Steuerung des Wetters: Technologie und Einsatz


Dokumentation: Macht über das Wetter

Das Wetter zu kontrollieren war schon immer ein Traum der Menschheit. Vor allem wenn Hitze oder Hagel ganze Ernten vernichten oder Wirbelstürme verheerende Schäden anrichten, scheint der Mensch den Naturgewalten hilflos ausgeliefert zu sein. Tatsächlich gehören jedoch bereits heute unterschiedliche Wetter beeinflussende Maßnahmen zum Alltag in vielen Gebieten der Welt.

Insbesondere die so genannte Wolkenimpfung ist weit verbreitet: Dabei versprühen speziell ausgerüstete Flugzeuge Silberjodid in den Wolken, um Hagelschauer auszulösen, bevor sie am Boden Ernteschäden hervorrufen können. Doch auch das Militär experimentiert seit über 50 Jahren mit dem Wetter: Im Vietnamkrieg wurden Monsunniederschläge verstärkt, um Nachschub-Transporter im Schlamm versinken zu lassen. 1952 schlug ein Wetterexperiment der Royal Air Force fehl, bei dem der Küstenort Lynmouth an der Südküste Englands regelrecht hinweg gespült wurde. Die DISCOVERY CHANNEL-Dokumentation „Macht über das Wetter" zeigt, auf welche Weise der Mensch Wetterereignisse gezielt verändert und welche Möglichkeiten der Wettermanipulation Wissenschaftler für die Zukunft sehen. Doch welche Risiken bringt es mit sich, wenn der Mensch Wettergott spielt?

Wetter: Forscher wollen Blitze und Wolken mit Lasern beeinflussen

Sie wollen Blitze umleiten und Wolken zum Regnen bringen: Eine Forschergruppe in Genf arbeitet an nichts geringerem, als das Wetter mit Lasern zu beeinflussen. Unlängst gelang es ihnen, in einer Wolkenkammer Eiskristalle zu vermehren - so könnten dereinst «kühlere» Wolken erzeugt werden.

Auch gefährliche Blitzschläge wollen die Tüftler mit Lasern ablenken - etwa von startenden Flugzeugen oder heiklen Gebäuden wie Atomkraftwerken. "Wir sind zwar noch weit davon entfernt, aber wir hoffen, dass wir in Zukunft Blitze und Wolken beeinflussen können", erklärte Jérôme Kasparian von der Biophotonics-Gruppe der Universität Genf der Nachrichtenagentur sda.

Was wie Science Fiction klingt, ist dank neuen Lasern mit ultrakurzen Pulsen in den Bereich des Möglichen gerückt. Dies sind Laser, die Lichtimpulse mit einer Energie im Terawatt-Bereich (Billionen Watt) für Femtosekunden (Millionstel einer Billionstelsekunde) aussenden können. Sie sind die kürzesten Ereignisse, die heutzutage künstlich erzeugt werden können.

Einen solchen Laser hat das Team um Kasparians Chef Jean-Pierre Wolf zusammen mit Kollegen aus Deutschland und Frankreich eigens gebaut, um herauszufinden, was damit in der Atmosphäre passiert. Der "Teramobile" kann eine Energie von fünf Terawatt erzeugen und passt gerade eben in einen Frachtcontainer, sodass er auch in freier Natur einsetzbar ist.

Spukhaftes Phänomen

In der Atmosphäre kreiert der Laser ein spukhaftes Phänomen: Die hochenergetischen Laserpulse ionisieren die Luft - sie entreissen also den Luftmolekülen ihre Elektronen - und formen einen Strom leitenden Plasmakanal. Diese "Filamente" genannten Kanäle können mehrere Kilometer in die Atmosphäre hinauf reichen.

Ionisierte Gase können in einer Nebelkammer Wasser kondensieren lassen, sodass sich Tröpfchen bilden. Dies hatte der britische Nobelpreisträger Charles Wilson schon 1896 entdeckt. So kamen die Genfer Wissenschaftler auf die Idee, dass der Laser diesen Effekt noch stärker auslösen und richtige Wolken erzeugen könnte.

Wolken erzeugen, Klima kühlen

Tatsächlich bildeten sich bei entsprechenden Versuchen in einer Wolkenkammer mit Wasserdampf Wolkenschleier, die von blossem Auge sichtbar waren. Auch bei einem Feldversuch vor einigen Jahren, bei dem sie den Teramobile-Laser in den Himmel über Berlin richteten, konnten die Forscher Kondensation messen. Um es regnen zu lassen, war die Wirkung aber doch zu schwach.

Jüngste Experimente zeigen einen weiteren, unerwarteten Effekt: In einer speziellen Wolkenkammer am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), die verschiedene Wolkentypen erzeugen kann, vermehrte der Laser die Eiskristalle in Schleierwolken um den Faktor 100. Dies sei "überraschend stark", berichteten die Forscher kürzlich im Fachblatt "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS).

