Aerosole - MeteoSchweiz

Zitiervorschlag: Seiz, G., Foppa, N., 2007. Nationales Klima-Beobachtungssystem (GCOS Schweiz).
Publikation des Bundesamtes für Meteorologie und Klimatologie, MeteoSchweiz und ProClim, 92 S.
2.12
Aerosole
Aerosole beeinflussen die Atmosphäre durch ihre direkten und
indirekten Effekte. Die Grössenordnung dieser Effekte bezüglich
Erwärmung bzw. Abkühlung ist nach wie vor eine der grössten
Unsicherheiten in den Klimamodellen. Aerosole werden vom
Menschen eingeatmet und können einen negativen Einfluss auf
die Gesundheit haben.
Messungen Schweiz
§
36
Gesetzliche Grundlagen
Die Schweiz ist Mitglied der Weltorganisation für Meteorologie WMO ( SR 0.429.01)
und beteiligt sich gemäss Bundesratsbeschluss vom 25. November 1994 am Global
Atmosphere Watch ( GAW ) Programm der
WMO. Das Bundesamt für Meteorologie
und Klimatologie MeteoSchweiz ist als federführendes Bundesamt betreffend WMO
für das GAW Programm zuständig. Die
Grenzwerte für anthropogene Aerosole sind
zudem in den gesetzlichen Grundlagen betreffend Luftfremdstoffe (‡ 2.11 Luftfremdstoffe) festgehalten.
Im Rahmen des Schweizer Beitrags zum GAW
Programm werden an der High Altitude Research
Station Jungfraujoch ( HFSJ ) kontinuierliche
Aerosol- Messungen durch das Paul Scherrer
Institut ( PSI ), im Auftrag der MeteoSchweiz,
durchgeführt. Zu den gemessenen AerosolParametern gehören die Streu-, Rückstreuund Absorptions-Koeffizienten bei verschiedenen Wellenlängen, sowie die Anzahlkonzentration, Massenkonzentration ( TSP : Total
Suspended Particle, PM10 : Particulate Matter
< 10 µm, PM1: Particulate Matter < 1 µm ) und
die grössenaufgelöste chemische Zusammensetzung. Ein Teil der Aerosol-Messungen auf
dem Jungfraujoch ( TSP, PM10 ) wird im Rahmen des NABEL (‡ 2.11 Luftfremdstoffe )
durchgeführt. Zudem wird an den 4 CHARMStationen (‡ 2.5 Strahlung ) mit Sonnenphotometern die Aerosol-Optische Dicke ( AOD )
gemessen.
Eine weitere Stationskategorie stellen die
AErosol RObotic NETwork ( AERONET ) Stationen
dar. Das AERONET Programm wurde gemeinsam von der NASA und dem Centre National de
la Recherche Scientifique ( CNRS ) etabliert und
koordiniert heute ein Set von ca. 400 bodengestützten Aerosol-Fernerkundungstationen
(bestehend aus identischen, automatischen,
in unterschiedlichen Spektralbereichen messenden Photometern ), welche von nationalen
Ämtern, Forschungsanstalten oder Hochschulen betreut werden. In der Schweiz gibt es 2
AERONET Stationen, Lägeren (seit 2003; betreut durch die Universität Bern ) und Davos
( seit 2005 ; betreut durch das PMOD / WRC ).
Die ETH Lausanne ( EPFL ) und die Universität
Neuchâtel beteiligen sich an den Messungen
des Europäischen Lidar Netzwerkes EARLINET
im Rahmen des bodengestützten AerosolMonitorings.
Zitiervorschlag: Seiz, G., Foppa, N., 2007. Nationales Klima-Beobachtungssystem (GCOS Schweiz).
Publikation des Bundesamtes für Meteorologie und Klimatologie, MeteoSchweiz und ProClim, 92 S.
Lange Reihen und ihre Bedeutung
Die TSP-Massenkonzentration wurde auf dem
Jungfraujoch seit 1973 kontinuierlich im Rahmen der NABEL-Messungen ermittelt. Im Jahre
2006 sind diese Messungen durch PM10-Konzentrationsmessungen abgelöst worden.
