Synthetisches Pheromon als erfolgreiches Insektizid

 
Geneva/New York (pte, 18. Feb 2005 15:52) – Um der immer größer
werdenden Heerschar von Kakerlaken den Garaus zu machen, haben Forscher
der Cornell University http://www.cornell.edu eine Sexfalle für die
ungebetenen Insekten entwickelt. Die männlichen Kakerlaken werden mit
einem synthetischen Pheromon des Weibchens angelockt, dieses führt
allerdings zu einem tödlichen Pathogen, das die Männchen mit in ihre
Kolonie nehmen, berichten die Forscher im Wissenschaftsmagazin Science
http://www.sciencemag.org .

Die Team um Wendell Roelofs hat in ersten Versuchen erfolgreich den
Sexlockstoff, der sozusagen die Bereitschaft zur Paarung andeutet,
synthetisch herstellen können. Die Verwendung von Sex-Pheromonen als
Insektizide ist nicht neu. Bisher hatte es in erster Linie am passenden
Köder gemangelt. „Es geht darum die deutsche Kakerlake, eine der
größten Schädlinge weltweit zu bekämpfen“, so Roelofs. Zu den
schwierigsten Aufgaben der Forscher zählte es, das Organ zu finden, wo
diese Pheromone produziert werden. Dann galt es, den chemischen Stoff
zu identifizieren, der die männlichen Kakerlaken so zur Raserei bringt.

Die Deutsche Schabe (Blatella germanica) ist sehr häufig vertreten und
lebt hauptsächlich innerhalb der Häuser. Sie ist relativ klein und hat
einen kurzen Lebenszyklus von drei bis acht Monaten, der abhängig von
der Temperatur ist. Das Weibchen der Schabe trägt seine Eipakete mit 20
bis 40 Eiern ca. vier bis fünf Wochen lang mit sich herum und legt sie
dann kurz vor der Brut wahllos ab. Schaben können Erreger von
bakteriellen und viralen Erkrankungen wie Durchfall, Lepra,
Dickdarmentzündungen, infektiöse Hepatitis, Milzbrand, Salmonellen,
Tuberkulose und Pilzerkrankungen übertragen. Kot, Haut bzw. Erbrochenes
der Schabe sind verantwortlich für Allergien. Hausstaubmilben und
Schaben sind die häufigsten Gründe für Insekten-Allergien. Allein in
den USA zeigen zehn bis 12 Prozent der Bevölkerung allergische
Reaktionen auf Schaben.

Schere zwischen Ost und West geht deutlich auseinander

Steigende Preise wichtigstes Thema aller Deutschen ­ zwei Drittel
stellen Politikern schlechtes Zeugnis aus ­ Terrorangst bleibt auf
hohem Niveau

Berlin, 7. September 2006. "Das Stimmungsbild in Deutschland hat sich
verändert. Die Schere zwischen Ost und West geht erstmals wieder
deutlich auseinander", fasste Rita Jakli, Leiterin des R+V-Infocenters,
heute in Berlin die Ergebnisse der Studie "Die Ängste der Deutschen
2006" zusammen.

Im Westen bessert sich die Stimmung spürbar, gleichzeitig haben die
Ängste in den neuen Bundesländern den höchsten Stand seit 15 Jahren
erreicht: Im Osten Deutschlands haben 55 Prozent der Menschen große
Angst vor der Zukunft. Im Westen dagegen ist die Zahl von 50 auf 43
Prozent gesunken. Im gesamten Bundesgebiet jedoch bestimmen
wirtschaftliche und politische Probleme das Bild: Die Sorge um
steigende Preise, Unzufriedenheit mit den Politikern und hohe
Arbeitslosenzahlen belegen die Plätze 1 bis 3.

Bereits zum 16. Mal hat das R+V-Infocenter in einer repräsentativen
Studie rund 2.400 Deutsche nach ihren größten Ängsten befragt. Das
Ergebnis: Das Gesamtniveau ist von 51 Prozent 2005 auf 45 Prozent in
diesem Jahr gesunken.

Nahezu alle Ängste sind zurückgegangen. Eine Erklärung dafür seien die
seit Herbst 2005 verbesserte wirtschaftspolitische Stimmung und die
Anzeichen eines Wirtschaftsaufschwungs in 2006. Ferner habe sich nach
dem Regierungswechsel von 2005 die Diskussion um sozialpolitische
Themen beruhigt, meint Professor Dr. Manfred G. Schmidt, Politologe an
der Universität Heidelberg und Berater des R+V-Infocenters: "Die
Konflikte werden nicht mehr lautstark zwischen Regierung und Opposition
ausgetragen, sondern überwiegend innerhalb der Regierung. Die
Sozialpolitik wirkt dadurch für die meisten Bürger nicht mehr so
polarisierend und verunsichernd."

Größte Furcht der Deutschen: steigende Preise Platz 2: Unzufriedenheit
mit Politikern Wirtschaftspolitische Themen haben sich 2006 in den
Vordergrund gedrängt.

Ganz oben steht die Furcht vor steigenden Preisen ­ seit Jahren beinahe
durchgängig auf Platz 1. Zudem stellen fast zwei Drittel der Deutschen
den Politikern ein schlechtes Zeugnis aus. Damit hat sich dieses Thema
vom sechsten auf den zweiten Platz nach vorn geschoben. "Dies
unterstreicht den Befund, dass die Politiker in Deutschland insgesamt
kein gutes Image haben.

Auch die politischen Institutionen haben bei der großen Mehrheit der
Wähler keine sonderlich gute Reputation", sagt Professor Schmidt.

