MIPAS ist auf ESA Envisat am linken Rand
oben zu erkennen - Bild: ESA
(jtu) Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie ist es gelungen, erstmals das Spurengas Bromnitrat in der Stratosphäre zu bestimmen. Die Messungen wurden mit Hilfe des Infrarot-Spektrometers MIPAS auf dem europäischen Umweltsatelliten Envisat durchgeführt. Brom ist nach Chlor die wichtigste Substanz, die bei der Ozonzerstörung in der Stratosphäre relevant ist.
Trotz seiner deutlich geringeren Konzentration trägt Brom nach Chlor einen entscheidenden Anteil am katalytischen Ozonabbau durch Halogenverbindungen in der Stratosphäre. Die Emission chlorhaltiger Substanzen ist durch internationale Verträge reglementiert. Wegen der dadurch abnehmenden Chlorkonzentration wird die Rolle von Brom in der stratosphärischen Ozonchemie immer wichtiger. Gleichzeitig hat Brom viel größere natürliche Quellen als Chlor und reagiert außerdem erheblich schneller mit Ozon.
"Der Nachweis gelang durch das Infrarot-Spektrometer MIPAS, das auf dem europäischen Umweltsatelliten Envisat die Erde umkreist. In den hoch aufgelösten Infrarot-Spektren konnten wir den spektralen Fingerabdruck von Bromnitrat identifizieren", erläutert Michael Höpfner. "Weil die Signatur von Bromnitrat so schwach ist, mussten Spektren über einen Monat aufsummiert werden. Dieser erste Nachweis von Bromnitrat in der Atmosphäre war außerdem nur möglich durch die enge Zusammenarbeit mit Kollegen in Paris, die für uns zuvor die notwendigen Referenzdaten im Labor gemessen hatten."
Bromnitrat konnte im Höhenbereich zwischen 20 und 40 Kilometern nachgewiesen werden. Die gemessenen Konzentrationen erreichen bei Nacht Werte bis 25 pptv (25 Billionstel Teile), bei Tag liegen sie unter 10 pptv. Die mit dem MIPAS gemessenen Konzentrationen von Bromnitrat entsprechen sehr gut den aufgrund von Modellrechnungen erwarteten Werten, die aus früheren Bromoxid-Messungen abgeleitet wurden. Dadurch werden einerseits die Modelle der Stratosphärenchemie bestätigt.
Andererseits kann durch die neuen Messungen der Gesamtgehalt von Brom in der Stratosphäre besser abgeschätzt werden. Brom wird in Form langlebiger organischer Verbindungen durch natürliche und künstliche Quellen am Boden in die Atmosphäre eingebracht und nach oben transportiert. Durch die Tropopausenregion gelangt es in die Stratosphäre. Neue Messungen legen nahe, dass die bekannten Bromquellen nicht ausreichen, um die stratosphärische Bromkonzentration zu erklären.
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