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Suche nach Antworten im Weltraum für genaue Emissionsdaten
Alle 99 Minuten umkreist ein NASA-Satellit den Planeten und erfasst täglich eine Million Messungen des Kohlendioxids in der Erdatmosphäre. Es ist Teil eines Experiments, von dem Wissenschaftler hoffen, dass es eines Tages zu einer Flotte von Satelliten führen wird, die Kohlendioxid aus Regionen, Ländern und sogar bestimmten Städten und großen Emissionsquellen wie Kraftwerken zuverlässig und genau messen.
Irgendwann in den kommenden Monaten wird China voraussichtlich zwei weitere Satelliten starten, die sich den NASA-Satelliten anschließen (genannt die Orbiting Carbon Observatory-2 , oder OCO-2) und einem japanischen Satelliten namens GOSAT . Die chinesischen Sonden sind Teil der Bemühungen der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, die Treibhausgasemissionen aus der weltweit größten Quelle der Kohlenstoffverschmutzung genauer zu verfolgen.
Dies sind frühe Versuche, verlässliche Daten zu einer entscheidenden wissenschaftlichen Frage zu erhalten: Wie viel Kohlendioxid wird der Atmosphäre wirklich zugeführt? Heutzutage werden die nationalen CO2-Emissionen im Wesentlichen selbst gemeldet und basieren weitgehend auf Statistiken über die Menge der in jedem Land verbrannten fossilen Brennstoffe. Solche Schätzungen sind notorisch unzuverlässig, insbesondere in den Entwicklungsländern, die heute für 60 Prozent der weltweiten Kohlendioxidemissionen verantwortlich sind (China zum Beispiel gab im vergangenen November zu, dass es bis auf 17 Prozent mehr Kohle pro Jahr als bisher berichtet.)
Die weltraumgestützte Überwachung von CO2 ist der stärkste Realitätscheck gegen Regierungen, die ihre CO2-Bestände und -Flüsse selbst melden, sagt John O. Niles, Executive Director der Carbon Institut .
OCO-2 umkreist die Erde etwa 16 Mal am Tag, aber es kann Kohlendioxid nur über einem kleinen Bruchteil der Oberfläche messen.
Bodengestützte Aufzeichnungsstationen überwachen genau die Kohlendioxidkonzentrationen in der Atmosphäre, aber sie bedecken nur einen Bruchteil der Erdoberfläche, hauptsächlich in Nordamerika und Westeuropa. Selbst OCO-2 legt auf jeder Umlaufbahn nur einen schmalen Streifen zurück und deckt jeden Monat nur 7 Prozent der Gesamtoberfläche ab. Was laut David Crisp, dem wissenschaftlichen Teamleiter von OCO-2, benötigt wird, ist eine Flotte von Satelliten, mindestens drei im erdnahen Orbit und drei im geostationären Orbit.
Im Oktober veröffentlichte die Europäische Kommission ein Plan für ein solches System . Es wird Milliarden kosten, aller Voraussicht nach auf Einwände von Ländern stoßen, die der Idee eines internationalen Treibhausgasüberwachungssystems widerstehen, und auf jeden Fall nicht vor mindestens den 2030er Jahren starten.
Der 2014 gestartete Kohlenstoff-Beobachtungssatellit der NASA misst Kohlendioxid in der Atmosphäre genau – aber noch nicht genau genug.
Während GOSAT und OCO-2 größtenteils erfolgreich waren, ist die Technologie noch nicht vollständig erprobt. Satelliten messen das Kohlendioxid in der Atmosphäre mit Spektrometern, die die Absorption von Licht durch verschiedene Moleküle mit hoher Präzision erfassen. Da Kohlendioxid und Sauerstoff nur bestimmte Lichtfarben absorbieren, können die Satelliten die Anzahl dieser Moleküle in einer bestimmten Luftsäule zwischen der Oberfläche und dem Satelliten messen. Diese Messungen werden durch all die vielen Dinge erschwert, die in der Erdatmosphäre auftreten, wie Wind (der das Kohlendioxid verteilt) und Wolken. Obwohl OCO-2 täglich etwa eine Million Messungen durchführt, sind nur 100.000 davon brauchbare Messungen bei klarem Himmel. Und selbst die leistungsstarken Supercomputer der NASA sind noch nicht schnell genug, um all diese Daten perfekt zu verarbeiten. Wir verbessern die Algorithmen zur Analyse der Daten, sagt Crisp, aber sie liefern noch nicht die Genauigkeit, die wir brauchen.
Neuere Versionen von GOSAT und OCO-2 sollen 2018 auf den Markt kommen, und es gibt Pläne für mindestens fünf weitere Sonden, die irgendwann in den 2020er Jahren eine integrierte Flotte bilden könnten. Der Bericht der Europäischen Kommission forderte ein integriertes Beobachtungssystem zur Überwachung fossiler Kohlendioxidemissionen, das die Einhaltung internationaler Klimaabkommen durch die Parteien überwachen und überprüfen würde. Wie ein solches System verwaltet würde, ob Länder seine Ergebnisse akzeptieren würden und wie diese Ergebnisse zur Durchsetzung von Emissionsminderungszielen führen würden, sind alles Fragen, die noch untersucht, geschweige denn beantwortet werden müssen.
Satellitenbasierte Systeme können zuverlässige, zunehmend hochauflösende Daten erzeugen, die unabhängig repliziert werden können, sagt Niles. Ob die weltraumgestützte CO2-Überwachung jedoch effektiv Daten liefern wird, die das Verhalten ändern, ist eine ganz andere Frage.