Physikalisch-Metorologisches Observatorium Davos -- World Radiation Center pmod-wrc
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Das PMOD/WRC ist eine Abteilung der Stiftung SFI www.sfi-davos.ch

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.
Dorfstrasse 33, CH-7260 Davos Dorf, Phone +41 58 467 51 11, Fax +41 58 467 51 00 www.pmodwrc.ch
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