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Campus Göttinger Wissenschaftler erforschen in der Karibik das Innenleben von Wolken
Campus Göttinger Wissenschaftler erforschen in der Karibik das Innenleben von Wolken
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18:05 28.11.2019
Max-Planck-Institut: Für den Einsatz in der Karibik werden Forschungsinstrumente mit einem Kran in einen Open-Top-Container verladen. Quelle: Niklas Richter
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Göttingen

Das Leben einer Wolke zu erforschen, ist das Ziel einer internationalen Kampagne namens „EUREC4 A“. Auch das Göttinger Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation ist beteiligt. Dafür verfrachten die Göttinger nun ihre Forschungsinstrumente in Container und schicken sie vom Hamburger Hafen aus in die Karibik. Am 13. Januar werden sich die Physiker aus dem Göttinger Max-Planck Institut in ein Flugzeug gen Barbados setzen – am 21. Februar 2020 treten sie die Rückreise an.

Einen Monat lang wird Prof. Eberhard Bodenschatz mit seinem achtköpfigen Team auf dem Schiff in der Karibik verbringen und das Leben der Wolken verfolgen. „Hoffentlich kann unser Schiff so schnell fahren, wie sich die Wolken bewegen“, sagt er. Ziel ist es nämlich, die Wolken auf Schritt und Tritt zu verfolgen und die Daten stationär zu messen.

Drache in Wolke

Das Projekt heißt „CloudKite“: Cloud wie Wolke, Kite wie Drache. „Die Wolken sollen von innen erkundet werden. Dafür wurde ein Ballon entwickelt, der in 1,5 Kilometer Höhe fliegen wird“, erklärt Bodenschatz. Damit der Ballon nicht bei starkem Wind auf das Meer gedrückt wird, besitzt er Flügel. „Er sieht aus wie ein Drache – daher der Name“, sagt der Physik-Professor.

Aufgenommen bei der ersten Messkampagne im Frühjahr 2019: Während der kleine CloudKite bereits in der Luft ist, befindet sich der große noch auf dem Achterdeck. Quelle: MPIDS/E. Bodenschatz

An dem Ballon ist auch eine hochauflösende Kamera installiert, die 75 Bilder pro Sekunde aufnimmt. Damit werden 3D-Hologramme der Wolkentröpfchen aufgenommen, die an Bord mit Computerclustern analysiert werden. Die Forscher wollen den Ballon so oft wie möglich nach oben schicken, um so viele Daten wie möglich zu sammeln und mit nach Göttingen zu nehmen. Folgenden Fragen gehen die Forscher dabei nach: Wie entsteht eine Wolke? Wie ändert sich die Tröpfchen-Verteilung im Leben einer Wolke? Wie entsteht Regen? Wie wichtig sind Wolken für das Klima?

Wie intensiv die Erde erhitzt wird, hängt sehr stark von den Wolken ab. „Dadurch ist es von Bedeutung, den Energiefluss zu untersuchen, der zwischen Erde und Wolke vor sich geht“, erklärt Bodenschatz. Um ein vollständiges Bild der Tröpfchendynamik in Haufenwolken zu erstellen, führen Bodenschatz und sein Team die Messungen durch.

Klimamodelle verbessern

Grund für die Expedition ist die Tatsache, dass die physikalischen Vorgänge im Inneren der nassen Wolken noch nicht ausreichend wissenschaftlich ergründet wurden. Aus ihren Experimenten im Labor und der Umweltforschungsstation Schneefernerhaus auf der Zugspitze wissen die Forscher des Max-Planck-Instituts, dass turbulente Strömungen der Luft eine wichtige, bisher wenig verstandene Rolle in der Wolkenentwicklung spielen. Daher werden auch jene Strömungen näher untersucht. Das übergeordnete Ziel ist es, Klimamodelle zu verbessern.

Die See bei Barbados biete sich an, da dort die Winde immer in Richtung Insel gehen. „Barbados ist wie ein festes Schiff, denn dort gibt es zulandige Winde, die die Wolken Richtung Insel treiben“, sagt Bodenschatz. Forscher aus anderen Teams seien in der Umgebung stationiert, um andere Erhebungen zu realisieren: Unter anderem untersuchen sie die Turbulenzen im Ozean. Die Hamburger Forscher vom Max-Planck-Instituts für Meteorologie betreiben dort feste Messststationen. Auf dem Schiff wird es durchgehend beleuchtet sein und somit sehr hell, durch die laufenden Maschinen sehr laut. „Hoffentlich kann ich mal die Sterne sehen“, sagt Bodenschatz. Außerdem freue er sich auf deutsches Essen à la Rehbraten an Bord. Zwei Studenten aus Barbados werden zudem dabei sein: „Das ist die Norm: Dort, wo wir andocken, laden wir die Wissenschaftler aus der Region ein, an der Forschung teilzunehmen“, erklärt Bodenschatz.

Die Kampagne „EUROC4 A“

EUREC4A ist eine große internationale Messkampagne, die das Zusammenspiel von Wolken, Konvektion und Zirkulation und deren Rolle beim Klimawandel besser verstehen will. An der EUREC4A sind etliche deutsche Forschungsinstitute und Universitäten beteiligt. Es handelt sich um eine europäische Forschungsinitiative, an der sich auch US-amerikanische Wissenschaftler beteiligen. Während der EUREC4A werden vier Flugzeuge sowie vier Forschungsschiffe vor Barbados eingesetzt.

Mit ihren Ballondrachen (CloudKites) sind die Forscher des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation auf den beiden deutschen Forschungsschiffen Meteor und Maria S. Merian stationiert. Während der mehrwöchigen Kampagne fliegen die Ballondrachen vom Deck der Schiffe in die Wolkenschicht – bis zu 1,5 Kilometer hoch. So wollen sie atmosphärische Grenzschichten, Wolken und Turbulenzwirkungen erkunden, besser verstehen und damit zu einer detaillierteren Klimaforschung beitragen.

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