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Über uns - Kurzvorstellung des PMOD / WRC
Das Tätigkeitsgebiet des PMOD/WRC setzt sich aus mehreren Teilbereichen
zusammen, wobei in allen Bereichen die Messung der Sonnenstrahlung im Zentrum
der Arbeit steht. Am PMOD/WRC werden einerseits neue Verfahren und Instrumente
zur Messung der Sonnenstrahlung entwickelt, andrerseits werden die mit den Instrumenten
gemessenen Daten auch analysiert und beispielsweise zur Untersuchung der Erdklimaveränderung
verwendet.
Im folgenden werden die einzelnen Teilbereiche des Observatoriums Davos kurz vorgestellt.
Standardgruppe: Gesamtstrahlungs-Radiometer zur weltweiten Kalibrierung (WRC)
Die Strahlungsreferenz wird durch die derzeitig am PMOD/WRC bestehende Standartgruppe gewährleistet, die aus sechs präzisen Gesamtstrahlungs-Radiometern (Pyrheliometer)
besteht. Damit die weltweiten Regionalzentren ihre Geräte nach dieser radiometrischen
Referenz kalibrieren können, finden alle 5 Jahre am PMOD/WRC Internationale
Pyrheliometer-Vergleiche (IPC) statt. Im Jahr 2005 wurden die 10. Vergleiche (IPC X) durchgeführt.
Als Weltstrahlungszentrum ist das Observatorium verpflichtet Absolutradiometer
zu betreiben und ständig weiterzuentwickeln. Die am PMOD/WRC entwickelten
Radiometer gehören weltweit zu den genauesten dieser Art und die neueste
Version, das PMO6-cc, ist computergesteuert und von einem externen Computer
ansteuerbar.
Trübung der Erdatmosphäre (WORCC)
Das PMOD/WRC ist nicht nur für die Kalibrierung, den Unterhalt und die
Weiterent-wicklung von Absolut-Radiometern verantwortlich. Seit 1996 ist es
auch World Optical Depth Research and Calibration Center (WORCC
). Um diese Aufgabe zu
erfüllen, hat das PMOD/WRC ein 4-Kanal-Filterradiometer entwickelt, das
dazu verwendet wird, die Trübung der Erdatmosphäre zu überwachen.
Mit diesen Instrumenten wird an 12 Stationen ein weltweites Messnetz betrieben.
Infrarotmessungen zur Beobachtung des Treibhauseffektes
Die am PMOD/WRC betriebene Forschung konzentriert sich auf Eintrahlung der Sonne und das Strahlungs-Energiegleichgewicht in der Erdatmosphäre.
Zur Zeit betreibt das PMOD/WRC an 5 Forschungsstationen der MeteoSchweiz spezielle Infrarotdetektoren mit denen mit der heute bestmöglichen
Genauigkeit gemessen wird. Das Ziel ist, die Änderung des Treibhauseffektes quantitativ nachweisen zu können.
Weltraumexperimente
Die am PMOD/WRC gebauten Instrumente wurden bis heute immer wieder erfolgreich bei Weltraumexperimenten eingesetzt. Bereits 1988 fand eine erfolgreiche
Zusammenarbeit mit der russischen Weltraumbehörde statt und der erste Nachweis von Sonnenoszillationen mit dem Experiment IPHIR auf der Sonde PHOBOS kann
sicherlich als Höhepunkt bezeichnet werden. Das Experiment SOVA ist aus Schweizer Sicht etwas Besonderes, da es mit dem Satelliten EURECA 1992 vom Schweizer
Astronaut Claude Nicollier von der Atlantisfähre in den Weltraum ausgesetzt wurde und ein Jahr später wohlbehalten im Kennedy Space Flight Center in Florida landete.
Das erfolgreichste Weltraumexperiment des PMOD/WRC ist VIRGO, das unter der Leitung von Dr. Claus Fröhlich, der damalige Direktor des PMOD/WRC, in Zusammenarbeit mit anderen europäischen Instituten gebaut wurde.
Seit 1996 befindet sich VIRGO 1.5 Millionen Kilometer entfernt auf dem Satelliten SOHO und misst mit hoher Präzision die Sonnenstrahlung. Die in VIRGO enthaltenen
Instrumente erforschen die variierende Sonneneinstrahlung auf die Erde. Mit diesen Messungen können die Schwingungen der Sonne, die sogenannte Helioseismologie,
untersucht werden, um den inneren Aufbau der Sonne zu verstehen.
