Gewitterforschung
Extreme Wetterlagen wie Gewitter erinnern uns immer wieder an die enorme und manchmal unvorhersehbare Kraft der Natur. Ein Team französischer und deutscher Wissenschaftler hilft dabei, diese Wetterelemente besser zu verstehen. Sie haben erstmals elektrische Aktivitäten in einem Gewitter aktiv ausgelöst. Die Erkenntnisse sind in der Zeitschrift Optics Express veröffentlicht. Nahe des Gipfels des 10.783 Fuß (rund 3.287 Meter) hohen Berges South Baldy in New Mexiko befindet sich das Langmuir-Labor für Atmosphärenforschung. Seit seiner Einrichtung im Jahr 1963 hat das Labor seinen einmaligen Standort ausgenutzt, an dem sich Gewitter bilden, die lokal und relativ klein sind, um Pionierforschung zu diesem meteorologischen Phänomen zu betreiben. Hier ist es einem Wissenschaftlerteam aus Frankreich und Deutschland gelungen, erstmals elektrische Aktivitäten in Gewitterwolken vorsätzlich auszulösen. Diesen einzigartigen Erfolg erreichten sie dadurch, dass sie hochenergetische Laserimpulse in ein Gewitter schossen, die elektrisch leitende Plasmakanäle erzeugten. Das Auslösen von Blitzen ist ein wichtiges Hilfsmittel für Grundlagen- und angewandte Forschung, weil es Forschern ermöglicht zu untersuchen, welche Mechanismen Blitzen zugrunde liegen und wie diese zuschlagen. Darüber hinaus können Ingenieure mithilfe ausgelöster Blitze die Blitzanfälligkeit von Flugzeugen und kritischen Infrastrukturen wie beispielsweise Stromleitungen bewerten und testen. "Dies war ein wichtiger erster Schritt in Richtung Blitzerzeugung mithilfe von Laserstrahlen", sagt Dr. Jérôme Kasparian von der Universität Lyon, Frankreich, der das Experiment leitete. "Erstmals ist es uns gelungen, die Vorstufe von Blitzen in einer Gewitterwolke zu erzeugen." Dr. Kasparian ist nur einer der Wissenschaftler, die an dem Teramobile-Projekt arbeiten. Diese internationale Initiative wird vom französischen Nationalen Forschungszentrum (CNRS) und von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geleitet. Gemeinsam haben sie einen starken mobilen Laser gebaut, mit dem sich lange Plasmakanäle zu erzeugen lassen. Während der Tests in New Mexiko hat das Forscherteam die elektrische Aktivität in den Wolken gemessen, nachdem diese mit Laserimpulsen beschossen wurden. Statistische Analysen zeigten, dass ihre Laserimpulse in der Gewitterwolke die elektrische Aktivität genau dort verstärkten, wo der Laser hinzielte, und kleine lokale Entladungen entlang der Plasmakanäle erzeugten. Allerdings gab es bei dem Experiment einige Grenzen. Beispielsweise konnten die Forscher keine Plasmakanäle erzeugen, die lang genug bestanden, um den Blitz bis ganz zur Erde zu leiten. Die Plasmakanäle brachen zusammen, bevor der Blitz sich mehr als ein paar Meter ausbreiten konnte. Das Team untersucht derzeit die Möglichkeit, die Laserleistung um das 10-fache zu erhöhen und Impulse zu nutzen, die Plasmakanäle viel effizienter erzeugen. Blitzschläge sind schon lange Inhalt wissenschaftlicher Untersuchungen, aber trotz dieser Bemühungen sind sie immer noch von Geheimnissen umgeben. Obwohl Wissenschaftler seit den 1970er Jahren in der Lage sind, Blitze mithilfe kleiner Raketen auszulösen, die in die Gewitterwolken geschossen werden und lange mit der Erde verbundene Drähte ausrollen, löst nur die Hälfte dieser Abschüsse einen Blitz aus. Die Forscher glauben, dass das Verfahren mithilfe von Lasertechnologie schneller, effizienter und billiger wird und den Weg für die Entwicklung einer Reihe von neuen Anwendungen ebnet.
Länder
Deutschland, Frankreich