Dadurch leuchteten die Wolken dreimal heller. Hellere Wolken reflektieren UV-Strahlung, die für den Klima erwärmenden Treibhauseffekt verantwortlich ist, vermehrt zurück ins All. "Wir würden davon einen Netto-Abkühlungseffekt für das Klima erwarten", sagte Kasparian.

Blitze kontrollieren

Parallel dazu verfolgen die Forscher eine andere Idee: Blitze sind elektrische Entladungen, die sich immer den einfachsten Weg suchen. Könnten die ionisierten Filamente also nicht auch Blitze ableiten? Etwas Ähnliches haben Forscher schon mit Raketen geschafft, die Metalldrähte hinter sich her ziehen. Der Blitz entlädt sich entlang des Drahts in den Boden. Die Methode ist aber noch unzuverlässig.

Tatsächlich gelang es den Genfern, mit dem Teramobile-Laser Entladungen im Labor auszulösen. Diese folgten in gerader Linie den Filamenten, statt die zufällige Zick-Zack-Route eines normalen Blitzes zu nehmen. Sogar in echten Gewitterwolken in New Mexiko konnten sie Entladungen, also quasi "Blitz-Frühstadien" erzeugen. "Um einen echten Blitz in einem Gewitter auszulösen, ist unser Laser aber nicht stark genug", sagte Kasparian. Noch nicht, ist der Physiker überzeugt.

Landende Flugzeuge schützen

Neben dem Interesse für die Forschung sieht er handfeste Anwendungen: "Gebäude wie Flughäfen und Atomkraftwerke könnten vor den Nebeneffekten der Blitze geschützt werden." Dies sind die elektromagnetischen Störungen, die beim Blitzschlag entstehen und elektronische Geräte etwa in landenden Flugzeugen stören können.

Sind das alles nur abstruse Zukunftsträume? Nein, findet die Physikerin Ursula Keller von der ETH Zürich, die ebenfalls mit ultakurzen Laserpulsen arbeitet: "Es macht schon Sinn, dass diese Ionisations-Kanäle Blitze leiten könnten." Angesichts der enormen Fortschritte in der Lasertechnologie in den letzten Jahren sei es nur eine Frage der Zeit, bis die Kraft der Laser auch für solche Effekte gross genug sei. "Diese Studien sind berechtigt", sagt sie.

Quelle: Aargauerzeitung.ch

Kampf den Wolken: Die Regenmacher

Wolken impfen mit Silberjodid, damit sie Wasser lassen: Geht das? Können Menschen Wolken künstlich zum Regnen bringen und damit das Wetter beeinflussen? Eine Methode, die wissenschaftlich umstritten ist.

"Wenn es gut gemacht ist, kann das funktionieren", sagt ARD-Wetterexperte Michael Köckeritz. Regen lasse sich künstlich herstellen, wenn Wolken mit Silberjodid geimpft werden. Genauer gesagt: "Eine mit Silberjodid versetzte Aceton-Lösung wird in die Wolken gestreut, meist mithilfe von Motorflugzeugen. Dadurch werden wasseranziehende Salze frei, die wie Kondensationskeime funktionieren. Diese verbinden sich mit den winzigen Wassertröpfchen einer Wolke, so dass aus vielen kleinen mehrere große werden. Durch das zunehmende Gewicht sinken sie – und gehen als Regen nieder." Die Wolke hat sich aufgelöst. "Eigentlich simpel", sagt Köckeritz, Wasserdampf brauche Kondensationskeime, um abzuregnen. Auf natürlichem Weg seien das Pollen, Ruß- oder Staubpartikel. Künstlich geht das mit Silberjodid, doch auch Trockeneis oder flüssiger Stickstoff eignen sich dafür.

Wolkenimpfen zur Hagelabwehr

Kampf den Wolken mit Silberjodid, "diese Praxis ist relativ weit verbreitet“, so Köckeritz. China mache das, Russland – und wir in Deutschland auch. Im Süden des Landes, meist in Weinanbauregionen in Baden-Württemberg und Bayern zur Hagelabwehr. "In Deutschland setzen wir diese Methode sehr vereinzelt dort ein, wo Unwetter häufiger vorkommen, um Schäden durch Hagel und schwere Regenfälle zu vermeiden", sagt Stephan Haufe vom Bundesumweltministerium. Durch das Impfen sollen Wolken abregnen, bevor sich große Hagelkörner entwickeln. Die Bauern, die das in den meisten Fällen selbst bezahlen und in Auftrag geben, wollen dadurch ihre Ernte schützen.

