Messung der Luftqualität im Schweizer Hochgebirge mit dem OTT Pluvio²

Weather station in alpine summer landscape

Unnahbar schimmern die weißen Riesen aus der Ferne. Und doch reagieren die Berge empfindlich auf das Geschehen im Flachland. Mitten in den Schweizer Zentralalpen, auf 2440 Metern über dem Meeresspiegel, untersuchen Wissenschaftler an der Alpinen Forschungs- und Ausbildungsstätte Furka (ALPFOR) unter anderem den Einfluss des Menschen auf die Natur im Hochgebirge. Dabei setzen sie überwiegend auf Messinstrumente von OTT HydroMet. Seit dem vergangenen Sommer steht auch ein OTT Pluvio² L an der ALPFOR. Ein Gastbeitrag von Prof. Christian Körner und Dr. Erika Hiltbrunner.

Während dank Katalysatoren in Industrie und in jedem Auto die Stickoxidfreisetzung reduziert werden konnte, stößt die Landwirtschaft durch Tierhaltung und Düngereinsatz immer noch zu viel an Ammoniakstickstoff in die Luft aus. Alles was einmal in die Luft abgegeben wird, kommt über kurze oder lange Distanzen wieder als Stickstoffeintrag auf die Erdoberfläche und die Vegetation zurück: in Hoch- und Flachmoore, Wälder offenes Grasland, überall.

Der OTT Pluvio² hilft beim Verstehen des Stickstoffkreislaufs

Im Gebirge werden diese löslichen Stickstoffverbindungen vor allem mit Regen und Schnee eingetragen. Diese wirken als einseitiger Dünger und gefährden die Biodiversität, weil durch das erhöhte Stickstoffangebot triviale Pflanzenarten gefördert werden und seltenere, langsam wüchsige unter die Räder kommen. Selbst in entlegenen Gebieten der Hochalpen erlebt die Natur – grob geschätzt – eine Verzehnfachung des Stickstoffeintrages gegenüber der vorindustriellen Zeit. Ein Umweltproblem, das genau verstanden werden will. Und hier kommt das Pluviometer von OTT Hydromet ins Spiel.

Um die Belastung alpiner Ökosysteme zu bewerten, muss man einerseits die tatsächlichen Mengen an eingetragenem löslichem Stickstoff kennen und andererseits die Reaktion der alpinen Pflanzen verstehen. Dazu ist es essenziell, die Niederschlagsmengen genau zu messen. An der alpinen Forschungs- und Ausbildungsstation (ALPFOR) auf dem Furkapass in den Schweizer Zentralalpen auf 2440 m Höhe, betreibt der gleichnamige, gemeinnützige Verein eine automatische Wetterstation. Da ein großer Teil des Jahresniederschlages aber in Form von Schnee fällt und zudem oft heftiger Wind bläst, sind die üblichen Regenmesser mit einer Regen-Wippe etwas unverlässlich, auch wenn sie beheizt werden. Ein wiegendes Pluviometer mit beheiztem Kragen ist deshalb das Gerät der Wahl.

Einzigartige Forschungsstation am Furkapass

Aus den unmittelbar neben dem Pluviometer gesammelten Wasser- und Luftproben ist die Konzentration der verschiedenen Stickstoffverbindungen bekannt. Das Pluviometer von OTT HydroMet liefert die zugehörigen Niederschlagsmengen. Aus beiden Größen wird der atmosphärische Stickstoffeintrag im Jahresgang berechnet. Dr. Erika Hiltbrunner von ALPFOR ist für die Forschung verantwortlich.

Der ALPFOR-Standort ist sehr repräsentativ für die Hochalpen und verfügt über einen Stromnetz- und Mobilfunkanschluss (Pluvio-Heizung, Datenübertragung). Im Winter ist der Standort aber wegen Lawinengefahr meist nicht zugänglich und der Pass ist ohnehin von Mitte Oktober bis Mai gesperrt. Das gelegentlich nötige Entleeren des Pluvio ist, wenn überhaupt, nur alpinistisch möglich: mit Tourenskis wird von Realp aufgestiegen. Die Software des Pluviometers ist so intelligent, dass sie diesen Eingriff erkennt und das Pluviometer sofort wieder funktioniert und saubere Daten via Mobil-Telefonnetz an die Forscher liefert.

Noch ein weiteres Detail: Im Gebirge kann sich die Niederschlagsmenge infolge Luv- und Leelagen über wenige Meter stark ändern. Der Standort des OTT HydroMet Pluviometers ist genau dort, wo aus einer Vorstudie mit zwölf Messpunkten im Umkreis von zwei Kilometern der „Mittelwert der sommerlichen Niederschlagsmenge“ erfasst wird.

Der OTT Pluvio² ergänzt das Instrumentarium des Forscherteams, das bereits für andere Anwendungen auf Sensoren von OTT HydroMet vertraut. Die Solarstrahlung und -reflexion messen zwei Kipp & Zonen CMP11 Radiometer, Windstärke und -richtung misst ein Lufft Ventus.

Erika Hiltbrunner ist promovierte Biologin und Leiterin der Alpinen Forschungsstation auf dem Furkapass. Sie erforscht die Folgen des erhöhten atmosphärischen Stickstoffeintrags und weitere Aspekte des globalen Wandels auf die alpine Vegetation.

Christian Körner ist emeritierter Professor für Botanik der Universität Basel, selbst viel an der Station tätig und Autor zweier Bücher zur Hochgebirgsökologie.

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