Uni erforscht Atmosphäre

Deutschland bekommt eine neue Infrastruktur zur Erforschung von Feinstaubpartikeln und Wolken. Mehrere Unis sind daran beteiligt, zwei Millionen Euro Fördermittel fließen nach Wuppertal. Diese Forschung ist sehr wichtig, sagt die Uni. Denn die Luftqualität habe unmittelbar mit der Gesundheit zu tun.

An ACTRIS beteiligen sich europaweit weit über 100 Forschungseinrichtungen aus 22 Ländern. Neben Observatorien und mobilen Messplattformen spielen auch Simulationskammern und Labore eine wichtige Rolle. Dort werden Prozesse in der Atmosphäre im Experiment nachgestellt. Eine dieser Simulationskammern ist die Leipziger Aerosolkammer (ACD-C), in der photochemische Prozesse in der Atmosphäre untersucht werden.

Die Uni in Wuppertal verfügt über eine atmosphärische Simulationskammer. Teil des Projekts. Neben der schon existierenden Simulationskammer QUAREC, die bereits integraler Bestandteil verschiedener EU-Infrastrukturprojekte war, soll in den kommenden Jahren eine weitere Simulationskammer mit deutlich größerem Volumen aufgebaut werden, die unter anderem zur Untersuchung der Bildung von Partikeln in der Atmosphäre verwendet werden soll. „Mit unseren Arbeiten wollen wir dazu beitragen, wichtige Prozesse in der Atmosphäre genauer zu verstehen und dabei helfen, Modelle zur Beschreibung der Atmosphäre zu verbessern“, erklärt Prof. Wiesen.

ACTRIS ist die grundlegende europäische Forschungsinfrastruktur für kurzlebige Atmosphärenbestandteile, die die Erdsystembeobachtung und -forschung ausbaut und der Gesellschaft das Wissen zur Entwicklung nachhaltiger Lösungen bereitstellt. Das Kürzel ACTRIS steht für Aerosol, Clouds and Trace Gases Research Infrastructure – es geht also um Aerosole (Feinstaubpartikel), Wolken und Spurengase. Diese kurzlebigen Bestandteile der Atmosphäre haben großen Einfluss auf die Luftqualität und das Klima. Die kurzlebigen Klimatreiber sind in der Regel nur wenige Stunden bis Wochen in der Atmosphäre unterwegs – im Gegensatz zu den langlebigen Treibhausgasen wie Kohlendioxid, die viele Jahre bis Jahrzehnte in der Atmosphäre verbleiben. Deshalb ist über die Wirkung der langlebigen Treibhausgase deutlich mehr bekannt als über die kurzlebigen Bestandteile, obwohl auch diese das Klima deutlich beeinflussen. So reflektieren winzige Schwebeteilchen beispielsweise Sonnenlicht und Wärmestrahlung oder dienen als Keime für die Bildung von Wolkentropfen und Eiskristallen, was die Niederschlagsbildung beeinflusst. Der Mensch nimmt durch Landnutzung, Verkehr und Energieerzeugung Einfluss auf die kurzlebigen Klimatreiber. 

Neben den Wirkungen auf das Klima haben kurzlebige Bestandteile der Atmosphäre auch einen starken Einfluss auf die Luftqualität und damit auf die menschliche Gesundheit. Schwebeteilchen, umgangssprachlich Feinstaub genannt, und kurzlebige Spurengase wie Stickoxide führen zu Erkrankungen der Atemwege und reduzieren die Lebenserwartung aufgrund von Herz-Kreislauf- und Atemwegserkrankungen.

Die Auswirkungen der menschlichen Aktivitäten auf die Atmosphäre vom einzelnen Auto bis hin zu riesigen Waldbränden können jedoch nur dann abgeschätzt werden, wenn Messungen kontinuierlich und großflächig an vielen Punkten erfolgen. Deshalb wurde 2016 die paneuropäische Initiative ACTRIS auf die europäische Roadmap für Forschungsinfrastrukturen aufgenommen. Ab 2022 soll ACTRIS in der Rechtsform eines ERIC (European Research Infrastructure Consortium) seine langfristige Arbeit starten. Mit der Aufnahme des deutschen Beitrags ACTRIS-D auf die Nationale Roadmap für Forschungsinfrastrukturen hatte sich Deutschland 2019 zur Mitarbeit an der europäischen Forschungsinfrastruktur bekannt.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert diese Initiative im Rahmen der Strategie „Forschung für Nachhaltigkeit" (FONA). Das BMBF hat nun die Förderung des Aufbaus von ACTRIS-D mit zunächst insgesamt ca. 75 Millionen Euro begonnen. Mit diesen Mitteln werden in den nächsten fünf Jahren zahlreiche feste und mobile Messstationen sowie Labore und Simulationskammern ausgebaut oder neu errichtet. Eine zweite Förderphase zum vollständigen Aufbau von ACTRIS-D ist für den Zeitraum 2026 bis 2029 geplant. Zusätzlich wird das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) einen wichtigen Beitrag leisten, indem es langfristig den Betrieb von Serviceeinrichtungen wie den ACTRIS-Kalibrierzentren finanziert.

In ACTRIS-D arbeiten viele bedeutende Akteur*innen der deutschen Atmosphärenforschung zusammen – darunter Universitäten, außeruniversitäre Forschungseinrichtungen und Behörden. Koordiniert wird der deutsche Teil der europäischen Forschungsinfrastruktur durch das Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) in Leipzig.