Die Sonneneinstrahlung treibt die atmosphärische Zirkulation und ist die maßgebliche Größe für das Wetter- und Klimageschehen. Zur Bestimmung des Strahlungshaushalts der Erde, welcher das Klima kontrolliert, ist die genaue Kenntnis der terrestrischen Strahlung und deren Wechselwirkung mit den Wolken und Aerosolen sowie den Spurengasen unbedingt erforderlich. Durch simultane aktive und passive Beobachtungen der Erdatmosphäre im Rahmen der EarthCARE-Mission der ESA, welche 2023 gestartet werden soll, werden neue Erkenntnisse über die Strahlungswechselwirkung von Wolken und Aerosolen erwartet.
EarthCARE und seine vier Instrumente ATLID, CPR, MSI, und BBR (Quelle: ESA)
Zum besseren Verständnis der Rolle von Wolken und Aerosolen im Klima sind Beobachtungen der mikrophysikalischen, optischen und chemischen Eigenschaften von Wolken und Aerosolen von besonderer Bedeutung. Während bodengebundene oder flugzeuggestützte Instrumente hochaufgelöste Beobachtungen mit begrenzter räumlicher und zeitlicher Abdeckung liefern, ermöglichen Satellitensensoren lange Zeitreihen und globale Abdeckung, jedoch ohne Details über die mikrophysikalischen oder optischen Eigenschaften zu liefern. Die Kombination von bodengebundenen, flugzeuggestützten und Satelliten-Beobachtungen zusammen mit Modellsimulationen ist von hohem Wert für die Klimaforschung.
In 2023 soll die gemeinsame europäisch-japanische Mission EarthCARE (Earth Clouds, Aerosol and Radiation Explorer) starten mit dem Ziel gleichzeitiger Messungen von Wolken, Aerosolen und Strahlung mit globaler Abdeckung. EarthCARE wird genaue Messungen von Strahlungsflüssen am Oberrand der Atmosphäre kombinieren mit Messungen der Wolken- und Aerosoleigenschaften, um das Verständnis und die Vorhersage von Klimaänderungen zu verbessern, den Einfluss von Aerosol und Wolken auf die Strahlung zu charakterisieren und Rückkopplungsprozesse im System Erde-Atmosphäre zu studieren.
Um diese wissenschaftlichen Ziele zu erreichen, wird EarthCARE die Erde in 390 km Höhe umrunden und eine beispiellose Zusammenstellung aktiver und passiver Fernerkundungsinstrumente auf einer einzigen Satellitenplattform bieten: