Fühler der dünnen Luft

- Kathrin Höppner hat einen der höchsten Arbeitsplätze Deutschlands. Sie erforscht im Schneefernerhaus, auf der Zugspitze, was in den obersten Atmosphärenschichten der Erde, 87 Kilometer über der Oberfläche, passiert.

Um die Luftbewegungen, Temperaturen und die chemische Zusammensetzung in solcher Höhe, in der so genannten oberen Mesosphäre zu erkunden, hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in der Umweltforschungsstation das neue Gerät GRIPS 3 aufgebaut. "Hier auf der Zugspitze haben wir keine störenden Einflüsse auf unsere Messungen aus den unteren Atmosphärenschichten", erklärt die Geografin Höppner, warum sie in rund 2600 Meter Höhe ihr Experiment eingerichtet haben.

Über einen tellergroßen Spiegel fängt sie dort" zusammen mit mehreren Kollegen, Licht aus der Mesosphäre ein. Dieses Licht strahlt in einer ganz bestimmten Wellenlänge im Infrarotbereich, so dass die Forscher genau wissen, wo es herkommt.

In der Mesosphäre beträgt die Luftdichte nur noch ein Millionstel derjenigen auf dem Erdboden", erklärt Professor Stefan Dech der Leiter des GRIPS 3-Projekts.

Dort oben reagiert die Atmosphäre früher auf Klimaveränderungen als unmittelbar über dem Erdboden. Deshalb hoffen die Atmosphärenforscher die Mesosphäre als künftiges Frühwarnsystem für Klimasignale einsetzen zu können.

Zudem haben sie entdeckt, dass diese hohen Luftschichten für die Simulation des globalen Klimas eine große Rolle spielen. Denn in 87 Kilometer Höhe wirken noch so genannte Schwerwellen aus den unteren Stockwerken der Atmosphäre.

"Schwerewellen entstehen, wenn Luftmassen auf Hindernisse wie Berge treffen und aufsteigen", erklärt Dech. "Die Wellen können sich bis in die Mesosphäre ausbreiten und dort die globale Zirkulation bremsen oder beschleunigen. Dieses Phänomen muss in zukünftige Klimaberechnungen mit eingehen", fordert der Atmosphärenforscher.

Aber GRIPS 3 kann noch mehr: Wenn Klimaforschung fundiert sein soll, dann muss ein Wert, der zum Beispiel mit einem Satelliten gemessen wird, noch mit einem zweiten Gerät überprüft werden. Die Forscher werden dafür GRIPS 3 verwenden.

Zudem wird das DLR das Messgerät beim Aufbau des deutschen Frühwarnsystems für Tsunami-Ereignisse in Indonesien einsetzen. "Wenn ein Erdbeben im Meer das Wasser anhebt, erzeugt es eine vertikale Luftwelle", erklärt Kathrin Höppner. "Diese setzt sich bis in die Mesosphäre fort, in der wir mit GRIPS 3 die Temperaturen messen können. Eine solche Welle löst eine Änderung der Temperatur um etwa 30 Grad Celsius aus." Sobald man diese plötzliche Schwankung registriert habe, könnte man die betroffenen Regionen warnen, bevor die Tsunami-Welle die Küste erreicht hat.

Etwa zwei mal pro Monat muss Kathrin Höppner nun auf die Zugspitze hinauf fahren, um GRIPS 3 zu warten. Sie freut sich über den Job: "Einen schöneren Arbeitsplatz kann ich mir nicht vorstellen."

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