einatmung“), während sie es im Winter teilweise wieder absondern („Ausatmung).

Einige CO2-Animationen tendieren dazu, die Kraft der „Erdatmung“ zu unterschätzen

Anstieg des Kohlendioxids in der Atmosphäre

Dr. Buchwitz, Umweltphysiker an der Universität Bremen und wissenschaftlicher Leiter des Treibhausgas-Projekts GHG-CCI der ESA Climate Change Initiative, meint:

„Einige CO2-Animationen tendieren dazu, die Kraft der „Erdatmung“ zu unterschätzen. Wir müssen ihr jedoch mithilfe von anderen Animationen und Methoden weiter auf den Grund gehen.. Das Ziel des GHG-CCI-Projekts ist es, hochwertige Daten über den weltweiten Ausstoß von Kohlendioxid und Methan zu generieren. So können wir präzisere Informationen über die regionalen Quellen und Senken dieser zwei wichtigen, klimarelevanten Gase bereitstellen und dadurch die Klimaprognosen verbessern.“

Zwar können die Hauptquellgebiete von Methangas durch die Satellitenbeobachtungen identifiziert werden, dennoch sind für eine präzise Messung der Emissionswerte technisch fortgeschrittene, animationsbasierte Methoden erforderlich, da auch die atmosphärische Ausbreitung – zum Beispiel durch Wind – berücksichtigt werden muss.

ESA präsentiert neueste Erkenntnisse auf dem Living Planet Symposium in Edinburgh

Verteilung der globalen Methanentwicklung

„Anhand der Satellitendaten können wir detaillierte, räumliche Muster des globalen Methanausstoßes entwerfen, was mit den reinen Bodenmessungen hingegen nicht möglich wäre, wenngleich die daraus resultierenden Daten sehr viel genauer sind“, sagte Dr. Peter Bergamaschi, Wissenschaftler an der Gemeinsamen Forschungsstelle (GFS) der EU in Ispra, Italien.

Die größte wissenschaftliche Herausforderung besteht darin, sowohl den natürlichen als auch den anthropogenen Einfluss auf die atmosphärischen Gase zu identifizieren.

„Eines der wichtigsten Erfordernisse in diesem Bereich ist Kontinuität. Ich hoffe sehr, dass die OCO-2-Mission und die geplante COSAT-2 der NASA die mögliche CO2-Datenlücke zwischen GOSAT und der vorgeschlagenen CarbonSat-Mission schließen kann“, so Dr. Buchwitz.

Die neuesten Ergebnisse aus den Projekten ihrer Climate Change Initiative wird die ESA kommende Woche im Rahmen des „Living Planet Symposium“ in Edinburgh vorstellen.

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