MERLIN

Die Kenntnis der Methanemissionen ist für Klimaprognosen von großer Bedeutung. Große Unsicherheiten herrschen vor allem in der Beurteilung der Entwicklung der Sumpfgebiete in den Tropen und borealen Wäldern, welche als größte natürliche Methanquellen gelten. Mit Lidarmessungen des Methangehalts der Atmosphäre soll die MERLIN-Mission dazu beitragen, die weltweiten natürlichen und anthropogenen Methanemissionen besser zu quantifizieren. MERLIN wurde 2010 als Gemeinschaftsprojekt von Frankreich und Deutschland auf Ministerebene ausgewählt. Der Start soll im Zeitraum 2029 erfolgen.

MERLIN-Satellit
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Grafik ©CNES

Das weltweit erste Satellitenlidar zur Messung atmosphärischer Treibhausgase

Methan ist nach Wasserdampf und Kohlenstoffdioxid das wichtigste Treibhausgas und verantwortlich für etwa 20% der seit vorindustrieller Zeit durch langlebige Treibhausgase verursachten Klimaerwärmung. Methan spielt auch eine wesentliche Rolle bei der Reduktion der Oxidationskapazität der Atmosphäre, indem es mit dem Hydroxylradikal (OH) reagiert. Es dient als wichtige Quelle troposphärischen Ozons und stratosphärischen Wasserdampfs, die beide auch eine Schlüsselrolle im Klima spielen.

Trotz seiner Bedeutung gibt es zu wenig genaue und global-flächendeckende Beobachtungen von Methan zur Quantifizierung der Biosphären-Atmosphären-Austauschprozesse sowie zugehöriger Klima-Rückkopplungen. Das weltraumgestützte IPDA-Lidar (englisch: integrated path differential absorption) hat das Potenzial zum Füllen dieser Beobachtungslücken, und daher wurde eine „Methane Remote Sensing Lidar Mission“ (MERLIN) auf einem kleinen polarumlaufenden Satelliten von DLR und CNES im Rahmen einer deutsch-französischen Klimainitiative vorgeschlagen.

Integrated path differential absorption (IPDA) lidar.
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Grafik ©DLR

Welches sind die wissenschaftlichen Ziele von MERLIN? Sumpfgebiete sind die wichtigsten natürlichen Methanquellen. Sie zeigen auch die größte Unsicherheit und Variabilität von Methanflüssen. Sumpfgebiete sind in schwer zugänglichen tropischen und subarktischen Gegenden weit verbreitet, die „in-situ“ Messungen an Ort und Stelle nahezu unmöglich machen. Des Weiteren werden Messungen mit passiven Fernerkundungs-Sensoren in den Tropen durch häufige Gewitterwolken, und in hohen Breiten durch einen Mangel an Sonnenlicht erschwert. In den Tropen wird MERLIN dank seines kleinen Blickfelds durch Wolkenlücken hindurch messen können, und in hohen Breiten wird seine Überdeckung dank überlappender auf- und absteigender Orbits besonders engmaschig sein.

Das Institut ist eng mit der MERLIN Mission verknüpft, indem es den deutschen „Principal Investigator“ (PI) sowie drei Mitglieder der „Scientific Advisory Group“ (SAG) stellt. Die Mission wird unsere Kooperation mit den französischen Partnern und den zukünftigen Nutzern von MERLIN vertiefen, die inverse atmosphärische Modelle zur Quantifizierung der Methanquellen und -senken betreiben. Darüber hinaus gibt es eine enge Zusammenarbeit mit NASA-Wissenschaftlern zu Lidarmessungen von Kohlenstoffdioxid durch den Austausch von Experten in den jeweiligen Missionsberatungsgruppen und durch gemeinsame Studien zur Abschätzung des wissenschaftlichen Nutzens der Missionen.

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