Wettermacher in China

Wettermacher in China bei der Arbeit: Raketen schießen Silberjodid in die Wolken

Sonnige Großereignisse

Während die Wolkenimpfung in Deutschland primär der Vermeidung von Unwettern dient, wird in anderen Ländern versucht, dadurch künstlich Sonnenschein für bestimmte Großereignisse zu erzeugen. Wenn man die Wolke zwingt, früher abzuregnen, wird auf dem weiteren Weg der Wolke ein mögliches Unwetter vermieden. So hat China die Eröffnung der Olympischen Sommerspiele 2008 ohne Regen feiern können, obwohl schwere Unwetter angesagt waren. An mehreren Stellen außerhalb der Stadt wurde Silberjodid mit Hilfe von mehr als 1000 Raketen in die Regenwolken gefeuert.

Auch Russland will regelmäßig zum Jahrestag des Sieges über Hitler-Deutschland am 09. Mai keinen Regen und schickt rechtzeitig Flugzeuge gegen die Wolken in die Luft.

Dieses Jahr allerdings mit nur mäßigem Erfolg. Es regnete zwar nicht in Strömen, doch von Sonne weit und breit keine Spur.

Wissenschaftlich nicht belegt

Die Wirksamkeit des Wolkenbeschusses ist wissenschaftlich nicht belegt. "Es gibt keine belastbaren statistischen Untersuchungen", erklärt Professor Manfred Wendisch, Leiter der Arbeitsgruppe Atmosphärische Strahlung der Uni Leipzig. "Die Flieger impfen die Wolken und fliegen heim. Wenn es nicht hagelt ist das schön, doch kann keiner nachweisen, dass es wirklich an der Impfung lag. Vielleicht wäre es auch ohne trocken geblieben. Ich glaube, hier kann der Wunsch der Vater des Gedankens sein", so Wendisch. Denn Wetter ist extrem komplex. Das Klima verändert sich, die Wolkenbeschaffenheit, die Richtung des Windes – alles ist permanent im Wandel. Außerdem stecke so viel Energie in einer Wolke, da bräuchte es mehr als ein paar Hagelflieger. Professor Wendisch rechnet vor:

Energie von 14 Atombomben

Wie viel Tonnen Wasser sind in einer Wolke?

In einem Kubikmeter m³ Wolke sind ungefähr 1 Gramm flüssiges Wasser. Bei einer Wolke mit einem Volumen von 10 km x 10 km x 5 km (Höhe) habe man insgesamt 500 Tausend Tonnen flüssiges Wasser im angenommenen Wolkenvolumen.

Um diese fette Wolke verdunsten zu lassen, braucht man eine Menge Energie.

Zum Beispiel: Um ein Kilogramm Wasser verdunsten zu lassen, sind 2.5 Millionen Joule notwendig.

Dementsprechend braucht es für 500 Tausend Tonnen Wasser eine ziemlich unvorstellbar hohe Energie: In etwa die von 14 Nagasaki Atombomben, erklärt Wendisch. Eine Wolke lasse sich eben nicht einfach aus der Ruhe bringen.

"Und selbst wenn viel Silberjodid geimpft wird, dann muss man zur richtigen Zeit an der richtigen Stelle genau die richtige Menge impfen", erklärt Joachim Curtius, Professor für experimentelle Atmosphärenforschung an der Goethe-Universität Frankfurt am Main. Zumal Städte wie Peking und Moskau so groß seien, da reiche es nicht, wenn man eine Wolke zum Abregnen bringe. Ihm zufolge gibt es Beispiele, wo es gelungen ist, eine Wolke zum Abregnen zu zwingen. Das gehe aber auch oft daneben.

UN-Konvention gegen Wettermanipulation

Der Krieg den Wolken mit Silberjodid – diese Technik wird seit Jahrzehnten immer wieder angewandt. So oft, dass nach vielen Experimenten zur Wetterbeeinflussung vor allem in den 50er und 60er Jahren die Vereinten Nationen mit einer Konvention reagierten, der "Enmod Warfare". Sie verbietet, die Umwelt in einem Konflikt gezielt zu schädigen. Insbesondere untersagt sie jede Form von Wettermanipulation zu militärischen Zwecken oder zur Kriegsführung. Die UN-Konvention wurde am 18. Mai 1977 in Genf unterzeichnet und trat am 5. Oktober 1978 in Kraft. "Sie ist bis heute gültig", sagt Professor Curtius. Insgesamt 77 Staaten haben sie unterzeichnet, darunter Deutschland, die USA und Russland.

