Rund 120 Forscher fangen Wolken ein

Von: Antonius Wolters
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Eine tieferes Verständnis von Wolken- und Niederschlagsbildung erhoffen sich die Wissenschaftler von den Messungen im Umfeld des Forschungszentrums. Foto: imago/Chromorange
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Weitläufigen Messgerätepark an der Tagebaurandstraße aufgebaut: Die bei der anstehenden Messkampagne gesammelten Daten von Wolkenradar & Co. sollen auch künftige Wetterprognosen verbessern. Foto: Wolters

Jülich. „Im Gemeindegebiet sind keine Ufos gelandet“, witzelte unlängst Indens Bürgermeister Ulrich Schuster, als er die Mitglieder des Hauptausschusses darüber informierte, dass für ein Forschungsprojekt unter anderem ein Kompakt-Wetterradar aufgestellt wird, das für die Niederschlagsmessung eingesetzt werde.

Das Wetterradar von der Größe einer fahrbaren Bierbude ist im Dreieck zwischen Pier, Lucherberg und Inden/Altdorf mitten auf dem Acker aufgebaut worden. Es ist Teil einer Messkampagne mit dem Namen Hope, bei der im Umfeld des Forschungszentrums Jülich mit modernster Messtechnik die räumliche Struktur der bewölkten Atmosphäre erfasst wird. Im Projekt „Wolken- und Niederschlagsprozesse im Klimasystem – HD(CP)2“ untersuchen Forscher die räumliche Struktur von Wolken und deren Zusammensetzung. Betrachtet wird im anstehenden Projekt ein würfelförmiger Bereich mit einer Kantenlänge von zehn Kilometern, um mit einer hohen räumlichen und zeitlichen Auflösung Wolken und möglichst viele Wettersituationen einzufangen.

Durchbruch im Verständnis

Die mehr als 120 beteiligten Forscher aus 16 Einrichtungen erhoffen sich von dem Projekt einen Durchbruch im Verständnis von Wolken- und Niederschlagsbildung sowie deutlich bessere Wetter- und Klimamodelle. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert HD(CP)2 bis 2015 mit rund elf Millionen Euro.

Wolken erscheinen uns als große, helle Gebilde am Himmel. Tatsächlich bestehen sie aus Unmengen winzig kleiner Wassertröpfchen und Eispartikeln verschiedenster Größe und Form.

Zur Wolkenbildung und -entwicklung ist vom 2. April bis 31. Mai die Messkampagne Hope geplant, für die derzeit die Messapparaturen aufgebaut werden. Martin Kohler vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist beispielsweise derzeit mit seinem Aufbauteam auf einem höher gelegenen Parkplatz an der Tagebaurandstraße tätig, um Messcontainer, Wolkenradar und andere Apparaturen zu installieren. Zudem ist dort ein rund 30 Meter hoher Mast errichtet worden, der neben der Messung von Windgeschwindigkeit und -richtung auch für das Aufspannen eines WLAN-Funknetzes genutzt wird.

Rund um die Uhr

Mehr als 20 verschiedene Messgeräte sind meist rund um die Uhr im Einsatz, um möglichst viele Wettersituationen einzufangen. Darunter sind etwa schwenkbare Radargeräte und so genannte Lidargeräte, die anstelle von Radio- beziehungsweise Mikrowellen Laserlicht verwenden. Die Instrumente erfassen die räumlichen Temperatur-, Feuchte- und Wolkenfelder bis zu einer Höhe von etwa zehn Kilometern.

Dazu kommen eine Vielzahl von Bodensensoren für Temperatur, Feuchte und solare Einstrahlung. Um Prozesse in noch höheren Luftschichten erfassen zu können, ist auch der Aufstieg von insgesamt 300 Sonden geplant, die mittels Gasballons aufgelassen werden. Weitere Messgeräte-Cluster befinden sich nahe der B 56 in Höhe Krauthausen und im Forschungszentrum selbst. Damit ergibt sich erstmalig ein nahezu vollständiges Bild, wie Wolken entstehen und sich entwickeln.

Das Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK) am Forschungszentrum Jülich stellt die Basisstation für Hope: Die neue Station Joyce, welche das IEK mit der Universität zu Köln auf dem Gelände des Forschungszentrums betreibt, ist mit modernsten Fernerkundungsmessgeräten ausgestattet und wird mehrjährige Datenreihen im Rahmen des HD(CP)2-Projektes liefern. Die Messungen werden begleitet von Wetter- und Klimaberechnungen der neuesten Modellgenerationen auf den schnellsten zur Verfügung stehenden Hochleistungsrechnern Deutschlands – auch auf Jülichs neuestem Supercomputer Juqueen, Europas schnellstem Superrechner.

Modell und Wirklichkeit

Im Rahmen des Projekts soll außerdem ein regionales Wettermodell mit einer ultrahohen räumlichen Auflösung entwickelt werden. Das Jülich Supercomputing Centre (JSC) hat die Aufgabe, das Modell an Juqueen anzupassen, zu optimieren und Simulationen durchzurechnen. Die umfangreichen Daten der Messkampagne Hope, die vom Forschungszentrum aus koordiniert wird, dienen als Messlatte für die Genauigkeit der Modelle. Der Vergleich zwischen Modell und Wirklichkeit soll entscheidende Impulse zur Modellverbesserung liefern. Die Kampagne ist somit auch ein Prototyp für künftige europäisch vernetzte Messfelder zur Wetter- und Klimaerfassung.

An Hope beteiligt sind neben dem Forschungszentrum Jülich die folgenden Einrichtungen: die Universitäten Bonn und Hohenheim sowie das Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg, das Institut für Meteorologie und Klimaforschung am Karlsruher Institut für Technologie und das Leibniz-Institut für Troposphärenforschung in Leipzig – die fünf Einrichtungen leiten die Messkampagne – sowie die Freie Universität Berlin, die Ludwig-Maximilians-Universität München sowie die Universitäten Köln und Leipzig.

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