Wasserdampf

Wasserdampf ist mit bis zu 4 Volumenprozenten das am häufigsten vorkommende Spurengas in der Atmosphäre. Er bestimmt maßgeblich das Klima, das Wetter, die Chemie der Atmosphäre und die Biosphäre mit. Trotz seiner Bedeutung für atmosphärische Prozesse in einem breiten räumlichen und zeitlichen Skalenbereich ist Wasserdampf eine der am wenigsten verstandenen und gemessenen Komponenten der Erdatmosphäre.

Durch die Absorption von solarer Einstrahlung und terrestrischer Ausstrahlung wird der Strahlungshaushalt der Atmosphäre stark beeinflusst. So ist der Wasserdampf für 21 Grad des 33 Grad betragenden natürlichen Treibhauseffekts verantwortlich. Nur dank des natürlichen Treibhauseffekts kann eine dem Leben förderliche globale Jahresmitteltemperatur von 15 Grad Celsius entstehen. Durch den Wasserkreislauf von Verdunstung über den Transport latenter Wärme bis hin zum Niederschlag werden der Energieumsatz zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre und ebenfalls der Energietransport innerhalb der Atmosphäre bestimmt. Neben dieser für das Klima wichtigen Funktion als Transporteur der solaren Einstrahlungsenergie spielt der Wasserdampf ebenfalls eine Hauptrolle bei der Bildung von Wolken und somit beim aktuellen Wettergeschehen.

Als Feuchtigkeitsprofil wird in der Fernerkundung und Meteorologie die Messung und Analyse des vertikalen Verlaufs der Luftfeuchtigkeit bzw. des Wasserdampf-Gehalts bezeichnet. Sie erfolgt hauptsächlich über künstliche Erdsatelliten.

Der Sondierer Advanced TIROS-N Operational Vertical Sounder (ATOVS) an Bord der polarumlaufenden Wettersatelliten von NOAA und EUMETSAT wird zur Bestimmung von Vertikalprofilen der Temperatur und Feuchte in der Atmosphäre sowie des Gesamtozongehaltes eingesetzt. Zu ATOVS gehören die Instrumente HIRS - High Resolution Infra-Red Sounder, AMSU und bei METOP der Microwave Humidity Sounder (MHS). Der im infraroten Spektralbereich arbeitende HIRS liefert Messungen oberhalb von Wolken oder in wolkenfreien Gebieten, während das mikrowellenbasierende AMSU Sondierungen auch aus Gebieten mit Bewölkung liefert.

Daneben sind Wasserdampf-Differential-Absorptions-Lidarsysteme (DIAL) vom Boden und vom Flugzeug aus seit etwa zwei Jahrzehnten im Einsatz. DIAL-Technologie und Anwendung haben in diesem Zeitraum bedeutsame Fortschritte erfahren.

Weitere Informationen:

• Water Vapor (NASA EO)