Wie beeinflusst die Sonne das Erdklima?

Welchen Einfluss hat die Sonne auf die irdische Klimaveränderung?

Darauf soll der Mikrosatellit PICARD Antwort geben. Wenn er 2009 seine Umlaufbahn in rund 700 Kilometern Höhe erreicht hat, werden eine Reihe von Filterradiometern an Bord sein, die von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) kalibriert wurden. Sie sind Bestandteil des so genannten PREMOS-Moduls, das die totale Bestrahlungsstärke der Sonne und die spektrale Verteilung der Strahlung messen wird.

Darüber hinaus erwarten die Wissenschaftler Auskunft über die zeitlichen Schwankungen dieser Parameter. Sechs dieser zwölf Filterradiometer werden die Sonnenstrahlung im ultravioletten Spektralbereich messen, der vermutlich einen besonders großen Einfluss auf das Erdklima hat.

Die PICARD-Forschungsmission liegt in den Händen der französischen Raumfahrtagentur und soll Erkenntnisse vom solaren Antrieb des irdischen Klimas liefern sowie das Wissen von der Physik der Sonne und ihrer inneren Struktur erweitern. Mindestens zwei Jahre lang wird der Kleinsatellit bei seinem Flug um die Erde Daten erfassen.

Konzipiert wurde das PREMOS-Modul (Precision Monitoring of Solar Variability) im Physikalisch-Meteorologischen Observatorium Davos / World Radiation Center. In Kooperation mit den Kollegen in Davos haben Mitarbeiter der PTB die für die Filterradiometer notwendigen Halbleiterphotodetektoren charakterisiert, um diejenigen auszuwählen, die eine ausreichend homogene Verteilung der spektralen Empfindlichkeit über der Detektorfläche aufweisen sowie unter Einstrahlung harter UV-Strahlung stabil sind. Nur so messen sie die solare Bestrahlungsstärke ausreichend genau.

Die Filterradiometer wurden dann in Davos zusammengebaut und anschließend am UV- und NIR-Kryoradiometer-Messplatz der PTB kalibriert. Mit ihm stellt die PTB seit 2005 die spektrale Empfindlichkeit von Strahlungsdetektoren unter anderem im ultravioletten Spektralbereich dar. Durch den Einsatz einer einzigartigen Hochleistungsplasma-Strahlungsquelle steht insbesondere im Bereich zwischen 200 nm und 300 nm eine durchstimmbare Strahlungsquelle mit der weltweit höchsten spektralen Strahlungsleistung zur Verfügung.

So werden in diesem Spektralbereich bei der Kalibrierung der spektralen Empfindlichkeit von Strahlungsempfängern äußerst geringe Messunsicherheiten (von etwa 0,1 %) erreicht. Dies und die hohe spektrale Strahlungsleistung im UV waren für das Physikalisch-Meteorologische Observatorium in Davos ausschlaggebend, die umfangreichen Messungen bei der PTB durchführen zu lassen. Die von den Filterradiometern mit der geringen Messunsicherheit im All gemessene solare Bestrahlungsstärke im ultravioletten Spektralbereich wird eine weitere metrologische Grundlage für die meteorologische Bewertung des Klimawandels bieten.

PTB-Kontakt
Dr. Peter Meindl, Arbeitsgruppe 7.33 Detektorgestützte Radiometrie, Tel. (030) 3481-7945, E-Mail: Peter.Meindl@ptb.de