Es war geplant, das EURECA Experiment auf der Internationalen Space Station (ISS) nochmals zu installieren. Ab 1998 wurde deshalb das ursprüngliche
Experiment zum SOVIM Experiment umgebaut. Nach vielen Änderungen und Verzögerungen ist SOVIM nun schlussendlich am 7. Februar 2008 als Teil des Europäischen
Columbus Labors mit dem Space Shuttle Atlantis zur ISS gebracht worden.
Zwei weitere Experimente des PMOD/WRC werden auf ihren Einsatz vorbereitet: Im Verlauf von 2009 soll das Instrument LYRA als Teil des Europäischen Technologiesatelliten
PROBA-2 gestartet werden. Das LYRA Experiment wird die Sonnenstrahlung im ultravioletten Bereich überwachen und mit diesen Daten wird man die Beeinflussung der mittleren Erdatmosphäre durch die Sonne ermitteln können.
Im Jahr 2009 soll das Experiment PREMOS auf dem französischen Satelliten PICARD zum Einsatz kommen, das die Messungen von VIRGO auf SOHO weiterführen wird.
UV-Messungen zur Beobachtung der Erdklimaveränderung
Dass die Veränderlichkeit der Sonnenstrahlung einen Einfluss auf das Erdklima hat, ist erwiesen, allerdings ist nicht bekannt,
wie diese Beeinflussung geschieht. Unter der Leitung des Direktors, Dr. Werner K. Schmutz, untersucht das PMOD/WRC in Zusammenarbeit
mit den Instituten für Astronomie und Klimawissenschaften der ETH in Zürich im Rahmen eines Forschungsprojektes den möglichen Einfluss
der variablen UV-Sonnenstrahlung. Es geht darum, die Stärke der UV-Strahlung in den vergangenen 20 bis 100 Jahren zu
rekonstruieren und mit Simulationen des Erdklimas den Einfluss der Sonne zu bestimmen. Möglicherweise bringen uns diese Forschungsresultate dem
Verständnis der Klimaschwankungen vor dem anthropogenen Einfluss einen Schritt näher ...
Die Geschichte des PMOD/WRC
Im Jahr 1904 kam Dr. Carl Dorno nach Davos um im für seine Heilkraft gepriesenen
Kurort Hilfe für seine einzige, tuberkulosekranke Tochter zu finden. Schon
bald begann der promovierte Chemiker sich damit auseinander zu setzen, welche
Faktoren für die angepriesene Heilkraft des Davoser Klimas verantwortlich
sein könnten. Er vermutete, das Davoser Licht könnte die Ursache sein
und begann auf dem Gebiet der Strahlungsmessungen des Sonnenlichtes zu forschen.
Drei Jahre später gründete er das Physikalisch-Meteorologische Observatorium
Davos. Er untersuchte die Zusammenhänge von Klima und Witterung auf Mensch,
Tier und Pflanzen. Mit diversen, wissenschaftlich hoch anerkannten Arbeiten
wurde Dr. Carl Dorno zum unumstrittenen Begründer der Bioklimatologie und
mit unzähligen Auszeichnungen für seine Leistungen geehrt.
Nach dem Tode Dornos, der 1942 völlig erblindet, freiwillig aus dem Leben
schied, setzte sein Nachfolger, Dr. Walter Mörikofer, die wissenschaftlichen
Arbeiten Dornos fort. Ihm gelang es, den Ruf des Observatoriums in der ganzen
Welt bekannt zu machen und eine Vereinheitlichung der Messmethoden zu schaffen.
Zum geophysikalischen Jahr 1957/58 wurden an rund 600 Messstationen auf der ganzen
Welt nach den selben Vorschriften und in genau gleichen Einheiten Strahlungsmessungen
durchgeführt. Mörikofer war es auch, der 1964 der WMO (World Meteorological
Organization) den Vorschlag machte, am Observatorium Davos ein internationales
Kalibrierzentrum zu schaffen. Nach jahrelangen, mühevollen und zähen
Verhandlungen schuf die WMO 1971 am Observatorium Davos das Weltstrahlungszentrum
(World Radiation Center WRC). Der erste Leiter des Weltstrahlungszentrums, Dr.
Claus Fröhlich, wurde 1974 zum Direktor des PMOD/WRC ernannt und er setzte
die langjährigen wissenschaftlichen Arbeiten fort. Man begann mit der Entwicklung
eines Gerätes zur Messung der Strahlung; dem Absolutradiometer, und machte
Nachforschungen zur Messgenauigkeit der verwendeten Pyrheliometer und deren Bezug
zum physikalischen Einheitensystem. Aus den Resultaten dieser Arbeiten und diversen
am WRC durchgeführten Vergleichen von Absolut-Radiometern konnte die World
Radiometric Reference definiert werden, bezüglich der sämtliche Absolut-Radiometer
auf der ganzen Welt kalibriert werden.