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Neuer Windkanal für Leipziger Wolkenforscher

Anlage am Tropos-Institut eingeweiht Neuer Windkanal für Leipziger Wolkenforscher

Da braut sich experimentell zu ebener Erde etwas zusammen, wie es sonst nur hoch oben am Himmel passiert: Am Leipziger Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (Tropos) ist am Dienstag eine international einmalige Anlage eingeweiht worden, mit sich die dynamischen Prozesse bei der Wolkenbildung simulieren lassen.

Jens Voigtländer (links) und Dennis Niedermeyer an der Messkammer, in der die Mini-Wolken turbulent entstehen.
 

Quelle: Andre Kempner

LEIPZIG.  Da braut sich experimentell zu ebener Erde etwas zusammen, wie es sonst nur hoch oben am Himmel passiert: Am Leipziger Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (Tropos) ist am Dienstag eine international einmalige Anlage offiziell in Betrieb genommen worden, mit sich die dynamischen Prozesse bei der Wolkenbildung simulieren lassen. Eingebaut ist der rund eine Million Euro teuere Gerätekomplex in das 2006 eingeweihte, 16 Meter aufragende und architektonisch markante Tropos-Wolkenlabor im Wissenschaftspark an der Permoserstraße.

Mit der bisherigen Ausstattung war es dort nur möglich, die Geburt von Wolkentröpfchen ohne den Einfluss von Luftturbulenzen zu simulieren. Damit konnten die Experten das reale Geschehen bloß unzureichend nachvollziehen. Mit dem jetzt zur Verfügung stehenden System mit der Kennung Lacis-T ist dieses Manko beseitigt. Ein sich über vier Etagen hinziehender Windkanal sorgt dafür, dass es – gleich den natürlichen Prozessen – in der Versuchskammer ordentlich weht. „Wir können so die Wechselwirkungen zwischen Wolken-Mikrophysik und Turbulenzen eingehend studieren“, sagte Tropos-Direktor Professor Andreas Macke bei der Demonstration der geräuschvollen Anlage. In den kommenden Jahren hoffen die Fachleute auf eine reiche wissenschaftliche Ausbeute, die für die Klimakunde und die Meteorologie nützlich ist.

Der zuständige Abteilungsleiter Frank Stratmann verwies auf die innovative Konfiguration von Lacis-T. „Es lassen sich wichtige Einflussgrößen wie Temperatur, relative Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit und Strömungsgrad einstellen.“ Ein Quantensprung sei das für die Modellierung des komplexen Geschehens beim Wachsen, Bestehen und Vergehen von Wolken. Schon 2009 war die Idee entstanden, eine solche hochkarätige Anlage in den Turmbau des Institutes einzusetzen. Mehrere Jahre wurde an den Details getüftelt, 2013 bekam das Projekt dann den Zuschlag bei einem Wettbewerb der Leibniz-Gemeinschaft – und es gab grünes Licht für die Großinvestition. Erste Tests starteten Anfang dieses Jahres und bestätigten, dass der Apparat wie geplant funktioniert. Mittlerweile läuft eine Versuchsreihe, bei der Lacis-T mit starker Puste aus Natriumchlorid-Teilchen und Wasserdampf Mini-Wolken produziert. In Sekundenschnelle lagert sich die mit Feuchtigkeit übersättigte Luft an die als Kristallisationskerne fungieren Teilchen an und es wabert wolkig hinter dem Glas der mit diversen Sensoren bestückten Experimental-Kammer.

Detailliert können die Fachleute verfolgen, was sich dabei abspielt. Dafür sorgen unter anderem ein Laser und eine Hochgeschwindigkeitskamera, die 1000 Bilder pro Sekunde liefert. „Aus der Rückstreuung des Laserstrahls können wir unter anderem auf die optischen Eigenschaften der Wolkentröpfchen schließen“, meinte Jens Voigtländer vom Lacis-T-Team. Und mit den Aufnahmen der Holografie-Kamera lässt sich der ablaufende Multiphasen-Prozess quasi unter die Lupe nehmen.

Künftig wird die Hightech-Anlage mit verschiedenen Materialien bestückt, die auch in der Atmosphäre als Kristallisationskeime für Wolken dienen: Mineralstaub, Rußpartikel oder Pollen beispielsweise. Auch sogenannte Eiswolken wollen die Tropos-Spezialisten im Kleinformat erzeugen.

Im November soll unweit des Wolkenturmes eine weitere Experimental-Plattform seiner Bestimmung übergeben werden. Macke: „Diese Doppel-Aerosolkammer korrespondiert mit Lacis-T und dient für chemische Vergleichsversuche.“

Von Mario Beck

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