Beobachtung des Wasserkreislaufs vom Weltraum aus
Wasser ist für das Erdklima und die Millionen von Spezies, die die Erde bevölkern, von größter Bedeutung. Gasförmiges Wasser in Form von atmosphärischem Wasserdampf ist das wichtigste Treibhausgas und hilft dabei, die Erdatmosphäre in einem Temperaturbereich zu halten, der dem uns bekannten Leben zuträglich ist. Wasserverdunstung zieht jedoch unweigerlich die Aufnahme von Energie nach sich. Diese wird später - wenn der sich entwickelnde Wasserdampf kondensiert und die atmosphärische Zirkulation antreibt - in die Atmosphäre abgegeben. Um den weltweiten Klimawandel begreifen und Wettervorhersagen verbessern zu können, ist es unabdinglich, bestimmte Grunddaten zu erfassen. Dazu gehören beispielsweise Temperatur, Druck, die Verbreitung von Wasserdampf und andere aktive Komponenten. Bestrahlung auf Mikrowellenfrequenz durchdringt Wolken und lässt somit das Messen dieser Parameter bei allen Wetterlagen zu. Forscher der Universität Bremen haben einen erweiterten Algorithmus für die Berechnung der Strahlendichte entwickelt, die von einer neuen Generation Satelliten der National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA) auf einer Polumlaufbahn gemessen wird, und somit die Möglichkeiten der Fernerkundung durch Mikrowellen umgesetzt. Mit Hilfe dieses Algorithmus' ist der Gesamtwasserdampf (TCWV - Total Column Water Vapour) über dem Nordpolargebiet auf Grundlage von Mikrowellen-Fernbeobachtungsdaten abrufbar, die mit dem Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU-B) ermittelt werden. Aufgrund der allgemein niedrigen Temperaturen ist die Wasserdampfkonzentration in diesem Gebiet relativ gering, was zur Folge hat, dass Wärmeenergie leichter als in anderen Regionen von der Oberfläche in die Atmosphäre entweichen kann. Zur Erstellung eines optimalen Wasserdampfprofils wurden - sofern vorhanden - Hilfsdaten, wie z. B. Schätzungen zum Emissionsvermögen von Treibeis, zur Verbesserung der Einzelleistung des Algorithmus' verwendet. Im Rahmen des IOMASA-Projekts wurden die entstandenen umfangreichen Karten der mit Wasserdampf bedeckten Polarregionen erfolgreich in numerische Klima- und Wettervorhersagemodelle integriert. Projektpartner gehen noch einen Schritt weiter. Sie wollen die Wasserdampfdaten in regionalen Modellen zur Untersuchung von Schwankungen im weltweiten Wasserkreislauf nutzen.
