Abb. 1: Logo des GRIPS 6 Instruments und des NDMC-Netzwerkes.
Für die Messung der Temperatur in der Mesopausenregion wird der Umstand ausgenutzt, dass in diesem Höhenbereich eine Schicht von angeregten Hydroxyl-Molekülen (OH*) mit einer vertikalen Ausdehnung von etwa 8 km existiert, die ihren Schwerpunkt bei etwa 87 km hat. Die photochemische Anregung der OH-Moleküle erfolgt bei der Bildung durch die exotherme Reaktion von Ozon und atomarem Wasserstoff. Anschließend senden diese Moleküle im nahen infraroten Wellenlängenbereich Strahlung aus, die von dem bodengebundenen Infrarot-Spektrometer GRIPS 6 (GRound-based Infrared P-branch Spectrometer) in Oberpfaffenhofen mit großer Präzision gemessen werden kann. Über eine geeignete Verhältnisbildung der Strahlungsintensitäten der vermessenen Emissionslinien kann mit hoher Genauigkeit auf die Temperatur in diesem Höhenbereich geschlossen werden.
Das DLR-DFD betreibt derzeit neben dem GRIPS 6 Instrument in Oberpfaffenhofen ein weiteres Messsystem in der Umweltforschungsstation Schneefernerhaus (UFS) auf der Zugspitze. Die GRIPS Instrumente des DLR-DFD sind dabei eingebunden in das internationale globale Messnetz NDMC, das derzeit aus 49 Messstationen weltweit besteht. NDMC ist auf Initiative des DLR-DFD 2007 gegründet worden und wird seitdem von DLR-DFD in Zusammenarbeit mit der argentinischen Organisation CONICET koordiniert. NDMC ist ein globales Programm zur Förderung der internationalen Zusammenarbeit zwischen den beteiligten Einrichtungen mit dem vorrangigen Ziel der frühen Erkennung von Klimasignalen, beispielsweise zur Überprüfung der Wirksamkeit des Kyoto-Protokolls. Klimasignale sollten in diesem Höhenbereich der Atmosphäre aufgrund der geringen Luftdichte und des sehr effektiven Prozesses der Strahlungskühlung („cooling-to-space effect“) besonders ausgeprägt sein und damit früher statistisch signifikant nachgewiesen werden können. Weitere Ziele des Netzwerkes sind die Validierung satellitengestützter Messungen, die Untersuchung einer Vielzahl grundlagenwissenschaftlicher Fragestellungen, wie z.B. Analyse kleinskaliger Strömungssysteme zur Verbesserung der Prognosegüte von Klimamodellen, sowie das Verständnis der Sonne-Erde-Wechselwirkung und die gemeinsame Technologieentwicklung.