Um die Folgen lokaler Extremereignisse wie etwa Vulkanausbrüchen einzudämmen, ist eine zuverlässige und schnelle Warnung unerlässlich. Durch eine zielgerichtete Messung der lokalen Atmosphäre können aber auch etwa die Verbreitung von in der Luft befindlichen Verschmutzungen oder Blütenpollen besser vorhergesagt werden.
Genauere Vorhersagen auch in kleineren Gebieten
Für atmosphärische Strömungen ist der großflächige Transport von Schadstoffen und Belastungen für Gebietsgrößen über 50km gut erforscht und wird durch Messstationen und Satellitenbeobachtungen konstant überwacht. Das Wissen über kleinere Gebiete in der Größenordnung von 100m bis 50km sowie über die damit verbundenen Konzentrationsschwankungen ist hingegen derzeit begrenzt. Genau hier setzt das Smarties-Projekt (Smart Integrated Electronic Sensors for quantifying atmospheric transport and mixing) an.
Smarties arbeiten mit Mioty
Smarties sind kleine und sehr leichte Messinstrumente, die aus Umweltsensoren und einer drahtlosen Kommunikationseinheit bestehen. Mithilfe von mehreren kleinen, biologisch abbaubaren Ballons verteilen sie sich in der Atmosphäre. Während des Fluges übertragen sie Sensordaten an ein Netz von Basisstationen. „Sowohl die Datenübertragung als auch die Ortung der Ballons funktioniert mit der von Fraunhofer IIS entwickelten Mioty-Technologie. Dadurch sind sie wesentlich energieeffizienter und leichter skalierbar als bisherige Lösungen“, erklärt Prof. Alexander Martin, Institutsleiter des Fraunhofer IIS. Diese neue Kombination von Technologien ermöglicht es somit erstmals, sehr viele atmosphärische Daten auf kleinem Raum zu sammeln. Darunter zählen zum Beispiel Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Windgeschwindigkeit.
„Anhand dieser Daten können wir neue Modelle für das Strömungsverhalten in lokalen Gebieten entwickeln“, erläutert Dr. Mohsen Bagheri vom MPI-DS die Inhalte des Projektes. So sollen etwa präzise Vorhersagen der Verteilung von Partikeln möglich sein. „Durch Smarties können wir dann über diese neuen Modelle bei akuten gefährlichen Ereignissen Menschen durch genauere Vorhersagen besser warnen“, ergänzt Prof. Eberhard Bodenschatz, geschäftsführender Direktor des MPI-DS.
Tests auf der Zugspitze und in Finnland
Das Projekt ist Teil des Fraunhofer-Max-Planck-Kooperationsprogramms und wird in Zusammenarbeit mit dem MPI-DS unter der Teilprojektleitung von Dr. Mohsen Bagheri und dem Fraunhofer IIS unter der Teilprojektleitung von Dipl.-Ing. Ferdinand Kemeth durchgeführt. Grundlage für das Projekt sind unter anderem atmosphärische Messungen an der Umweltforschungsstation ’Schneefernerhaus’ auf der Zugspitze. Am Ende des Projektes soll das System in mehreren Messkampagnen u.a. in Pallastunturi, Finnland getestet werden.
