Mit Lasern

15. Juli 2013 16:29; Akt: 15.07.2013 16:29 Print

Schweizer Forscher spielen Wettermacher

Sie wollen Blitze umleiten, Wolken erzeugen und Regen auslösen: Eine Forschergruppe in Genf arbeitet daran, das Wetter zu beeinflussen. Erste Erfolge liegen vor.

Das Teramobile-Projekt: «Hacking Lightning with Lasers» (engl.)
(Quelle: Youtube/The WeatherChannel)
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Genfer Wissenschaftler setzen hochenergetische Laser in einem ehrgeizigen Forschungsprojekt ein: Sie wollen bestimmte Wetterphänomene wie Blitzschlag, Wolkenbildung oder Regen beeinflussen.

Erst vor kurzem gelang es den «Wettermachern», 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 (Milliardstel einer Millionstelsekunde) 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.


«Laser Guided Lightning» (engl.)
(Quelle: Youtube/The WeatherChannel)

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.

(sda)

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Ausgewählte Leser-Kommentare

Der Mensch bewegt sich heute mit mehrfacher Schallgeschwindigkeit um den Planeten, kann fliegen, taucht tausende Meter tief, kann theoretisch zu jeder Zeit mit praktisch jedem Menschen auf der Welt reden und dabei hunderte Kilometer entfernt sein. Es wurden Flüsse kanalisiert, Seen geschaffen, fast jeder Ort ist gemütlich über Strassen erreichbar. Die Menschheit hat praktisch alle natürlichen Hindernisse aus der Welt geschafft. Täglich profitieren wir alle nur zu gerne davon. Deshalb ist es nun heuchlerisch zu sagen, der Mensch solle sich nicht in die Natur einmischen! – Panic Mode

Die beliebtesten Leser-Kommentare

  • Meister am 15.07.2013 17:04 Report Diesen Beitrag melden

    Spannend!

    Noch vor kurzem galten wir als Spinner und Verschwörungstheoretiker, wenn wir über die Wettererzeugung zu militärischen Zwecken sprachen. Und jetzt? Wie siehts mit Erdbeben aus? Davon erzählen einschlägige Websites schon lange und liefern auch Beweise, dass die USA seit dem zweiten Weltkrieg damit experimentiert. Vielleicht sollte man doch Verschwörungstheoretiker werden... Snowden machts vor.

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  • Roman am 15.07.2013 18:59 Report Diesen Beitrag melden

    Kühlen???

    Ich lese nur Klima kühlen?? Hatten wir nicht schon genug kühl diesen Frühling?? Blitze kontrollieren? Na dann viel Spass! ...und hat sich eigentlich einer mal überlegt was das für folgen haben könnte, wenn wir da auch noch reinpfuschen?

  • David am 15.07.2013 19:28 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    Und wenn

    mal was in die Hosen geht, wird es einfach verschwiegen und gehofft, dass es niemand merkt. Solange die Hagel-, Feuer- und Hochwasser verversicherung brav zahlt. Gemäss den Berichten der sogenanten "Verschwörer", kann der Laser noch für ganz andere Zwecke benutzt werden. Ich für meinen Teil hoffe sehr darauf, dass der Blitz den Weg zu diesem Container findet und ihn samt Inhalt in Rauch auflöst.

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Die neusten Leser-Kommentare

  • meteorologe am 17.07.2013 03:13 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    hört auf...

    mit dem ganzen "der mensch sollte nicht machen was er nicgt versteht" kram. wir verstehen segr wohl, was dabei geschieht, sicher viel besser als all die leute die diesen bereich nicht studiert haben.

  • Theo Phil am 16.07.2013 13:16 Report Diesen Beitrag melden

    Wer erlaubts?

    Derart wichtige und veinschneidende Forschungen und Experimente sollten von ALLEN Völkern demokratisch gewählt/abgelehnt werden können. (Man bedenke: Was öffentlich erforscht wird, wurde militärisch meist schon längst erprobt). Wir spielen viel zu schnell rum, ohne uns lange zuvor Gedanken dazu zu machen. Und wie man aus unserer westlichen Profitorieniterten Gesellschaft bereits weiss: Der moralische Aspekt hinkt meist ein paar Schritter hinterher. Brandgefährliche Sache.

  • sarah am 16.07.2013 09:40 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    Krank!!!

    MUSS DER MENSCH DEN ALLES KONTROLLIEREN!!! ??? Haben wir nicht schon genüg der Natur und unserem Planeten geschadet?? sind sich zudem diese superschlauen Wissenschaftler auch im klaren dass sie die Natur wehren wird??

  • Johanes jänni am 16.07.2013 09:03 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    Lernt es

    Alles was nicht natürlich ist macht die Welt nur kaputt!

  • prof. dr. am 16.07.2013 08:45 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    grossflächig unmöglich

    das wetter wird sich nie (auch nicht durch noch so grosse superlaser) grossflächig verändern lassen. lokal, räumlich sehr begrenzt, ist es sicherlich möglich (siehe auch silberjodidraketen olympia peking). ausserdem liegt ein solches unterfangen (noch) nicht im interesse der wirtschaft. oder will man es in afrika plötzlich regnen lassen?