Der Atmosphären-Messturm ATTO mitten im Amazonas-Regenwald feiert seinen fünften Geburtstag

Das "Amazon Tall Tower Observatory" steht mitten im Amazonas-Becken Brasiliens, etwa 150 km Luftlinie nordöstlich von Manaus. In dieser entlegenen Region untersuchen Wissenschaftler:innen aus deutschen und brasilianischen Forschungseinrichtungen seit zehn Jahren gemeinsam die Wechselwirkungen zwischen dem Regenwald und der Atmosphäre. Das Herzstück der Forschungsstation ist ein stählerner Turm von 325 Metern Höhe. Damit ist der ATTO Turm so hoch wie der Eiffelturm in Paris und ragt als höchster Forschungsturm Südamerikas weit über das Kronendach des Waldes heraus. Am 15. August feiert der ATTO-Turm sein fünfjähriges Jubiläum.

Den Wissenschaftler:innen der Max-Planck-Institute für Chemie in Mainz und für Biogeochemie in Jena war schon lange bewusst, welch wichtige Rolle dieser Regenwald für das globale Klima spielt. Aber es fehlten durchgehende Langzeitmessungen, die genau genug sind, um sie mit globalen Infrastrukturen wie bspw. ICOS und IAGOS der Klima- und Atmosphärenforschung zu verbinden. Bereits 2010 errichteten die Forschenden in Kooperation mit dem National Institute of Amazonian Research (INPA) in Manaus die ersten Messeinrichtungen. Es entstanden ein 80 Meter hoher Turm und ein ebenso hoher Mast, mit deren Hilfe erste atmosphärische Messungen durchgeführt wurden. Sie bilden die Grundlage für die kontinuierliche und langfristige Beobachtung des Klimas im Amazonas-Regenwald.

Seitdem ist die deutsch-brasilianische Forschungsstation stetig gewachsen. Über 200 Forschende aus Universitäten und Forschungseinrichtungen verschiedener Länder sind daran beteiligt: Biologen, Ökologen, Meteorologen, Chemiker und Atmosphärenphysiker arbeiten interdisziplinär an komplexen, klimarelevanten Fragestellungen. Neue Instrumente werden speziell dafür entwickelt, angepasst und für den Einsatz unter den harschen klimatischen Bedingungen des tropischen Regenwalds optimiert. Einige Untersuchungen geben Aufschluss über lokale biologische und klimatologische Prozesse im Regenwald und der Atmosphäre, die unter anderem von der Zusammensetzung der Pflanzenarten und den geografischen Gegebenheiten beeinflusst werden.

Der große Atmosphären-Messturm ATTO ermöglicht es den Forschern seit nun fünf Jahren, atmosphärische Daten in einer Höhe von mehr als 300 Metern zu sammeln. Der Messbereich von ATTO deckt mit mehreren hundert Quadratkilometern einen großen Teil des Amazonasbeckens und damit die größte noch relativ homogene Waldfläche der Welt ab. Diese Fläche stellt für das globale Klimasystem eine der bedeutendsten Regionen dar und ist durch aktuelle wie zukünftige Klima- und Landnutzungsänderungen stark betroffen.

Die Wissenschaftler:innen haben beispielsweise herausgefunden, dass 60 Prozent des Regens, der über dem Amazonas fällt, wieder in die Atmosphäre gelangt. Dies geschieht durch die Atmung von Pflanzen, vor allem der großen Bäume. Damit sich immer wieder neue Wolken bilden können, braucht es sogenannte Kondensationskeime (Aerosole). Die Luft über dem Amazonas ist in der Regenzeit so sauber, dass es kaum Aerosole, wie beispielweise Schadstoffe, gibt. Stattdessen spielen organische Verbindungen, die der Wald selbst freigibt, eine große Rolle. Durch chemische Reaktionen entstehen Partikel in der Atmosphäre, die die Wolkeneigenschaften und Niederschläge im Kreislauf erhalten. Zu diesen Gasen zählen z. B. auch flüchtige organische Verbindungen (VOC). Obwohl der Amazonas Regenwald nur vier Prozent der Landoberfläche einnimmt, stammen 25 bis 40 Prozent aller globalen VOC-Emissionen aus dem Amazonas-Regenwald.

ATTO ist eine einzigartige wissenschaftliche Plattform für Langzeitforschung, die es ermöglicht, die Rolle des Amazonas im Erdsystem weitaus besser zu verstehen. Die Nutzung von ATTO wird große Wissenslücken in den Tropen schließen, indem diese Forschungsinfrastruktur Datensätze zur Validierung von Klimamodellen und Satellitenbeobachtungen bereitstellt und neue Erkenntnisse für die Verbesserung von globalen Kohlenstoffkreislauf- und Klimamodellen liefert.