Hightech-Ballon beobachtet in 40 Kilometern Höhe den Ozonschicht-Killer Brom
Zum Glück sind FCKW aus Spraydosen verschwunden. Doch kaum bekannt ist, dass auch Brom der Ozonschicht zusetzt. Doch wie schlimm wirkt Brom? Und wie viel schwebt in der Atmosphäre? Das klärt aktuell eine deutsche Expedition mit einem Hightech-Ballon, der in 40 Kilometern Höhe über Kanada schwebt.
Der Forschungsballon beim Start in Ontario/Kanada: Der Ballon, ausgestattet mit deutscher Messtechnik, kann bis in 40 Kilometer Höhe aufsteigen. Dort soll er die Konzentration von klimaschädlichem Brom messen.
Foto: DLR/Hermann Oelhaf
Der am Sonntag in Timmins in Ontario in Kanada gestartete Ballon hat mit einem Heißluftballon, der majestätisch über den Städten schwebt, nur noch wenig zu tun. Der Ballon ist rund 400 000 Kubikmeter groß, kann rund 760 Kilogramm heben und bis in die Stratosphäre in fast 40 Kilometern schweben. Dort oben befindet sich vor allem die Ozonschicht. Und genau diese ist der Grund für die ungewöhnliche Ballonfahrt.
Denn der Ozonschicht setzt nicht nur Chlor zu. Auch Brom gilt als ausgesprochen schädlich, allerdings ist nur wenig über seine Verbreitung, Konzentrationen und genaue Wirkung in der Stratosphäre bekannt. Das soll nun der Ballon ändern, den das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), das Deutsche Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) und die Universität Heidelberg mit einer Kombination komplexer Messinstrumenten ausgestattet haben.
Instrumente messen aus der Ferne
An Bord hat der Ballon das Infrarot-Spektrometer MIPAS-B des KIT, das Fernes-Infrarot-/Sub-mm-Spektrometer TELIS des DLR und das UV-/vis-Spektrometer mini-DOAS der Uni Heidelberg. Die Instrumente sollen sich bei der Messung stratosphärischer Substanzen ergänzen. „Neben Temperatur und Wolkenparametern kann diese weltweit einzigartige Kombination von Instrumenten rund 40 ozon-und klimarelevante Spurengase simultan messen“, erklärt der Projektleiter Hermann Oelhaf vom KIT.
Die Instrumente messen allerdings nicht das Brom direkt an Ort und Stelle, sondern können auch die Bromkonzentrationen in entfernten Bereichen messen. Dazu messen sie die elektromagnetische Strahlung und schließen daraus auf atmosphärische Parameter. Über diesen Umweg können die Forscher auch wichtige Bromsubstanzen wie Bromoxyd und Bromnitrat feststellen. Dadurch haben die Forscher endlich die Möglichkeit, die Gesamtmenge an Brom in der Stratosphäre zu bestimmen und damit die Gefährlichkeit einzuschätzen.
Brom rückt erst seit ein paar Jahren in den Fokus
Anders als Chlor ist Brom erst seit ein paar Jahren als Schadstoff für die Ozonschicht im Fokus der Forschung. Brom wird in Brandschutzmaterialien, Feuerlöschern, Pestiziden und Fungiziden verwendet, gelangt aber auch aus natürlichen Quellen in die Luft.
In der riesigen Gondel sind drei Messinstrumente untergebracht, die zusammen 760 kg wiegen. Sie sollen die Lücken der Forschung zur Brom-Konzentration in der Stratosphäre schließen.
Quelle: DLR/Hermann Oelhaf
„Obwohl die Konzentration von Brom in der Stratosphäre mehr als hundertmal geringer ist als die Konzentration von ebenfalls ozonschädlichem Chlor, ist die Wirkung auf die Ozonschicht vergleichbar“, erklärt Oelhaf. Das liegt daran, dass Brom unter dem Einfluss von Licht viel leichter aus seinem Reservoir Bromnitrat in eine aktive Form umgewandelt wird als Chlor aus seinem Reservoir Chlornitrat.
Während schon seit den 90er-Jahren sehr viel weniger klimaschädliche Chlorverbindungen in die Atmosphäre gelangen, hat die Brom-Konzentration ihren Höhepunkt erst vor einigen Jahren erreicht. Das bedeutet, dass seine Schädlichkeit im Vergleich zum Chlor noch zugenommen hat.
Doch wie viel vor allem reaktives Brom in der Stratosphäre unterwegs ist, ist dabei kaum erforscht. Deshalb ist es das wichtigste Ziel der Ballonmission in der Ozonschicht, die Mengen reaktiven Broms in jeder Höhe genau zu erfassen. Außerdem wollen die Forscher überprüfen, ob die Reaktionsmodelle für Brom im den Laboren auch in der Wirklichkeit zutreffen. Viel Arbeit für den unbemannten Ballon.
Auch Google will Ballons in die Stratosphäre schicken
Doch die Deutschen sind nicht die einzigen, die einen Ballon in die Stratosphäre schicken. Auch Google plant entsprechende Missionen und will ein Ballon-gestütztes Internet anbieten. Ballons sollen flächendeckend über der Erde schweben und auch in dünner besiedelten Regionen der Erde mobiles Internet anbieten.Google hatte Mitte 2013 einen ersten Test mit 30 Ballons in Neuseeland erfolgreich durchgeführt.
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