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News: Mit Laserlicht und Schall Ozonwerte bestimmen

Das Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung (IFU) in Garmisch-Partenkirchen hat ein leistungsstarkes und kompaktes Gerät entwickelt, mit dem Wissenschaftler lasergestützt Ozonkonzentrationen messen können. Die Anlage paßt auf einen LKW plus Anhänger. Alle 30 Höhenmeter messen die Garmischer Forscher das Gas und erhalten so ein komplettes Profil bis in vier Kilometer Höhe. Zusätzlich bestimmen sie mit Schallimpulsen die Windgeschwindigkeiten in den höheren Luftschichten.
Das sogenannte Lidar-System der Garmischer Physiker schickt einen kurzen Laserblitz in die Troposphäre, der von den Luftmolekülen zurückgestreut wird. Je nach Wellenlänge des Laserlichts mißt Lidar Ozon oder andere Teilchen in der Atmosphäre. Aus der Intensität und Laufzeit des rückgestrahlten Lichts lassen sich die Menge und Entfernung der Ozonmoleküle errechnen: Je weniger Licht wieder empfangen wird, desto höher ist die Konzentration des Ozons. Eine lange Laufzeit zeigt an, daß sich die Moleküle in einer großen Höhe befinden. „Mit dem Gerät können alle 30 Meter die Ozonwerte bestimmt werden. Damit erhalten wir ein komplettes Ozonprofil“, erläutert Klaus Schäfer vom IFU.

Neben der Höhenverteilung messen die Forscher auch die Windrichtungen in den höheren Luftschichten. Sie schicken dazu Schallimpulse nach oben, die wegen des Doppler-Effekts in einer leicht veränderten Tonhöhe zurückkommen. Die Messungen ermöglichen Vorhersagen, in welcher Richtung sich das Ozon im Laufe der Zeit verteilen wird, und sind ein wichtiger Faktor für eine zuverlässige Ozonprognose. Ihre gesamte Meßeinrichtung haben die Wissenschaftler auf einem LKW samt Anhänger untergebracht. Am meisten Platz brauchen die drei Schalltrichter für die Windmessung: Jeder ist rund drei Meter hoch bei einem Meter Durchmesser. Mit diesem knapp eine Million Mark teuren Gefährt ist es fast überall möglich, Ozonbelastungen an Ort und Stelle zu messen.

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