Demgegenüber sind die persönlichen Sorgen gesunken, beispielsweise die
Angst, schwer krank oder pflegebedürftig zu werden. Am stärksten
zurückgegangen ist die Furcht, den eigenen Job zu verlieren, mit einem
Minus von 14 Prozentpunkten. Leicht rückläufig ist in diesem Jahr auch
die Angst vor Terrorismus, sie bleibt jedoch mit 41 Prozent auf einem
hohen Niveau.

Ängste im Osten auf Rekordniveau

Während die Stimmung sich im Westen Deutschlands deutlich verbessert
hat, steigt der Angstindex im Osten auf den höchsten Stand seit Beginn
der Befragung vor 15 Jahren. Nach mehreren Jahren der Annäherung
driftet die Stimmungslage in den alten und neuen Bundesländern wieder
weit auseinander ­ mit einem Abstand von 12 Prozentpunkten.

Dieses Ergebnis spiegelt die Wirtschaftslage in den neuen Bundesländern

wider: Beim Thema eigene Arbeitslosigkeit trennen Ost und West 20
Prozentpunkte (67 Prozent gegenüber 47 Prozent), bei der Angst vor
geringerem Lebensstandard im Alter sind es 18 Prozentpunkte, beim
Anstieg der Lebenshaltungskosten 15 Prozentpunkte. Und auch die Kritik
an Politikern ist im Osten mit 14 Prozentpunkten Unterschied deutlich
stärker ausgeprägt.

Professor Schmidt: "Der Wirtschaftsaufschwung geht derzeit am Osten vorbei.

Zugleich sind dort die Erwartungen an den Staat und das Sicherheitsbedürfnis traditionell höher."

Verstärkt wird die Differenz zwischen Ost und West durch weitere Faktoren.

Die Studie zeigt, dass Menschen zuversichtlicher in die Zukunft
blicken, die über ein hohes Haushaltseinkommen verfügen, Wohneigentum
besitzen, einer Religionsgemeinschaft angehören oder sich sehr häufig
im Internet informieren. "Diese Merkmale sind bei den Bürgern in den
neuen Bundesländern unterdurchschnittlich repräsentiert", erklärt Rita
Jakli.

Weitere Ergebnisse der R+V-Studie in Kurzform:

­ Frauen sind ängstlicher als Männer. Besonders groß ist der
Unterschied zwischen den Geschlechtern bei den persönlichen Themen wie
Angst vor schwerer Erkrankung oder der Sorge, im Alter zum Pflegefall
zu werden. In den vergangenen Jahren hatten Männer regelmäßig größere
Angst, ihren Arbeitsplatz zu verlieren. Inzwischen empfinden die Frauen
dieses Problem als ebenso drängend wie die Männer.

­ Berufseinsteiger, junge Paare und Eltern zwischen 20 und 39 Jahren
haben die größten Ängste. Jugendliche zwischen 14 und 19 Jahren sowie
über 60-jährige sind deutlich gelassener.

­ Bildung schützt offenbar vor Angst: Menschen mit Abitur und/oder abgeschlossenem Studium sind zuversichtlicher.

Forscher: “Mond ist giftig“
Staub birgt Gefahren für Haut, Augen und Atemwege
 
Apollo-Astronaut: Mondstaub nach wie vor ein Problem (Foto: NASA)

Stockholm/Graz (pte002/23.07.2012/06:05) – Künftige ausgedehnte Mondausflüge könnten an Gesundheitsproblemen scheitern, die die Mondoberfläche birgt. Der Mond ist giftig, vermutet ein internationales Team aus Physiologen, Pharmakologen, Radiologen und Toxikologen. Zwar sind ihre Angaben Spekulationen, doch verweisen sie auf die bisherigen Blitzbesucher des Erdtrabanten: Apollo-Astronauten berichteten von Problemen mit der Haut, den Augen und in den Atemwegen.

Geladener Feinstaub

Das größte Gefahrenpotenzial sehen die Forscher im Mondstaub, der sich unweigerlich an die Schutzanzüge heftet und somit per Anhalter im Nu in die Lebens- und Arbeitsräume der Astronauten gelangt. Seine Partikel sind ähnlich winzig wie jene von Asbest oder Vulkanasche, wodurch sie tief in die Lungengewebe vordringen und Infektionen, jedoch auch Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder Krebs auslösen könnten.

"Der Mond selbst ist nicht giftig, doch der Mondstaub ist eines der Probleme, die man in künftigen Mondmissionen besonders untersuchen möchte", erklärt Wolfgang Baumjohann, Direktor des Instituts für Weltraumforschung der österreichischen Akademie der Wissenschaften http://www.iwf.oeaw.ac.at , im pressetext-Interview. Anders als Erdstaub sind die Partikel vom Mond durch die UV- und Teilchenstrahlung elektrisch geladen, zudem beschleunigt die geringere Schwerkraft den Transport in die Lunge.

Aggressiv für Augen und Haut

Mondstaub-Partikel sind sehr scharfkantig, was die Forscher darauf zurückführen, dass sie viele Erosionsprozesse der Erde nicht durchlaufen haben. Auch das stellt ein Risiko dar, diesmal jedoch für die Haut, auf der sich viel leichter Irritationen und Abschürfungen bilden dürften. "Der Staub ist so aggressiv, dass bei Stiefeln drei Schichten von Kevlar-ähnlichem Material verschlissen werden", sagt Larry Taylor vom Institut für planetare Geowissenschaften der University of Tennessee http://www.utk.edu .

Ähnlich wie Finger, Ellbogen, Knie und andere heikle Hautstellen sind auch die Augen in Gefahr, entweder da der Staub unter Mondverhältnissen weit eher hochgewirbelt wird oder durch den Kontakt mit Fingern oder anderen staubbeladenen Objekten. Die Forscher müssen allerdings eingestehen, dass man Mondstaub schlecht testen kann: Die Staubproben der Apollo-Mission wurden nicht unter mondähnlichen Bedingungen aufbewahrt, was ihre Eigenschaften verändert haben dürfte. Einziger Ausweg wäre somit die Forschung vor Ort.

Destination wieder attraktiv

Baumjohann sieht die Chancen gut, dass es in naher Zukunft wieder bemannte Mondausflüge bis hin zu Mondstationen und Trainingslager am Mond gibt – nicht nur angesichts des bevorstehenden Weltraumtourismus. "Mehrere Staaten haben hohes Interesse, allen voran China, jedoch auch Indien und vielleicht Russland, wo man eine gemeinsame Landemission mit der ESA plant. Die USA hat kein großes Interesse, nach dem Motto ‚Dort waren wir schon’".

Download der Originalstudie: http://1.usa.gov/NfF9Ev

Kieler Biologen entdecken Algengen in Süßwasserpolyp Hydra

Der Süsswasserpolyp "Hydra viridis" enthält ein Pflanzengen. Diese neue
Beobachtung, die in der aktuellen Ausgabe (20. Mai 2005) des
amerikanischen Wissenschaftsjournals "Journal of Experimental Biology"
durch Dr. Matthias Habetha und Professor Thomas Bosch von der Kieler
Universität beschrieben wird, zeigt, dass der Transfer von Genen von
einem Organismus in das Genom eines anderen Organismus weit häufiger
stattfindet, als bislang angenommen.
 
Professor Thomas Bosch, Direktor am Zoologischen Institut der
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel und sein Assistent Dr. Matthias
Habetha zeigen, dass Hydra, ein sehr einfacher tierischer Vielzeller
und Bewohner unserer Süßgewässer, in seinem Genom ein Gen enthält, das
pflanzlichen Ursprungs ist. Der grüne Hydra-Polyp, Hydra viridis, lebt
in Symbiose mit der Alge Chlorella. Hydra aktiviert das
pflanzenähnliche Gen immer dann, wenn es zur Eibildung kommt. Die
beiden Wissenschaftler nehmen an, dass Hydra durch das Pflanzengen, das
potenziell schädliche Oxydationsvorgänge verhindert, seine Embryonen zu
schützen vermag. Auch die Alge hat ein Interesse daran, dass Hydra sich
fortpflanzt: In der Eizelle eingebettet, trägt die Alge nämlich zu
ihrem eigenen Weiterleben in der nächsten Hydra-Generation bei.
 
Bosch und Habetha interessieren sich seit Jahren für die genetische
Basis der Partnerschaft zwischen dem Polypen und der Alge, die in den
Epithelzellen von Hydra lebt. Da alle höheren Zellen letztendlich auf
Symbiosen mit einst frei lebenden Bakterien zurückgehen, versprechen
sich die beiden Kieler Biologen vom Studium dieser Partnerschaft
wichtige Einblicke in die Mechanismen, die während der
Stammesgeschichte zum Entstehen von Zellen überhaupt geführt haben.
 
Darüber hinaus führt die Erforschung molekularbiologischer Vorgänge bei
Symbiosepartnern zu den grundlegenden Fragen: Wie erkennen sich
überhaupt Symbiosepartner? Warum reagiert Hydra auf andere Algenarten
mit Abwehr, auf diese nicht?

Antworten auf diese Fragen werden auch dazu beitragen, besser zu
verstehen, wie die Erkennung von "fremd“ und die Immunabwehr
funktionieren. Die Arbeit steht in engem Zusammenhang mit Fragen, die
von Bosch und anderen Kieler Immunologen im Sonderforschungsbereich 617
("Molekulare Mechanismen der epithelialen Abwehr") der
Landesuniversität bearbeitet werden.
  

Kontakt:

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Professor Thomas Bosch

Telefon 0431/880-4169
tbosch@zoologie.uni-kiel.de

Ultrafeine
Partikel sind sowohl gesundheits- als auch klimarelevant. In urbanen
Gebieten gilt der Straßenverkehr als Hauptursache für die winzigen
Teilchen. Außerhalb von Städten konnten Forscher des Karlsruher
Instituts für Technologie (KIT) in einer Langzeitmesskampagne nun eine
Quelle identifizieren, die besonders auf das regionale Klima einwirkt:
moderne Kohlekraftwerke. Wie deren Emissionen die Bildung von
ultrafeinen Partikeln beeinflussen und welche Wirkung sie auf das Klima
haben, beschreiben sie im Magazin Bulletin of the American Meteorological Society (doi:10.1175/BAMS-D-18-0075.1).

Obwohl ultrafeine
Partikel (UFP) nur einen Durchmesser von weniger als 100 Nanometern
haben, nehmen sie gewaltigen Einfluss auf Umweltprozesse: „Sie bieten
Oberflächen für chemische Reaktionen in der Atmosphäre oder können als
Kondensationskerne die Eigenschaften von Wolken und Niederschlag
beeinflussen“, sagt Wolfgang Junkermann vom Institut für Meteorologie
und Klimaforschung (IMK) des KIT. Um Vorkommen und Verteilung von UFP zu
untersuchen, hat der Umweltphysiker gemeinsam mit australischen
Kollegen in den vergangenen 15 Jahren Messflüge rund um den Globus
gestartet. Dabei betrachteten sie auch die Atmosphäre außerhalb
städtischer Brennpunkte, insbesondere in Gegenden mit auffälligen
Niederschlagstrends: In der freien Natur erzeugen etwa Waldbrände,
Staubstürme oder Vulkanausbrüche feine Partikel, meist jedoch nicht im
Nanometerbereich. Die Klimaforscher stellten fest, dass deren
Konzentration auch in vielen abgelegenen Gebieten stetig ansteigt, die
neuen, zusätzlichen Partikel jedoch keinen natürlichen Ursprung haben.

Als Quelle konnte
Junkermann in seinen Messflügen vor allem Kohlekraftwerke und
Raffinerien identifizieren: „In der Abgasreinigung sind die Bedingungen
für die Partikelneubildung optimal. Den Abgasen wird Ammoniak
hinzugefügt, um Stickoxide in harmloses Wasser und Stickstoff
umzuwandeln.“ Dieses Ammoniak stehe im richtigen Mischungsverhältnis für
die Partikelbildung zur Verfügung, sodass im Abgas extrem hohe
Konzentrationen entstehen. Nach der Emission in 200 bis 300 Metern Höhe,
können die winzigen Teilchen mehrere hundert Kilometer zurücklegen, je
nach Wetterverhältnissen und Klimabedingungen in der Atmosphäre:
„Meteorologische Prozesse spielen eine große Rolle bei den zeitlichen
und örtlichen Mustern von UFP“, sagt Junkermann. Die Abluftfahnen können
sich bei Nacht in einer dünnen, hochkonzentrierten Schicht ausbreiten.
„Vom Boden her kühlt die unterste Schicht ab, darüber verbleibt wärmere
Luft.“ Diese stabile Schichtung (Inversion) kann erst am nächsten Morgen
mit einsetzender Erwärmung durch Sonneneinstrahlung aufgebrochen und
die Teilchen zum Boden hin vermischt werden. Dabei können dort die
Konzentrationen kurzzeitig um bis zu zwei Größenordnungen anwachsen.
„Dadurch entstehen regelrechte Explosionen, sogenannte Partikel-Events“,
erklärt der Forscher.

Geraten diese Partikel
als Kondensationskerne in Wolken, werden zunächst die einzelnen
Wolkentröpfchen kleiner und es dauert länger, bis sich Regentropfen
bilden können. Dadurch wird die räumliche und zeitliche Verteilung sowie
die Intensität von Niederschlägen beeinflusst. „Die Folge ist nicht
unbedingt, dass es weniger regnet, die Partikel können auch extreme
Regenereignisse verstärken. Wo das passiert ist wieder vom Wind
abhängig.“

Für die Messflüge
nutzten die Klimaforscher das am KIT entwickelte weltweit kleinste
bemannte Forschungsflugzeug. Das fliegende Labor ist mit hochsensiblen
Instrumenten und Sensoren ausgestattet, die Staubpartikel, Spurengase,
Temperatur, Feuchte, Wind und Energiebilanzen messen. Diese Daten
glichen Junkermann und Kollegen mit meteorologischen Beobachtungen sowie
Ausbreitungs- und Transportmodellen ab: „So konnten wir zeigen, dass
fossile Kraftwerke inzwischen zu den weltweit stärksten Einzelquellen
für ultrafeine Partikel geworden sind. Sie beeinflussen meteorologische
Prozesse massiv und können zu extremen Wetterereignissen führen.“

Originalpublikation

Wolfgang
Junkermann, Jörg M. Hacker: „Ultrafine particles in the lower
troposphere: major sources, invisible plumes and meteorological
transport processes”; in:  Bulletin of the American Meteorological
Society

Alternative zu Mais
Anbau von Wildpflanzen zur Biomasseproduktion
***********************************************************
(aid) – In Deutschland werden auf einem Fünftel der landwirtschaftlichen Nutzfläche nachwachsende Rohstoffe angebaut – in erster Linie Mais. Heimische Wildpflanzen können eine ökologisch wertvolle Ergänzung zu konventionellen Energiepflanzen sein, informiert das Netzwerk Lebensraum Feldflur. Dieser Zusammenschluss von Akteuren aus Jagd, Naturschutz und Energiewirtschaft möchte die Energieerzeugung aus Biomasse enger mit den Zielen des Arten-, Natur- und Umweltschutzes verknüpfen und hat dazu einen Ratgeber veröffentlicht.

Für die Biogasproduktion werden überwiegend Mais und Getreide für Ganzpflanzensilage genutzt. Mais ist eine sehr effiziente Energiepflanze mit hohen Erträgen, doch der intensive Anbau hat Folgen für Artenvielfalt, Boden und Gewässer. Das Netzwerk Lebensraum Feldflur hat das Ziel, Mischungen aus verschiedenen Wildpflanzenarten als Ergänzung zu konventionellen Energiepflanzen in der landwirtschaftlichen Praxis zu etablieren. Die Aussaatmischungen enthalten leistungsfähige einjährige Kulturarten (z.B. Sonnenblume, Malve), zweijährige Wild- und Kulturpflanzen (z.B. Natternkopf, Wegwarte) sowie langlebige Stauden (z.B. Beifuß, Rainfarn) zur breiten Standortanpassung bei fünf oder mehr Nutzjahren. Jedes Jahr ändert sich die Artenzusammensetzung. Auf diese Weise wird unter anderem die Vielfalt der Agrarlandschaften gefördert und Bodenerosion durch Wasser und Wind verhindert.

Wirtschaftliche Vorteile sind die Einsparung von Maschinen-, Lohn- und Treibstoffkosten sowie Pflanzenschutz- und Düngemitteln.
Damit der Anbau gelingt, sind ein paar Regeln zu beachten. So müssen die Flächen vor der Aussaat ab Ende April gepflügt werden. Da sehr viele feinkörnige Wildkräuterarten in der Mischung enthalten sind, sollte unbedingt auf die Oberfläche gesät und die Fläche anschließend gewalzt werden. Pflegemaßnahmen sind nur bei einem deutlichen Unkrautwachstum notwendig.

Treibhausgase bewirken 13-Mal größeren Effekt

Chilton (pte/11.07.2007/13:05) – Der Klimawandel ist nicht durch Schwankungen der Sonnenaktivität erklärbar. Zu diesem Schluss kamen nun Wissenschaftler aus Großbritannien und der Schweiz. Seit 20 Jahren nehme die Sonnenstrahlung ab, die Temperatur jedoch zu. "Durch eine Abnahme der Sonnenaktivität hätte die Erde abkühlen müssen. Man kann also nur argumentieren, dass die Erderwärmung ohne diesen Rückgang noch drastischer gewesen wäre", bestätigt Stefan Rahmstorf, Experte vom Potsdamer Institut für Klimafolgenforschung http://www.pik-potsdam.de, im Gespräch mit pressetext.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts sei der Einfluss der Sonne auf unser Klima noch entscheidend gewesen. Bis 1940 seien Sonnenaktivität und Temperaturen parallel angestiegen, erklärt Rahmstorf. Seit 1940 hätte bereits die steigende Smog-Belastung das Klima bestimmt. Trotzdem sanken Temperaturen und Sonnenaktivität bis 1970. Die aktuelle Studie zeigt nun, dass sich der Trend seit 1985 gedreht hat. "Die Smog-Belastung blieb gleich und die Treibhausgase stiegen an", erklärt Rahmstorf. Seitdem erwärmt sich das Klima, trotz des Rückgangs der Sonnenstrahlung.

Ein Bericht des Intergovernmental Panel of Climate Change (IPCC) http://www.ipcc.ch bestätigt, dass Treibhausgase einen 13-Mal größeren Effekt auf die Entwicklung der Temperaturen haben als die Sonne. Die Theorie, die den Klimawandel auf den Einfluss kosmischer Strahlung zurückführt, erweist sich dadurch ebenfalls als falsch. Das Denkmodell geht davon aus, dass kosmische Strahlung die Bildung von Wolken begünstige und dadurch die Erde abkühle. Bei geringerer Sonnenaktivität würde aufgrund des weniger intensiven Magnetfeldes mehr kosmische Strahlung abgegeben. "Das vorindustrielle Klima mag dadurch beeinflusst worden sein, aber die Theorie erklärt nicht was wir jetzt erleben", meint Mike Lockwood, Leiter der aktuellen Studie, gegenüber BBC News.

Lockwood initiierte die Studie zumindest zum Teil als Reaktion auf die TV-Dokumentation The Great Global Warming Swindle des britischen Senders Channel 4. In der Sendung wurde der Klimawandel durch die Theorie der kosmischen Strahlung erklärt. "Ich denke die Debatte ist nun beendet", beruft sich Lockwood auf seine Forschungsergebnisse. "Die Statistiken, die in der Dokumentation gezeigt wurden, gingen nur bis ungefähr 1980, und ich wusste warum – weil die Werte danach abweichen. Aber man kann nicht einfach Teile von Daten ignorieren, weil sie einem nicht gefallen."

KIT-Zentrum Klima und Umwelt: Für eine lebenswerte Umwelt

Schwere Hagelstürme verursachen Jahr für Jahr Schäden in Millionenhöhe an Gebäuden, Fahrzeugen und in der Landwirt-schaft. Trotzdem gibt es in Deutschland kein automatisches Messnetz für derartige Extremereignisse. Das soll sich nun ändern: In einem Pilotprojekt hat das KIT zehn Messstationen der Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz (LUBW) in Baden-Württemberg mit neuen Hagelsensoren aus-gerüstet. Die Wetter- und Klimaforscher des KIT wollen damit ihre Methoden weiterentwickeln, mit denen sie Hagel aus ver-schiedenen Datensätzen rekonstruieren. Ziel ist, die mit Hagel verbundenen Gefahren besser zu verstehen.
Die Hitzeperiode Ende Juli endete abrupt und dramatisch für man-che Gemeinden im Südwesten Deutschlands: An den Ausläufern des Schwarzwalds bildete sich eine schwere Gewitterzelle, die an-schließend über Tübingen, Kirchheim/Teck und Aalen hinwegzog. Hagelkörner in der Größe von Tennisbällen fielen vom Himmel und beschädigten Häuser, Autos und landwirtschaftlich genutzte Flächen zum Teil sehr schwer. Ersten Schätzungen der SV Sparkassenver-
Hagelschlag im Visier von KIT-Forschern
Erstes automatisches Messnetz als Pilotprojekt mit der Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg (LUBW) – Wahrscheinlichkeit von Hagelstürmen in be-stimmten Regionen ein Thema

sicherung zufolge lag der Schaden weit über 100 Millionen Euro. „In Baden-Württemberg hagelt es unseren Analysen zufolge durch-schnittlich an rund 30 Tagen pro Jahr. Allerdings sind Hagelstürme in den Ausmaßen des Unwetters vom Juli 2013 sehr selten“, sagt Dr. Michael Kunz vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung (IMK-TRO) des KIT. Er und sein Team haben sich zum Ziel gesetzt, die Gefahren durch Hagel besser zu verstehen. Dazu gehört unter anderem die Frage, mit welcher Wahrscheinlichkeit in welcher Regi-on Hagel auftritt.
Da Hagel sehr lokal fällt – die Breite kann zwischen wenigen 100 Metern bis einigen Kilometern liegen –, können Hagelstürme nur mit Fernerkundungsinstrumenten in ihrem vollen Ausmaß erfasst wer-den. Dies sind vor allem Niederschlagsradargeräte wie das neue IMK-Radar, das seit Juli 2013 im Einsatz ist. „Da ein Radar aber nicht direkt zwischen Regen und Hagel unterscheiden kann, müssen wir unsere Methoden an tatsächliche Hagelereignisse anpassen. Und hier haben wir ein Problem“, erläutert Kunz. „Hagel wird nur an wenigen Stationen des Deutschen Wetterdienstes manuell von Be-obachtern registriert. Automatisch erfasst wird Hagel in Deutschland bisher nicht. Wir haben also keine Messungen zur Verfügung, die uns sagen, wo es wie lange gehagelt hat und wie groß die Hagel-körner waren.“
Um diese Lücke weiter zu schließen, haben die Forscher nun in einem Pilotprojekt zehn Messstationen der Landesanstalt für Um-welt, Messungen und Naturschutz (LUBW) Baden-Württemberg mit neu entwickelten Hagelsensoren ausgerüstet. Sie können damit beobachten, wann an welcher Station Hagel gefallen ist. „Die Ko-operation mit der LUBW ist für das Vorhaben sehr wichtig, denn deren Messstationen sind mit der notwendigen Infrastruktur ausge-rüstet, sodass wir die Hagelmeldungen direkt am gleichen oder am nächsten Tag abrufen können“, so Kunz. Die neuen Hagelsensoren hat Professor Martin Löffler-Mang von der htw saar entwickelt, die Firma inNET Monitoring AG in Altdorf (Schweiz) produziert sie der-zeit in einer ersten Kleinserie. Über zwei hoch-sensible Mikrofone messen die Sensoren den Impuls und die Energie der Hagelkörner. Diese Größen werden anschließend in den Durchmesser der Hagel-körner umgerechnet. „Damit ist es möglich, während eines Hageler-eignisses das Spektrum der Hagelkörner zu messen, also wie viele Hagelkörner welcher Größe fallen“, erklärt Löffler-Mang. Die For-scher hoffen, aus den Verteilungen der Hagelkorndurchmesser in Kombination mit meteorologischen Messungen an den LUBW Stati-onen auch neue Erkenntnisse über die Schadenwirkung von Hagel ableiten zu können.

„Natürlich sind zehn Stationen bei Weitem nicht ausreichend, um Hagel vollständig zu beobachten. In diesem Pilotprojekt wollen wir die operationelle und automatisierte Langzeitmessung von Hagel testen. Wir haben dafür Standorte gewählt, von denen wir wissen, dass dort Hagel besonders häufig fällt – beispielsweise auf den Fildern südlich von Stuttgart oder in Villingen-Schwenningen“, erklärt Projektleiter Kunz. Nach erfolgreicher Testphase sei es denkbar, weitere Hagelsensoren zu betreiben. Derzeit arbeitet der Hersteller an einer autarken Version des Hagelsensors, der unabhängig vom Standort betrieben werden kann.
Millionenschäden wie die in Tübingen, Kirchheim oder Aalen ließen sich natürlich auch mit den besten verfügbaren Informationen nicht verhindern, so Kunz. Die Arbeiten der Forscher am IMK könnten aber dazu beitragen, Schäden zu mindern, indem beispielsweise hagelresistentere Baumaterialien in Regionen verwendet werden, die den Analysen zufolge häufig von Hagel betroffen sind, oder in-dem mobile Sachwerte wie Fahrzeuge rechtzeitig gesichert werden.
Das KIT-Zentrum Klima und Umwelt entwickelt Strategien und Technologien zur Sicherung der natürlichen Lebensgrundla-gen: Dafür erarbeiten 660 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aus 32 Instituten Grundlagen- und Anwendungswissen zum Klima- und Umweltwandel. Dabei geht es nicht nur um die Beseitigung der Ursachen von Umweltproblemen, sondern zunehmend um die Anpassung an veränderte Verhältnisse.
Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist eine Körper-schaft des öffentlichen Rechts nach den Gesetzen des Landes Baden-Württemberg. Es nimmt sowohl die Mission einer Uni-versität als auch die Mission eines nationalen Forschungszent-rums in der Helmholtz-Gemeinschaft wahr. Thematische Schwerpunkte der Forschung sind Energie, natürliche und ge-baute Umwelt sowie Gesellschaft und Technik, von fundamen-talen Fragen bis zur Anwendung. Mit rund 9000 Mitarbeiterin-nen und Mitarbeitern, darunter knapp 6000 in Wissenschaft und Lehre, sowie 24 000 Studierenden ist das KIT eine der größten Forschungs- und Lehreinrichtungen Europas. Das KIT verfolgt seine Aufgaben im Wissensdreieck Forschung – Lehre – Inno-vation.

10 Jahre Neumayer-Station III

Wissenschaft und Politik betonen Bedeutung der deutschen Antarktisforschung

Die Antarktis ist ein eisiger, nur von Forschenden bewohnter Kontinent
jenseits des Südpolarkreises. Hier betreibt das Alfred-Wegener-Institut,
Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) unter extremen
Bedingungen eine Forschungsstation, in der ganzjährig Menschen leben und
arbeiten. Seit 2009 dient die Neumayer-Station III auf dem
Ekström-Schelfeis an der Küste des östlichen Weddellmeeres als Basis für
die deutsche Antarktisforschung. In diesen Tagen feiert die
Stationscrew zusammen mit einer Delegation aus Wissenschaft und Politik
das zehnjährige Jubiläum.

Extreme Kälte, tobende Stürme und eine scheinbar endlose Polarnacht. Die
Antarktis zählt zu den faszinierendsten Lebensräumen der Welt.
Gleichzeitig bestimmt sie maßgeblich unser Klima. Seit zehn Jahren
ermöglicht die Neumayer-Station III deutsche und internationale
Forschungsprojekte in der Antarktis. Nur wenige Kilometer entfernt von
den beiden Vorgängerstationen wurde sie über zwei Sommersaisons
errichtet und Anfang 2009 fertiggestellt. In einer Region, die selbst
nach antarktischen Verhältnissen noch als dünn besiedelt gilt, führen
die Observatorien an der Neumayer-Station III einzigartige Messreihen
fort, die bis in die 1980er Jahre zurückgehen. Gleichzeitig kommen Jahr
für Jahr neue Forschungsfragen hinzu. Dabei dient die Station auch als
Ausgangspunkt für Expeditionen ins antarktische Hinterland, auf denen
unter anderem Raupenkettenfahrzeuge und Polarforschungsflugzeuge des AWI
zum Einsatz kommen.

„Der antarktische Kontinent trägt die größten Eismassen der Erde, das
Südpolarmeer nimmt erhebliche Mengen von CO2 und Wärme auf, daher ist
die Forschung in dieser Region von elementarer Bedeutung. Um die
globalen Veränderungen zu verstehen, sammeln wir an der Neumayer-Station
III Daten über lange Zeiträume – von minutengenauen Wetterbeobachtungen
bis hin zur Erforschung der Klimageschichte anhand von Eisbohrkernen.
Zudem unterstützen wir Beobachtungen der antarktischen Lebensvielfalt,
von Pinguinkolonien bis zu den Kaltwasserkorallen unter dem dicken
Schelfeis“, betont AWI-Direktorin Antje Boetius.

Im Meteorologie-Observatorium der Station werden zum Beispiel regelmäßig
Sonden an einem Wetterballon gestartet, um Temperatur, Luftfeuchte,
Luftdruck, Wind und die Verteilung von Ozon in der Atmosphäre zu messen.
Weitere Schwerpunkte bilden Forschungen zur Luftchemie, zum Magnetfeld
der Erde, zum Meereis und zu einer Kolonie von Kaiserpinguinen. Seit
2017 wird an der Neumayer-Station III unter Projektleitung des Deutschen
Zentrums für Luft- und Raumfahrt das Gewächshaus EDEN-ISS getestet. Es
soll neue Wege bereiten, um Nutzpflanzen auch im All und in klimatisch
ungünstigen Regionen anbauen zu können. So gab es diesen Winter erstmals
regelmäßig frischen Salat für das Überwinterungsteam. Außerdem betreibt
die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe hier eine von
weltweit 60 Infraschallstationen, die einen Beitrag zur Kontrolle des
Kernwaffenteststopp-Vertrags bildet. Der Deutsche Wetterdienst (DWD) ist
ebenfalls an der Neumayer-Station angesiedelt und ermöglicht mit seinen
Vorhersagen sicheres Arbeiten auch außerhalb der Station. Darüber
hinaus berät der DWD im Dronning Maud Land genannten Teil der Antarktis
internationale Partner beispielsweise aus Russland, Norwegen und
Südafrika mit Flugwettervorhersagen.

Derzeit führt eine vierzehnköpfige Delegation unter der Leitung des
Parlamentarischen Staatssekretärs im Bundesministerium für Bildung und
Forschung, Dr. Michael Meister, eine Inspektionsreise zur
Neumayer-Station III durch.

„Von der Notwendigkeit und der Relevanz der Polarforschung für uns alle
können wir uns in diesen Tagen persönlich überzeugen. Wir brauchen
vertiefte Kenntnisse über polare Prozesse, um das globale Klima und
seine Veränderungen besser zu verstehen und Handlungsempfehlungen daraus
abzuleiten. Diese wissenschaftlichen Erkenntnisse sind eine wesentliche
Voraussetzung für nachhaltige politische Entscheidungen. Ich danke
allen Expertinnen und Experten aus Forschung, Technik und Logistik für
ihren Einsatz unter diesen unwirtlichen Bedingungen“, betont der
Parlamentarische Staatssekretär Meister.

„Helmholtz leistet mit seinen interdisziplinär ausgerichteten Zentren
und seinen beeindruckenden Forschungsinfrastrukturen wichtige Beiträge
zur Lösung großer Herausforderungen unserer Zeit“, sagt Otmar D.
Wiestler, der Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft. „Die langfristige
Forschung der Neumayer-Station III in der Antarktis ist ein
eindrucksvolles Beispiel dafür. Von den einmaligen Möglichkeiten, die
diese Station bietet, profitieren zahlreiche wissenschaftliche
Disziplinen, etwa die Wetter- und Klimaforschung, die Weltraumforschung,
Biologie, Geologie und viele weitere. Sie alle tragen letztlich dazu
bei, unsere Lebensgrundlagen zu schützen oder zu verbessern. Ich freue
mich, die Arbeit auf dieser außerordentlichen Forschungsstation jetzt
persönlich erleben zu können.“

Hintergrund Neumayer-Station:

Seit 1981 betreibt das AWI ganzjährig eine Forschungsstation in der
Antarktis. Benannt nach dem deutschen Polarforscher Georg von Neumayer
wurde 1981 die Georg-von-Neumayer-Station in Betrieb genommen. 1992
wurde sie durch die Neumayer-Station ersetzt, die wie ihre
Vorgängerstation eine Röhrenkonstruktion war. Die jetzige
Neumayer-Station III ist die größte und komfortabelste Station in der
Geschichte der deutschen Antarktisforschung. In den Sommermonaten finden
hier rund 50 Personen Platz. Die Überwinterungsteams setzen sich in der
Regel aus neun Personen zusammen. Im Gegensatz zu den meisten anderen
Forschungsstationen in der Antarktis beherbergt sie so gut wie alle
Arbeitsflächen, Aufenthaltsräume und Vorräte zentral unter einem Dach.
Sowohl beim Bau als auch beim Betrieb wurden höchste
Umweltschutz-Standards berücksichtigt. Die erzeugte Energie bleibt
soweit wie möglich in einem geschlossenen System und wird somit optimal
genutzt. Wenn die Station ihr vorgesehenes Alter erreicht hat, kann sie
zudem bis auf die letzte Schraube rückgebaut werden, sodass die Spuren
der Forschung in dieser schützenswerten Region so gering wie möglich
bleiben.

Die Lage verlangt dem Bauwerk allerdings harte Bedingungen ab. Rund 40
Zentimeter schiebt sich das Schelfeis jeden Tag in Richtung Küste und
gibt damit ein natürliches Verfallsdatum vor. So wird auch der
Untergrund, auf dem die Station steht, in der Zukunft als Eisberg
abbrechen – bei gleichbleibender Fließgeschwindigkeit des Eises dauert
dies aber noch über 100 Jahre. Außerdem müssen Gebäude in der Antarktis
einen endlosen Zutrag an Schnee aushalten. Die Neumayer-Station III
passt sich in dieser Hinsicht jedoch optimal ihrer Umgebung an. Im
Gegensatz zu den beiden Vorgängerstationen droht sie nicht, im Laufe der
Zeit von den Schneemassen zerdrückt zu werden. Stattdessen wird die
Station von 16 hydraulischen Stützen getragen. Regelmäßig heben
Techniker damit das gesamte Gebäude an. So wächst es mit der Schneedecke
und die Plattform liegt immer circa sechs Meter über dem Eis. Diese
ausgefeilte Technik beschert der Station eine deutlich längere
Lebenszeit als die beiden Vorgänger – mindestens bis 2035 soll sie noch
im Einsatz bleiben.

Bochum (pte021/30.11.2016/10:30) –

Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum http://ruhr-uni-bochum.de haben einen neuen Radarsensor entwickelt, der tiefe Einblicke in die
inneren Vorgänge von Schneelawinen ermöglicht. Das Messsystem ist
bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer
Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen
damit durchführen möchte. Das neue Wissen um Lawinen könnte dazu
beitragen, bessere Vorrichtungen zur Abwehr zu realisieren.

Dichte und Druck wichtig

"Was genau passiert, wenn sich eine Lawine den Berg
hinunterbewegt, weiß man nicht, da man sie bislang nur von außen
beobachtet hat", sagt Forscher Christoph Baer. Es ist bereits bekannt,
dass Lawinen aus mehreren Schichten bestehen, die sich wie Festkörper,
Flüssigkeiten oder staubhaltige Gase verhalten. Der neue Sensor erfasst
Variationen der Schneedichte in der Staubschicht.

Die Dichte hat unter anderem Auswirkungen auf den
Aufpralldruck der Lawine, welcher maßgeblich für ihre Zerstörungskraft
ist. Nur wenn die Schneedichte bekannt ist, lässt sich das
Lawinengeschehen korrekt strömungsmechanisch simulieren. Mittels Radar
erfasst das in Bochum entwickelte System, wie viele Schneepartikel sich
in der Staubschicht befinden. Je mehr Schnee enthalten ist, desto
langsamer breitet sich die Radarwelle aus. So können die Forscher
Rückschlüsse auf die Schneedichte ziehen und diese in Echtzeit
aufzeichnen.

Abgang noch 2016 erwartet

Der Sensor besteht aus Flugzeugaluminium, da er während
der Messung den enormen Kräften der Lawine standhalten muss. Er ist
etwa einen Meter lang, 30 Zentimeter dick und wiegt 70 Kilogramm. Eine
Lawine hat einen Aufpralldruck von bis zu sechs Bar. "Das entspricht
einem Druck von 3,5 Tonnen – also zwei Autos – auf die Fläche eines
DIN-A4-Blattes", erklärt Baer. "Sie rollt direkt über unseren Sensor. Es
ist eine Herausforderung, dass er an dem Testmast hängenbleibt und
brauchbare Messergebnisse liefert", weiß der Forscher.

Bis zum Jahresende rechnet das Wissenschaftler-Team vom Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung http://slf.ch mit ersten Schneefällen im abgesperrten Testgebiet Vallée de la Sionne.
Sollte dort nicht von selbst eine Lawine abgehen, wird sie am Ende des
Winters durch eine kontrollierte Sprengung ausgelöst. Das würde dann
wertvolle Messdaten liefern.