Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Europäischer Forschungspreis für Bayreuther Meteorologen

20.12.2016

Prof. Dr. Christoph Thomas, Professor für Mikrometeorologie an der Universität Bayreuth, ist vom Europäischen Forschungsrat mit einem ERC Consolidator Grant ausgezeichnet worden. Dieser begehrte Forschungspreis ermöglicht es international herausragenden Wissenschaftlern, mit einem zukunftsweisenden Projekt eine eigene unabhängige Forschungsgruppe aufzubauen und zu festigen. Mit der Fördersumme von 1,9 Mio. Euro wird der Bayreuther Wissenschaftler in den nächsten 5 Jahren meteorologische Phänomene untersuchen, die bisher buchstäblich im Dunkeln liegen.

Energie und Luftströme in windschwachen Nächten


Messeinrichtung aus optischen Glasfasern auf einer Forschungsfläche in Corvallis, Oregon/USA.

Foto: Christoph Thomas; zur Veröffentlichung frei.

Wie sich Licht und Wärme sowie Wasserdampf, Kohlendioxid und auch Luftschadstoffe oberhalb der Erdoberfläche ausbreiten und vermischen, hat einen wesentlichen Einfluss auf die Lebensqualität von Menschen, Pflanzen und Tieren. Empirische Untersuchungen mit hochsensiblen Messtechniken, Datenmodelle und bewährte Theorien haben in den letzten Jahrzehnten wichtige Einblicke in die oberirdischen Transporte von Energie und Luftbestandteilen ermöglicht.

Gleichwohl beschränken sich diese Erkenntnisse weitgehend auf die ‚helle Tageshälfte‘, wenn die Sonneneinstrahlung und starke Winde meteorologische Prozesse in Gang setzen, antreiben und verstärken. Aber was geschieht nachts, wenn Wärme- und Luftströmungen schwächer werden und scheinbar zum Erliegen kommen?

„Diese ‚dunkle Seite‘ des meteorologischen Geschehens ist längst noch nicht zureichend erforscht“, meint Prof. Thomas, der 2014 nach einer zehnjährigen Forschungs- und Lehrtätigkeit in den USA an die Universität Bayreuth zurückgekehrt ist. In seinem neuen, vom ERC ausgezeichneten Projekt mit dem Titel ’DarkMix‘ will er genauer untersuchen, was sich in kühlen, windschwachen Nächten im, am und über dem Erdboden abspielt.

„Es bildet sich dann unmittelbar über dem Erdboden eine Schicht, in der sich Wärme, Luft und darin enthaltene Beimengungen fast nur noch horizontal bewegen, nicht aber vertikal in darüber liegende Schichten entweichen“, so der Bayreuther Wissenschaftler.

„Dadurch erreichen die bodennahen Konzentrationen Spitzenwerte, und wir Menschen, Tiere und Pflanzen sind mittendrin. Diese Schicht kann einen Zentimeter bis zehn Meter dick sein. Oftmals befinden sich mehrere solcher Schichten übereinander, ohne sich zu vermischen – wie bei einer Torte. Momentan wissen wir nur soviel, dass selbst unsere besten Transport- und Wettermodelle und die ihnen zugrundeliegenden Theorien hier versagen. Was wir brauchen sind neue Denkansätze und Ideen, die auf detaillierten räumlichen Beobachtungen beruhen. Dies ist der klassische Pfad der Wissenschaft.“

Neue Datenmodelle und eine technologische Innovation

Gemeinsam mit seiner Arbeitsgruppe will er daher einen meteorologischen Forschungsrahmen erarbeiten, der speziell auf die besonderen nächtlichen Gegebenheiten zugeschnitten ist. Dabei sollen erstmals auch diejenigen Luft- und Energietransporte voll einbezogen werden, die sich – was ihre Größenordnung betrifft – zwischen dem großräumigen Wettergeschehen der Wettervorhersage und kleinen Turbulenzwirbeln bewegen.

Neue computergestützte Datenmodelle werden dazu dienen, Hypothesen in Bezug auf Wärme- und Luftströmungen empirisch zu testen; sie sollen aber zugleich dabei helfen, Gesetzmäßigkeiten herauszufinden und Prognosen daraus abzuleiten.

Die technologische Schlüsselinnovation von DarkMix ist eine aus optischen Glasfasern bestehende Messeinrichtung. Hier kommen kilometerlange, aus der Datenübertragung bekannte dünne Glasfasern zum Einsatz. Wenn ein Laserstrahl durch sie hindurchgeleitet wird, sind die Fasern in der Lage, selbst schwache Energie- und Luftströmungen in der windschwachen Schicht am Boden zu registrieren.

