Schwankungen in der Energieabstrahlung

Mit der ersten Ausführung des Instruments ACRIM, ACRIM-I, an Bord des Forschungssatelliten Solar Maximum Mission (SMM) im Jahre 1980, konnte eindeutig bewiesen werden, dass die Energieabstrahlung der Sonne nicht konstant ist und die Schwankungen von magnetischen Aktivitäten in der Sonne rühren. Jedoch sind diese Schwankungen so gering (weniger als 0,00425 Prozent der Gesamtenergie eines Jahres auf Zeitskalen von einzelnen Tagen), dass für die ständige Überwachung leistungsstarke Instrumente vonnöten waren, um korrekte Daten zu erhalten.

Es existieren Theorien, dass bis zu 25 Prozent der globalen Erwärmung im 20. Jahrhundert auf jene Schwankungen im Energieausstoß der Sonne zurückzuführen sind. Bereits Schwankungen im Größenbereich von 0,25 Prozent in einem Jahrhundert könnten signifikante Klimaveränderungen verursachen. Beispielsweise sind Klimaforscher der Meinung, dass die kleine Eiszeit, welche im 17. Jahrhundert Europa und Nordamerika heimsuchte, in Verbindung mit dem in der gleichen Zeit herrschenden Minimum in der Sonnenaktivität gebracht werden kann (siehe Maunderminimum).

Die Bedeutung dieser Messdaten in Klimastudien

Diese über längere Zeit gewonnenen Daten über die Energieabstrahlung der Sonne können in die Erstellung von globalen Klimamodellen einbezogen werden, um deren Genauigkeit zu erhöhen. Um Klimamodelle entwickeln zu können, werden Messdaten zweier verschiedener Messungen benötigt:

• Die Gesamtmenge an Sonnenenergie, die die Erde erreicht; bestehend aus dem sichtbaren Licht (ca. 85 %), Ultraviolett- (etwa 10 %) und Nahinfrarot-Wellenlängen (etwa 5 %)
• Die Menge an Energie, welche von der Erde zurück ins All reflektiert wird und somit nicht Teil vom Energiesystem der Erde wird

Die erste Messung wird vom Instrument ACRIM-III an Bord von ACRIMSat durchgeführt, während für die zweite Messung andere Satelliten der NASA zuständig sind. Die Differenz zwischen der Energie, welche die Erde erreicht und jener, die wieder in den Weltraum reflektiert wird, resultiert in der Energiemenge, welche auf der Erde für die Prozesse in der Umwelt verantwortlich ist. Kombiniert mit Messungen der Ozeanströmungen, der Winde und Oberflächentemperaturen können Klimamodelle erstellt werden, die Aussagen über die Zukunft des irdischen Klimas machen können.

Der Active Cavity Radiometer Irradiance Monitor

Die Analysierung der Energieabstrahlung übernimmt der Active Cavity Radiometer Irradiance Monitor (ACRIM), ein leistungsfähiges Instrument, welches bereits zum dritten Mal Verwendung in der Beobachtung unseres Zentralgestirns findet. Es wird für die NASA entwickelt und hergestellt vom Jet Propulsion Laboratory (JPL), einer Abteilung des California Institute of Technology (Caltech). Das Instrument ist in der Lage, elektromagnetische Wellen mit Wellenlängen zwischen 200 nm und 2 µm zu messen. Dies umfasst sowohl das sichtbare Licht als auch Ultraviolett- und Infrarotstrahlung.