Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hören, wie warm es ist?

25.04.2005


Meteorologen der Leipziger Universität Leipziger entwickeln akustisch-tomografische Methoden weiter



Das Equipment für seine tomografischen Studien hat Dr. Armin Raabe, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Meteorologie der Universität Leipzig, in doppelter Ausführung: einmal als Modell von zwei mal zwei Metern in einer Ecke des Labors, und einmal füllt es als Ausrüstung für die Messungen im Gelände eine ganze Garage aus. Deren Inhalt besteht aus ein paar Regalen voller eimergroßer Lautsprecher, zahllosen Akkus und einigen Kilometern Kabel.



Wie das Ganze funktioniert, kann man am Modell besser sehen. Auf dem Gestell werden an jeweils zwei rechtwinklig zueinander stehenden Außenkanten der Quadrate in gleichmäßigen Abständen Lautsprecher befestigt und an der jeweils gegenüberliegenden Seite Mikrofone. Wenn die Lautsprecher Schallwellen aussenden, nehmen die Mikros diese auf. Aber nicht in unveränderter Form, denn zwischen einem Sende- und einem Empfangspunkt enthalten die Schallparameter, welche die Schallwellenausbreitung beschreiben, Informationen über den Zustand der sondierten Luftschicht. Wind und Wärme beispielsweise verdriften, bremsen oder beschleunigen die Schallwellen. (Luftfeuchtigkeit würde sie verstärken oder dämpfen - aber das spielt in diesem Zusammenhang keine Rolle.) Vergleicht man die ausgesendeten mit den empfangenen Schallwellen, sind also Aussagen über Witterungserscheinungen auf der schachbrettartig untersuchten Fläche möglich. Diese beziehen sich, weil innerhalb jeder "Scheibe" Durchschnittwerte gebildet werden, auf die ganze Fläche. Diese Qualität wäre mit einzeln auf dem Gelände positionierten Messegeräten nicht erreichbar. Zwar können von meteorologischen Punktmessungen zeitlich hoch aufgelöste Informationen gewonnen werden, eine fehlerfreie Informationsübertragung auf größere Gebiete ist jedoch unmöglich. Die ebenfalls üblichen Fernerkundungsverfahren, zum Beispiel durch Satelliten, liefern andererseits zwar räumlich aufgelöste Daten, sind jedoch in ihrer zeitlichen Auflösung begrenzt.

Vergleicht man die mittels akustisch-tomografischer Methoden gewonnenen Werte über die Verteilung von Witterungserscheinungen über einem Areal dann mit denen eines irgendwo in dieser Landschaft installierten Messgerätes, ergeben sich in der Regel Differenzen. Die sagen aus, inwieweit das Messgerät an der richtigen Stelle aufgebaut wurde - und ob es überhaupt in der Lage ist, Daten zu ermitteln, die als Durchschnittswert akzeptabel sind. Auf diesem Wege können auch Regeln erarbeitet werden, die man ganz allgemein bei der Installierung von Messstationen beachten sollte. "Wir können außerdem ermitteln, was die numerische Atmosphärenmodelle, also die Methoden nach denen per Computer die Vorgänge in der Atmosphäre berechnet werden, taugen. Das Optimum wäre, wenn die Numerik nach Eingabe aller Parameter die selben Dinge errechnet, wie wir in der Realität beobachten. Um das zu erreichen, müssen die Modelle mit Hilfe unserer Messungen perfektioniert werden."

Für diese Forschungen ist es nicht notwendig, die Ausrüstung an ständig neuen Messfeldern zu installieren. In der Regel ist die Arbeitsgruppe um Dr. Raabe auf einer Fläche in Melbitz bei Torgau auf dem Gelände des Instituts für Troposphärenforschung und in Lindenberg südlich von Berlin unterwegs. Das handliche Modell ist allerdings nicht nur dazu da, das Wirkprinzip zu veranschaulichen, sondern auch, Messungen zu ermöglichen, in dem Landschaftsmodelle künstlich erzeugtem Wetter ausgesetzt werden. Das geschieht zumeist in Windkanal der TU Dresden. Diese Miniaturisierung akustisch-tomographischer Methoden ist das Ergebnis von Entwicklungsarbeiten der Universität Leipzig.

Diese Messmethode hilft jedoch nicht nur den Meteorologen, sondern auch anderen, die ergründen wollen, wie sich Gase innerhalb eines Raumes verteilen. Deshalb ist das Modell der Leipziger Wissenschaftler auch in der Industrie unterwegs und misst unter anderem, wie sich in einer Kammer mit verschiedenen Öffnungen warme und kühlere Massen im Raum bewegen - eine Frage, die mit einem simplen Thermometer nicht umfassend zu beantworten wäre.

Wenn man mit Hilfe der Tomografie erkennt, welche Auskünfte veränderte Schallwellen über Wind und Temperaturen geben, kann man das Ganze aus umdrehen und fragen: Bei welchem Wetter breiten sich Schallwällen wie aus? Eine Antwort, die die Erzeuger oder auch Erdulder von Schallwällen - die ja ab einer gewissen Stärke als Lärm empfunden werden - zumeist gern beantwortet hätten. Marlis Heinz

weitere Informationen:
Dr. Armin Raabe
Telefon: 0341 97-32853
E-Mail: raabe@uni-leipzig.de

Dr. Bärbel Adams | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-leipzig.de
http://www.uni-leipzig.de/~meteo

Weitere Berichte zu: Lautsprecher Schallwelle Witterungserscheinung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Meeresforschung in Echtzeit verfolgen
22.02.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

nachricht Weniger Sauerstoff in allen Meeren
16.02.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie