Neue Lasertechnik schürt Hoffnung auf Regenmaschine
Eine Gruppe von Forschern aus Deutschland, Frankreich und der Schweiz hat mithilfe eines Lasers Regen in der freien Atmosphäre ausgelöst. Die in der Zeitschrift Nature Photonics beschriebene Technik könnte dazu genutzt werden, die Bildung von Wassertröpfchen in Wolken zu untersuchen, und zeigt möglicherweise neue Wege zum Regenmachen auf. Die Kontrolle des Wetters ist ein lang gehegter Wunsch der Menschheit. Im Laufe ihrer Geschichte haben die Menschen immer fieberhaft versucht, Regen zu machen. In den letzten Jahren konzentrierten sich die Versuche Niederschlag auszulösen (oder Nebel zu unterdrücken) darauf, per Flugzeug oder Rakete Silberiodidpartikel oder Trockeneis in Wolken zu schießen. Die Partikel agieren als sogenannte "Eiskeime", an denen sich Regentropfen bilden können. In dieser jüngsten Forschungsarbeit unter der Leitung von Dr. Jérôme Kasparian von der Universität Genf in der Schweiz wurden mithilfe hochintensiver und ultrakurzer Laserpulse aus dem einzigartigen Téramobile Terawatt-Femtosekunden-Laser "selbstfokussierte ionisierte Filamente" erzeugt. Diese Ionen führten zu einer Kondensation zuerst in einer Wolkenkammer und dann, an einem kalten Herbstabend, im Himmel über der deutschen Hauptstadt Berlin. In weiteren Laborexperimenten untersuchten die Wissenschaftler die Mechanismen hinter diesem Prozess, einschließlich der photooxidativen Chemie und der elektrostatischen Effekte. "Dies ist das erste Experiment, mit dem gezeigt wurde, dass man mit einem Laser eine Kondensation erzeugen kann", erklärte Dr. Kasparian. Er und sein Team gehen davon aus, dass die Lasertechnik dazu genutzt werden kann, örtliche meteorologische Bedingungen zu verändern. "Die Reaktion, die wir erreicht haben, stellt den ersten Schritt bei der Bildung von Regen dar. Wir glauben, dass wir derzeitige Techniken ersetzen können", fügte er hinzu. Die Forscher hofften, die Rolle von Staub und Pollen als "Tröpfchenkeime" bei der Kondensation nachahmen zu können, indem sie mit dem Laser Ionen erzeugten. Anfangs richteten sie die Laserpulse auf Wolken, die in einer Versuchskammer erzeugt wurden. Dabei dienten die Ionen als "Haken" für Feuchtigkeit und um den Verlauf des Laserpulses herum konnten Kondensationsspuren beobachtet werden. Die Tröpfchen waren allerdings zu klein, um einen richtigen Niederschlag zu bilden; es war eher ein feiner Nebel. Als nächstes schossen die Forscher an einem kalten Abend mit rund 90% Luftfeuchtigkeit Téramobile Laserpulse direkt in den Himmel. Mithilfe eines LIDAR-Systems (light detection and ranging) maßen sie den Aerosolgehalt der Atmosphäre und beobachteten, wie sich die meteorologischen Bedingungen veränderten: die Sicht wurde schlechter, die Luftfeuchtigkeit stieg auf 93% und die Konzentration an Wasseraerosolen nahm zu. "Wir haben experimentell demonstriert, dass selbstfokussierte Filamente, die mit ultrakurzen Laserpulsen erzeugt wurden, die Kondensation von Wasser fördern können, sogar in einer nicht gesättigten freien Atmosphäre", lautet die Schlussfolgerung der Studie. "Dieses Phänomen bietet ein neues und hilfreiches Werkzeug für die Beschreibung der feuchten Atmosphäre und der Wolkenbildung. Darüber hinaus bietet es vielleicht auch die Möglichkeit, mit kontinuierlich arbeitenden Lasern anstatt mit Raketen Niederschlag auszulösen." Als nächstes will die Forschergruppe ihre Technik verfeinern und mehr Regen machen.
Länder
Schweiz, Deutschland, Frankreich