• Klima, Umwelt und Gesundheit

Messverfahren des EM27/SUN Spektrometers



EM27/SUN

Hintergrundfoto: Dr. Mahesh Kumar Sha, BIRA
Hintergrundfoto: Dr. Mahesh Kumar Sha, BIRA

MESSPRINZIP DES EM27/SUN SPEKTROMETERS

Das Fourierspektrometer nutzt die Sonnenstrahlung, um die entlang des Sehstrahles gemittelten atmosphärischen Gaskonzentrationen zu bestimmen. An der Außenseite trägt das Gerät eine Anordnung motorisch bewegter Spiegel, um dem Sonnenlauf am Himmel zu folgen.

Das Verfahren nutzt die von den Gasmolekülen bewirkte charakteristische wellenlängenabhängige Abschwächung der Sonnenstrahlung. Herzstück ist ein Fourierspektrometer, das die Helligkeit der Strahlung als Funktion der Wellenlänge bestimmt, ohne eine Farbzerlegung der Strahlung mit Prisma oder Beugungsgitter durchzuführen. Alle Anteile des Signals werden gleichzeitig erfasst durch die gezielte Überlagerung der eintreffenden Strahlungswellen, die sich dabei wie Wasserwellen verstärken oder abschwächen.

Die nachfolgende rechnerbasierte Auswertung der gemessenen Helligkeiten als Funktion der Wellenlänge liefert die gesuchten Treibhausgasmengen in der Atmosphäre.

 

KLIMA UND TREIBHAUSGASE

Unsere technische Zivilisation hat den Gehalt der langlebigen Treibhausgase Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4) in der Atmosphäre gegenüber der vorindustriellen Zeit deutlich erhöht - Folge ist eine bereits nachweisbare Erwärmung des Erdklimas!

Die Erde nimmt Energie in Form von Sonnenlicht ein und strahlt langwellige thermische Infrarotstrahlung zurück ins All. Die Atmosphäre beeinflusst diesen Energieaustausch maßgeblich: während die Hauptbestandteile der Atmosphäre Stickstoff und Sauerstoff die austretende thermische Infrarotstrahlung ungehindert passieren lassen, machen Treibhausgase die Atmosphäre für diese Strahlung undurchlässiger und erhöhen so die Temperatur am Erdboden. Um genauere Vorhersagen zur weiteren Entwicklung des Klimas treffen zu können, ist es entscheidend, die Quellen und Senken dieser Treibhausgase noch besser zu verstehen.

Das hier vorgestellte Verfahren erlaubt die robuste Messung von Quellen und Senken der Treibhausgase, indem es die resultierenden kleinen Abweichungen der Treibhausgasmengen in der Atmosphäre detektiert.

EM 27/SUN

Weiterführende Informationen zum EM 27/SUN Fourierspektrometer finden Sie in folgender englischsprachiger Broschüre:

Broschüre EM 27/SUN (Bruker)

Sarah Wiegräfe
Referentin NEULAND
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Innovations- und Relationsmanagement (IRM)

Telefon: +49 721 608 22612
E-Mail: sarah.wiegraefe@kit.edu

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