Das PSI führt seit 1988 kontinuierliche Messungen von Aerosol-Kenngrössen auf dem
Jungfraujoch durch. Als erste Messgrösse wurde vom PSI ab Messbeginn im Jahre 1988 die
Oberflächenkonzentration der Aerosolpartikel bestimmt. Die Messungen durch das PSI
wurden im Jahre 1995 auf alle anderen optischen Parameter erweitert und in das GAW
Programm integriert. Die chemische Zusammensetzung wird zudem seit 1998 gemessen.
In Europa hat sich der Ausstoss anthropogener Aerosole über die letzten zwei Jahrzehnte
aufgrund verbesserter Kontrollen der Luftreinhaltung verringert. Hingegen ist gegenwärtig
eine Stabilisierung oder Zunahme der Feinstaubkonzentration zu beobachten.
Aerosol-Lichtstreukoeffizient Jungfraujoch 1995 – 2006
Die Trendanalyse zeigt, dass die Zunahme
10-5
−5
des Streukoeffizienten ( monatliche Werte in
10
schwarz ) in der Periode September- Dezember
(grün) am grössten ist, obwohl sich die Station
Jungfraujoch in dieser Zeit meistens in der frei-
Streukoeffizient [m-1]
en Troposphäre befindet. In den Sommermonaten Juni-August ( blau ) sind die Messungen
hingegen stark durch die planetare Grenzschicht
beeinflusst. Es kann aber kein statistisch signifikanter Trend festgestellt werden. Die Zunahme
der optischen Eigenschaften von Aerosolen im
10-6
−6
Herbst kann entweder mit einer Zunahme des
10
Einflusses der Grenzschicht-Luftmassen oder mit
atmosphärische beobachtungen
Streukoeffizient in m-1
einem weiträumigen Transport aus Gebieten mit
zunehmender Luftverschmutzung zusammenhängen (Collaud Coen et al., 2007).
Jan96
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Jan98
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Jan00
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Jan02
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Jan04
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Jan06
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Internationale Einbettung
Wichtigste Aerosol-Messstationen. Rot: Jungfraujoch ( GAW, CHARM ); blau: Lägeren ( AERONET ),
Davos ( AERONET, CHARM ), Payerne ( CHARM ),
Locarno-Monti ( CHARM ).
Passive Satellitenmessungen von AVHRR ( auf
NOAA, Metop), SEVIRI ( auf Meteosat Second
Generation), MERIS (auf Envisat ), MODIS und
MISR ( auf Terra), sowie die neuesten aktiven
Satellitenmessungen von CALIPSO (Lidar) und
CLOUDSAT ( Wolkenradar ) liefern wertvolle
ergänzende Aerosol-Daten ( u. a. AOD ).
Seit 2006 ist das Jungfraujoch eine von total 25
globalen GAW Stationen weltweit. Die AerosolMessungen vom Jungfraujoch werden somit
regelmässig an das World Data Centre for
Aerosols WDCA am Joint Research Centre (JRC)
in Ispra (I) geliefert. Zudem werden die Daten
im Rahmen des EMEP (European Monitoring
and Evaluation Programme) an das Chemical
Coordinating Center am norwegischen Institut für Luftforschung (NILU) in Lillestrom geliefert.
Wichtige internationale Partner für die kon-
tinuierlichen Aerosol-Messungen des PSI auf
dem Jungfraujoch sind das Deutsche Zentrum
für Luft- und Raumfahrt DLR (Aerosol Absorptionskoeffizient), NOAA, Boulder (Aerosol
Streukoeffizient) und TERA Environment (chemische Analyse). Daneben werden laufend
Messkampagnen an der Station durchgeführt,
insbesondere auch zur Erforschung der Interaktion der Aerosolpartikel mit den Wolken.
Die Monitoring- und Forschungsaktivitäten
sind in verschiedene laufende EU-Projekte (u.a.
ACCENT, EUSAAR, GEOMON) eingebettet.
Ressourcenbedarf
Der Betrieb der Aerosol - Messungen auf dem
Jungfraujoch ist über das Schweizer GAW
Programm gesichert. Die AERONET-Messungen
auf der Lägeren und in Davos sind über die
Universität Bern bzw. das PMOD / WRC sichergestellt.
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http://www.meteoschweiz.ch/web/de/klima/klimabeobachtungen/GAW_CH_Allg.html