Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Knall gen Himmel - und zurück

25.08.2005


Meteorologen der Universität Leipzig untersuchen mittels Schall das Wesen von internen Schwerewellen



Bepackt mit großen Mengen neuer Messergebnisse kamen kürzlich fünf Wissenschaftler des Instituts für Meteorologie der Universität Leipzig von einem Feldexperiment aus Zvenigorod zurück. Im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützten Projektes waren sie mit Kollegen des russischen Obuchov Instituts für Atmosphärenphysik an dieser Messstation nahe Moskau unterwegs, um das Wesen von internen Schwerewellen zu ergründen.



"Für die Ausbreitung von Schwerewellen ist eine stabil geschichtete Atmosphäre notwendig. Die entsteht, wenn - beispielsweise in klaren Nächten - die Temperatur mit der Höhe zunimmt", erläutert Dr. Astrid Ziemann, wissenschaftliche Assistentin im Vorgriff auf eine Juniorprofessur am Institut für Meteorologie. "In solch einer stabil geschichteten Atmosphäre oszilliert, also schwingt, ein Luftpaket um seine ursprüngliche Ruhelage. Diese vertikalen Schwingungen werden verursacht durch Auftriebs- und Schwerkraft. Die Ausbreitung von internen Schwerewellen kann jedoch in allen Raumrichtungen erfolgen. Diese internen Schwerewellen beeinflussen nun den Energieaustausch in der Atmosphäre. Sichtbar wird das unter anderem in den Temperatur- und Windfeldern."

Bislang weiß man kaum etwas darüber, inwieweit solche internen Schwerewellen das Wetter beeinflussen oder beispielsweise die Ausbreitung von Luftverschmutzungen verändern. Insofern gibt es auch noch keine wissenschaftlichen Wege, auf denen man sie in die Modelle der Wettervorhersage einbringen kann.

Um Informationen über Luftschichten zu erhalten, werden Schallwellen ausgesandt und deren Parameter gemessen, nachdem diese die zu erforschenden Räume durchdrungen haben. Der Schall kommt nämlich nicht in unveränderter Form am Mikrofon an, denn zwischen einem Sende- und einem Empfangspunkt nehmen die Schallparameter, welche die Schallwellenausbreitung beschreiben, Informationen über den Zustand der sondierten Luftschicht auf. Wind und Wärme beispielsweise verdriften, bremsen oder beschleunigen den Schall. Vergleicht man die ausgesendeten mit den empfangenen Schallwellen, sind also Aussagen über Wettererscheinungen entlang der Sendestrecken möglich.

Diese Technik setzen die Leipziger Meteorologen schon seit einiger Zeit ein. Was ihnen allerdings bislang fehlte, war eine extrem starke, bis in die Schwerewellen-Region reichende Schallquelle und ein Areal, auf dem diese eingesetzt werden konnte. Auf einem der regelmäßigen internationalen Kongresse zur akustischen Fernerkundung kamen die Leipziger mit ihren Kollegen vom Obuchov Institut für Atmosphärenphysik ins Gespräch; die hatten die entsprechenden Möglichkeiten. Im Sommer 2005 begann der Aufbau des gemeinsamen Experimentes. Die zentrale Schallquelle sendete ein explosionsartiges Signal aus, das an mehreren Punkten im Abstand von einigen Kilometern aufgezeichnet wurde. Die Forscher des Leipziger Instituts für Meteorologie installierten dazu drei Mikrofone, die als Dreieck im Abstand von etwa 30 Metern standen und 2,5 Kilometer von der Schallquelle entfernt waren.

Der Bogen, den der zumeist nachts ausgesendete Schall durch die Atmosphäre zeichnete, reichte bis in mehrere hundert Meter Höhe und durchquerte damit auch die Schwerewellen.

"Der Vorteil des gemeinsamen Experimentes lag einerseits darin, dass eine wesentlich höhere Anzahl von Sensoren, also Schallempfänger gleichzeitig eingesetzt werden konnte", so der Leipziger Meteorologe Dr. Klaus Arnold. "Durch die Kombination der unterschiedlichen Messtechniken und experimentellen Erfahrungen der beteiligten Projektpartner ergaben sich erhebliche Synergieeffekte. Eine erste Analyse der gewonnen Messdaten lässt darauf schließen, dass die Zielstellung des Experimentes, die Gewinnung von Datensätzen der Schallsignalausbreitung über Distanzen von mehreren Kilometern unter unterschiedlichen meteorologischen Bedingungen zur Untersuchung von Schwerewellen, erfüllt ist."

Jetzt beginnt für die Meteorologen die Auswertung der umfangreichen Daten und die Arbeit an Rechenmodellen. "Dabei stehen wir in engem Kontakt mit unseren russischen Kollegen", so Astrid Ziemann, "die mit anderen Geräten die gleichen Phänomene gemessen haben."

Marlis Heinz

weitere Informationen:
Dr. Astrid Ziemann
Telefon: 0341-97 3 28 71
E-Mail: ziemann@uni-leipzig.de

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

Weitere Berichte zu: Meteorologe Meteorologie Schallquelle Schwerewelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Polarstern ab heute unterwegs nach Spitzbergen, um Rolle der Wolken bei Erwärmung der Arktis zu untersuchen
24.05.2017 | Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. (TROPOS)

nachricht Unterschiedliche Erwärmung von Arktis und Antarktis: Forscher sieht Höhenunterschied als Ursache
18.05.2017 | Universität Leipzig

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten