Auf die Spurensuche nach der Ursache für das zunehmende Ozonloch begaben sich europäische Wissenschaftler mit Hilfe des Forschungsflugzeuges Geophysica.
Geophysica ist der Umbau des Höhenforschungsflugzeuges Myasishchev M55 und kann bis auf eine Flughöhe von 22 km vorstoßen.
Mit an Bord: ein Diodenlaserspek-trometer zur simultanen Bestimmung des H2O- und HNO3-Gehaltes dieser Cirruswolken.
Die Untersuchungen fanden statt unter Leitung von P. Mazzinghi (Istituto Nazionale di Ottica Applicata (INOA), Florenz).
Die zu untersuchenden Cirruswolken (PSC= polar stratospheric clouds) mit Temperaturen von –70 °C bis –90 °C befinden sich in einer Höhe zwischen 15 und 28 km über der Erdoberfläche.
Es wird angenommen, dass Aerosolpartikel, wie z. B. HNO3/H2SO4/H2O und HNO3-nH2O, welche in diesen Cirruswolken der Stratosphäre vorliegen, wesentlich am Ozonabbau beteiligt sind.
An Bord der Geophysica müssen Gaskonzentrationsmessungen sowohl selektiv als auch mit hoher Empfindlichkeit und hoher Geschwindigkeit vorgenommen werden.
Ein prädestiniertes Einsatzgebiet für die Diodenlaserspektroskopie!
Beispielhaft konnten bei der HNO3-Messung bei einer Messzeit von 2,5 s mit einem Single-Mode Bleisalzlaser bei 1.719,3 cm-1 innerhalb der Absorptionszelle 4 ppb HNO3 nachgewiesen werden. Rechnerisch entspricht dies einer Konzentration von 0,1 ppb HNO3 im Bereich außerhalb der Absorptionszelle.
Für eine Messkampagne im Februar 2005 in Aracatuba, Brasilien, wurde das Messsystem mit einem auf CO-Absorption abgestimmten Bleisalzlaser umgerüstet.
Die Befunde zeigen die Inhomogenität der Stratosphäre. Es wurden Substrukturen mit einer Größe von typisch 4 km gefunden. Außerdem wurde erstmals eine Antikorrelation zwischen Kohlenmonoxid- und Ozongehalt entdeckt.
Diese zeigte sich, als an Orten mit erhöhter CO-Konzentration, mit Hilfe eines weiteren unabhängigen Messsystems, eine erniedrigte Ozonkonzentration nachgewiesen wurde.
Dieser Nachweis gilt als neue Erkenntnis in der Klimaforschung!
Referenz: G. Toci, P. Mazzinghi, B. Mielke and L. Stefanutti: “An airborne diode laser spectrometer for the simultaneous measurement of H2O and HNO3 content of stratospehric cirrus clouds” Opt. & Las. Eng. 37, pp. 459-480 (2002).