Auswirkungen auf die Umwelt

Was das Impfen mit Silberjodid für die Umwelt bedeutet? In der GESTIS-Stoffdatenbank ist Silberjodid mit dem Signalwort "Achtung" belegt. Es wird empfohlen, die Freisetzung zu vermeiden. Dennoch sagt Karsten Smid von Greenpeace, dass in der geringen Konzentration, mit der Silberjodid zur Vermeidung von Regen eingesetzt wird, keine negativen Auswirkungen auf die Umwelt zu befürchten seien. In diesem Falle sei es mehr wert, dass Unwetter-Schäden vermieden werden.

Kann der Mensch das Wetter beeinflussen? Grundsätzlich ist das möglich. Aber keiner kann zweifelsfrei belegen, in welchem Umfang.

Quelle: Tagesschau.de

Flugzeuge lassen es regnen oder schneien

Wenn Flugzeuge im Winter an wolkenverhangenen Tagen starten, beeinflussen sie das Wetter am Flughafen. Die Maschinen pflügen Löcher in die Wolken und lassen sie abregnen oder abschneien. Häufigeres Enteisen kann dies verhindern, berichten Forscher im Fachjournal «Science».

Der Flugverkehr beeinflusst das Wetter in der Nähe von Flughäfen. Die Maschinen pflügen Löcher oder ganze Kanäle in die Wolken und lassen sie abregnen oder abschneien, wie US-Forscher im Fachjournal «Science» berichten. Das globale Klima werde durch diese Vorgänge vermutlich nicht verändert. Allerdings könnte es nötig sein, Flugzeuge häufiger zu enteisen, wenn sie im Winter an wolkenverhangenen Flughäfen starten.

Dass Flugzeuge Löcher und Kanäle in Wolken erzeugen können, wird bereits seit den 1940er Jahren beobachtet. Das Phänomen tritt an Wolken auf, die sogenanntes unterkühltes Wasser enthalten. Dieses Wasser bleibt auch bei Temperaturen von bis zu minus 40 Grad Celsius flüssig, wenn in der Wolke Kristallisationskeime fehlen, an denen das Wasser gefrieren kann. Genau solche Kristallisationskeime entstehen durch die Flugzeuge, schreiben die Forscher um Andrew Heymsfield vom US-Atmosphärenforschungszentrum NCAR in Boulder (Colorado).

Das geschieht so: Hinter einem Propeller und über den Tragflächen eines Flugzeuges dehnt sich die Luft aus, und die Temperaturen sinken rapide um bis zu 30 Grad. Durch diesen Temperatursturz können Tropfen des unterkühlten Wassers in den Wolken spontan zu kleinen Eiskörnern gefrieren. Sind erst einige Eiskörner vorhanden, wachsen diese lawinenartig weiter, der Anteil des unterkühlten Wassers schrumpft, Schnee oder Regen fällt zur Erde. Der Prozess ähnelt dem Impfen von Wolken mit Kondensationskeimen, mit denen Wetterflieger Regen erzeugen.

In Computersimulationen zeigten die Forscher, dass auf diese Weise Löcher in den Wolken entstehen, die schnell wachsen. Dies kommt daher, dass bei dem Vorgang Wärme gebildet wird, die zu einem leichten Auftrieb führt. An den Rändern des Loches entstehen ausgleichende Abwinde, die das Loch weiter wachsen lassen.

Heymsfield und seine Mitarbeiter werteten zusätzlich Wolkenbilder aus, die am 29. Januar 2007 in Texas und benachbarten Bundesstaaten von einem Satelliten aufgezeichnet worden waren. Einige der darin befindlichen Löcher erreichten im Verlauf der vierstündigen Beobachtungszeit eine Länge von mehr als 100 Kilometern. Auswertung von Flugverkehrsdaten ergaben, dass ganz unterschiedliche Flugzeugtypen die Wolkenlöcher entstehen lassen können, von großen Passagierjets über Militärmaschinen bis hin zu kleinen Privatflugzeugen. Ob in einer Wolke Löcher oder Kanäle entstehen, hänge von der Flugbahn des Flugzeugs ab, erläutern die Forscher.

Wolken mit unterkühltem Wasser fänden sich im Jahresdurchschnitt fünf bis sechs Prozent der Zeit in einem Umkreis von 100 Kilometern um die großen Flughäfen, berichten die Wissenschaftler weiter. Sie hatten die Wetterbedingung an sieben Flughäfen untersucht, darunter auch Frankfurt, London und Paris. Sie gehen davon aus, dass es in der Nähe der Flughäfen vor allem in mittleren Breiten und in kühleren Monaten häufiger regne oder schneie. Da viele Wetterstationen in den Polarregionen an Flughäfen aufgestellt seien, könnten die dortigen Wettermessungen durch den Flugverkehr verfälscht werden.

Quelle: Airliners.de

Auf dieser Webseite finden Sie Informationen zum Thema Bewusstseinskontrolle:
Weiterführende Links: Grundwissen | Wissenschaft | Recherchen