Thomas Leisner, Professor für Umweltphysik an der technischen Universität Ilmenau, trägt den Kopf nicht in den Wolken. Statt wie viele andere Wolkenforscher in die Luft zu gehen, bleibt er am Boden und versucht die Wolken auf die Erde zu holen - zumindest Teile davon: "Wir verwenden so genannte Paul-Fallen. Die hat der berühmte deutsche Physiker Wolfgang Paul, der dafür auch den Nobelpreis bekommen hat, Ende der 50er Jahre entwickelt. Darin können wir einzelne Tröpfchen berührungsfrei schweben lassen und sie genau den Bedingungen aussetzen, die sie auch in der Wolke vorfinden würden." Die Paul-Falle ist eine trickreiche Konstruktion aus Magnetspulen und ungleichmäßigen elektrischen Feldern. Das berührungslose Schweben in der Paul-Falle vermeidet einen unerwünschten Effekt: Wolken-Tröpfchen sind nämlich häufig sehr stark unterkühlte oder mit Salzen übersättigte Lösungen. Die kleinste Berührung reicht, um sie zu Eis erstarren zu lassen. "Wir haben uns spezialisiert auf sehr kalte Wolken, wie sie zum Beispiel über den Polargebieten auftreten", erläutert Leisner. "Dort sind sie zum Beispiel für das Ozon-Loch von größter Bedeutung. Diese Wolken sind sehr kalt: etwa minus 80 Grad Celsius."
Ein Ziel der Forscher ist es, die Bedingungen in einer Wolke so genau wie möglich nachzubilden, um den Brechungsindex der unterkühlten Tröpfchen zu bestimmen, also ihre optischen Eigenschaften. Leisner: "Die sind einerseits sehr wichtig für das Zurückwerfen des Sonnenlichts und damit für die Klimawirksamkeit. Andererseits gibt es auch sehr viele Untersuchungsmethoden, bei denen man vom Boden aus mit Laserstrahlen in die Wolken hineinscheint. Die Forscher, die solche Experimente auswerten, sind darauf angewiesen, genaue Werte für den Brechungsindex der teilweise komplizierten Partikelchen zu haben."
Die Forscher aus Ilmenau konnten auch eine andere, seit über 100 Jahren offene Frage klären. Wenn elektrisch geladene Wassertröpfchen beispielsweise in Gewitterwolken verdampfen, geschieht etwas Ungewöhnliches, erklärt Leisner: "Die Ladungen selbst können nur schlecht verdampfen, denn sie sind stark an das Tröpfchen gebunden. Sie müssen also immer enger aufeinander rücken. Aber weil sich gleiche Ladungen ab stoßen, wollen sie nicht immer enger aufeinander rücken. Es gibt eine Kraft, die versucht, diese Tröpfchen zu zerreißen. Wir konnten das mit aufwändiger Technik fotografieren." Das Tröpfchen zerreißt nicht gleichförmig in alle Richtungen, sondern verformt sich zuerst in eine längliche Spindel. Aus den Spitzen der Spindel schießen dann sehr dünne feine Strahlen von Flüssigkeit. Diese so genannten Jets hatte der britische Physiker Lord Rayleigh schon 1882 vorhergesagt, nun gibt es den ersten Beweis für seine Theorie.
[Quelle: Ralf Krauter]
Ein Ziel der Forscher ist es, die Bedingungen in einer Wolke so genau wie möglich nachzubilden, um den Brechungsindex der unterkühlten Tröpfchen zu bestimmen, also ihre optischen Eigenschaften. Leisner: "Die sind einerseits sehr wichtig für das Zurückwerfen des Sonnenlichts und damit für die Klimawirksamkeit. Andererseits gibt es auch sehr viele Untersuchungsmethoden, bei denen man vom Boden aus mit Laserstrahlen in die Wolken hineinscheint. Die Forscher, die solche Experimente auswerten, sind darauf angewiesen, genaue Werte für den Brechungsindex der teilweise komplizierten Partikelchen zu haben."
Die Forscher aus Ilmenau konnten auch eine andere, seit über 100 Jahren offene Frage klären. Wenn elektrisch geladene Wassertröpfchen beispielsweise in Gewitterwolken verdampfen, geschieht etwas Ungewöhnliches, erklärt Leisner: "Die Ladungen selbst können nur schlecht verdampfen, denn sie sind stark an das Tröpfchen gebunden. Sie müssen also immer enger aufeinander rücken. Aber weil sich gleiche Ladungen ab stoßen, wollen sie nicht immer enger aufeinander rücken. Es gibt eine Kraft, die versucht, diese Tröpfchen zu zerreißen. Wir konnten das mit aufwändiger Technik fotografieren." Das Tröpfchen zerreißt nicht gleichförmig in alle Richtungen, sondern verformt sich zuerst in eine längliche Spindel. Aus den Spitzen der Spindel schießen dann sehr dünne feine Strahlen von Flüssigkeit. Diese so genannten Jets hatte der britische Physiker Lord Rayleigh schon 1882 vorhergesagt, nun gibt es den ersten Beweis für seine Theorie.
[Quelle: Ralf Krauter]