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In der Praxis erfolgreich erprobt: Bremer Fernerkundungssensor visualisiert Methanemissionen von Ölfeldern

Umweltphysiker der Uni Bremen präsentierten Ergebnisse einer Messkampagne in Kalifornien auf der Europäischen Geophysikalischen Konferenz in Wien

Nr. 115 / 28. April 2015 SC

Messen und auswerten von Methan- und Kohlendioxidemissionen durch Fernerkundung: Das war der Schwerpunkt der von europäischen und amerikanischen Wissenschaftlern im Auftrag von ESA und NASA gemeinsam durchgeführten COMEX-Kampagne (CO2 and Methane EXperiment) im Sommer 2014 über ausgewählten Gebieten in der Umgebung von Los Angeles in Kalifornien. Zielgebiete für mehrere zu diesem Zweck eingesetzte amerikanische Forschungsflugzeuge waren unter anderem Öl- und Erdgasfelder, Stallungen für Massentierhaltung und Mülldeponien. Auf einem Flugzeug war der Bremer Fernerkundungssensor MAMAP installiert.

Das wichtigste Ergebnis für die beteiligten Wissenschaftler vom Institut für Umweltphysik der Universität Bremen: MAMAP (Methane Airborne MAPper) bestand den Praxistest und erfasste schon zum Anfang der Messkampagne Treibhausgasemissionen aus bisher unbekannten Quellen. Der Sensor war unter Federführung der Universität Bremen in Kooperation mit dem Deutschen GeoForschungsZentrum Potsdam entwickelt worden. Erste Messergebnisse der COMEX-Kampagne wurden kürzlich auf der Europäischen Geophysikalischen Konferenz in Wien vorgestellt und diskutiert. Sie sind ein wichtiger Meilenstein bei der Entwicklung eines satellitengestützten Sensorsystems namens „CarbonSat“. Mit „CarbonSat“ sollen zukünftig weltweit und unabhängig Treibhausgase gemessen werden. Die Entscheidung der Europäischen Weltraumagentur ESA, ob das Projekt realisiert wird, fällt im Herbst 2015.

Überraschung beim ersten Flug

Gleich beim ersten Flug stieg die Spannung bei den beteiligten Bremer Wissenschaftlern. MAMAP erfasste über einem kalifornischen Ölfeld eine unerwartet große Methanfahne, welche über viele Kilometer hinweg detektiert werden konnte. Damit wurde weltweit das erste Mal demonstriert, dass luftgestützte passive Fernerkundungsmethoden in der Lage sind, starke lokale Emissionen aus dem Bereich der Öl- und Gasförderung nachzuweisen. „Wir waren sehr zufrieden damit, dass wir mit MAMAP diese riesige Methanwolke unbekannten Ursprungs erfassen und über mehrere Kilometer in Windrichtung verfolgen konnten“, erzählt Konstantin Gerilowski, einer der COMEX-Forscher und zuständigen Wissenschaftler für das MAMAP-Instrument. „Die Echtzeit-Daten von Methan im Flug auf dem Monitor zu sehen, war sehr aufregend”, ergänzt sein Kollege Sven Krautwurst von der Universität Bremen, der zweite Forscher an Bord des Forschungsflugzeuges. „Es gelang uns damit die Wolke zu verfolgen und so das vermeintliche Ursprungsgebiet im Ölfeld zu lokalisieren“.

Auf mehreren nachfolgenden Flügen konnten mit MAMAP erneut großräumige Methanwolken über den Ölfeldern beobachtet werden. Messungen vor Ort sowie Luftaufnahmen eines amerikanischen Flugzeugsensors zeigten ebenfalls erhöhte Methansignale an demselben Ort, an dem auch MAMAP die Wolke erfasst hatte. Damit bestätigten sich die von MAMAP gelieferten Daten. 

Kenntnisse über Methanemissionen unzureichend

„Unsere bisherigen Kenntnisse über Methanemissionen aus verschiedenen Quellen sind sehr unzureichend”, sagt Ira Leifer, amerikanischer Leiter der COMEX-Kampagne. „So hat zum Beispiel eine kürzlich veröffentlichte Auswertung von Feldstudien der vergangenen zehn Jahre ergeben, dass die Menge von Methanemissionen durch die Produktion fossiler Brennstoffe – eine der Hauptquellen von Methan – um den Faktor 2 unterschätzt wurde. Die COMEX-Daten helfen uns nun, neue Techniken zu entwickeln und Emissionen genauer zu bestimmen“.

Heinrich Bovensmann von der Universität Bremen, europäischer Leiter der COMEX-Kampagne und wissenschaftlicher Leiter der „CarbonSat“-Mission, ist von den Kampagne-Ergebnissen begeistert: „Abgesehen von der Sammlung wichtiger Daten, welche die Auswertung von Treibhausgasemissionen verbessern, zeigen die im Rahmen der COMEX-Kampagne gewonnenen Daten in beeindruckender Weise, welches Potenzial eine Satellitenmission wie „CarbonSat“ hat.“

Finanziert wurde die COMEX-Kampagne gemeinsam von ESA und NASA. Das Forschungsteam besteht aus Wissenschaftlern von NASAAmes Research Center in Moffett Field, Kalifornien, von Bubbleology Research International in Solvang, Kalifornien, von der Universität Bremen in Deutschland, von NASAs Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornien, von Naval Postgraduate School (NPS) in Monterey, Kalifornien, von Aerospace Corporation in El Segundo, Kalifornien, von California Polytechnic State University in San Luis Obispo und von ESA-ESTEC (European Space Research and Technology Centre) in Noordwijk, Niederlande.

Achtung Redaktionen: Bildmaterial steht unter dem folgenden Link zur Verfügung:
http://www.iup.uni-bremen.de/optronics/downloads/COMEX%20Release%20Oil_Field_final_v3_short_de_Pictures_Only.pdf

Weitere Informationen:

Universität Bremen
Fachbereich Physik / Elektrotechnik
Institut für Umweltphysik
Prof.Dr. John. P. Burrows
Tel.: +49 421 218 62100
E-Mail: burrowsprotect me ?!iup.physik.uni-bremenprotect me ?!.de   
Dr. Heinrich Bovensmann
Tel.: +49 421 218-62102
E-Mail: heinrich.bovensmannprotect me ?!uni-bremenprotect me ?!.de 
Konstantin Gerilowski
Tel.: +49 421 218 62109
E-Mail: gerilowsprotect me ?!iup.physik.uni-bremenprotect me ?!.de  
www.iup.uni-bremen.de 

MAMAP:
http://www.iup.uni-bremen.de/optronics/projects/methaneairbornemappermamap/index.htm

CarbonSat:
http://www.iup.uni-bremen.de/carbonsat/