Die Auflösung beträgt einige Zentimeter und ermöglicht somit Beobachtungen mit einer bislang unerreichten Detailgenauigkeit. Die neue Messanlage wird so konzipiert sein, dass sie nicht nur die Lufttemperatur und die Windgeschwindigkeit, sondern erstmals auch die häufig wechselnden Windrichtungen präzise erfassen kann.

„Falls diese Messtechnik funktioniert, würde dies eine messtechnische Revolution in der Meteorologie bedeuten“, meint Prof. Thomas, der die neue Anlage als Messharfe (‚sensing harp‘) bezeichnet.

Feldexperimente sind an drei Standorten geplant, die sich topographisch und klimatisch deutlich unterscheiden: auf Wiesen in einem Tal des Weißenstädter Beckens, am hochgelegenen Waldstein im Fichtelgebirge sowie auf einer großen unbebauten Fläche im Zentrum der Stadt Münster.

Immer im Blickfeld: aktuelle ökologische Herausforderungen

“DarkMix ist ein sehr ambitioniertes Vorhaben und wir können keineswegs mit Sicherheit sagen, ob wir alle Forschungsziele wie geplant erreichen werden. Unser Projekt bietet aber die große Chance, in einem bisher weitgehend unbeachteten Gebiet der Meteorologie neue Erkenntnisse zutage zu fördern, die für eine Vielzahl aktueller gesellschaftlicher und ökologischer Herausforderungen relevant sind. Es freut mich sehr, dass der ERC diese ‚High risk - High gain’-Forschung fördert,“ erklärt der preisgekrönte Wissenschaftler. Als Beispiele nennt er die urbane und ländliche Luftverschmutzung, den Austausch von Treibhausgasen in der Atmosphäre und sinkende Erträge in der Landwirtschaft, die durch extreme nächtliche Kälte verursacht werden. „Die vom ERC geförderten Forschungsarbeiten verstehen sich daher auch als Teil einer breit angelegten interdisziplinären und international ausgerichteten Forschung, die dem Klimawandel und seinen Folgen auf die Spur kommen will,“ fügt Prof. Thomas hinzu.

Zur Person

Prof. Dr. Christoph Thomas wurde 1974 in Detmold/ Lippe geboren. Nach dem Abitur in Bad Neuenahr-Ahrweiler machte er zunächst eine Ausbildung zum Sprachmittler und arbeitete im Bereich Landwirtschaft in verschiedenen Regionen der Russischen Föderation. 1996 nahm er das Diplomstudium der Geoökologie an der Universität Bayreuth auf. In dessen Verlauf absolvierte er ein einjähriges, vom DAAD gefördertes Auslandsstudium an der Irkutsker Landwirtschaftlichen Akademie und ein Forschungspraktikum am Limnologischen Institut der Russischen Akademie der Wissenschaften am Baikalsee. 2005 wurde er an der Universität Bayreuth mit einer von Prof. Dr. Thomas Foken betreuten Forschungsarbeit über die Mechanismen des Luft- und Kohlenstoffaustauschs in Wäldern promoviert.

Anschließend wechselte er als Postdoktorand an die Oregon State University in Corvallis/USA. Hier war er ab 2008 zunächst als Assistant Professor, danach als Associate Professor am College of Earth, Ocean and Atmospheric Sciences tätig. Schwerpunkte in Forschung und Lehre waren die Meteorologie von Grenzschichten sowie die Wechselwirkungen zwischen Vegetation und Erdatmosphäre. Im Jahr 2010 erhielt Prof. Thomas den prestigereichen Nachwuchsforscherpreis ‚Career Award’ der National Science Foundation, der bedeutendsten US amerikanischen Organisation für Forschungsförderung. Im Oktober 2014 kehrte er an die Universität Bayreuth zurück und übernahm hier als Nachfolger seines früheren Doktorvaters die Professur für Mikrometeorologie.

Kontakt:

Prof. Dr. Christoph Thomas
Mikrometeorologie
Universität Bayreuth
95447 Bayreuth
Telefon: +49 (0)921 / 55-2293
E-Mail: christoph.thomas@uni-bayreuth.de

www.bayceer.uni-bayreuth.de/meteo 

Christian Wißler | Universität Bayreuth

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Weltweit einzigartige Femtosekundenlaseranlage eingeweiht
21.06.2018 | Hochschule RheinMain

nachricht Stahl-Innovationspreis 2018: Mikro-Dampfturbine ausgezeichnet
21.06.2018 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

22.06.2018 | Materialwissenschaften

Lernen und gleichzeitig Gutes tun? Baufritz macht‘s möglich!

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

GFOS und skip Institut entwickeln gemeinsam Prototyp für Augmented Reality App für die Produktion

22.06.2018 | Unternehmensmeldung

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics