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Erdmagnetfeld
Im Interview erklärt Owen Roberts, wie er und seine Kollegen den Einfluss des Sonnenwinds auf das Magnetfeld unserer Erde hörbar gemacht haben.
Klimaforschung
In arktischen Permafrostböden sind Schadstoffe aus der Industrie eingefroren. Wie der Klimawandel sie zutage fördert, erklärt Moritz Langer im Interview.
Physik hinter den Dingen
Die Strahlung der Sonne liefert die Energie für das Wettergeschehen auf der Erde. Da liegt die Vermutung nahe, dass Variationen der Sonnenstrahlung auch zu Klimaänderungen führen können.
Erde
Ob der Planet von Anfang an Wasser enthielt oder es später von Meteoroiden und Kometen zur Erde gebracht wurde, versuchen Wissenschaftler mit verschiedenen Methoden herauszufinden.
Meteorologie
Experimente mit künstlichem Hagel sollen die Wettervorhersage verbessern – wie, verrät Miklós Szakáll im Interview.
Kommt nach einem Regenschauer die Sonne zum Vorschein, bildet sich oft ein Regenbogen am Himmel. Erklären lässt sich das farbenfrohe Lichtspiel mit den Grundlagen der Optik.
Herbstzeit ist Nebelzeit. Damit der Wasserdampf in der Luft zu Tröpfchen kondensiert, muss sich die Luft abkühlen oder die Feuchte zunehmen.
Im Interview erklärt Mahyar Mohtadi, wie der Westpazifik den Monsun reguliert und was sich in Zukunft ändern wird.
Hochwasser
Hochwasserkatastrophen sind leider nicht selten. Warum es dazu kommt und wie Gesellschaften sich schützen können, verrät Bruno Merz im Interview.
Erwärmt sich das Wasser vor der Küste Perus, dann ist „El Niño“ wieder da. In der Folge gibt es heftige Witterungsschwankungen rings um den Pazifik.
Wirbelstürme
Die Energie und die Zerstörungskraft eines Orkans sind beeindruckend. Doch die Natur ruft noch weitaus kräftigere Windströmungen auf der Erde hervor: die Hurrikane.
Worüber ließe sich besser reden als über das Wetter? Doch selbst die Fachleute, die Meteorologen, wissen noch längst nicht alles über Wind und Wolken.
Lange dachten Forscher, vom Wind aufgepeitschte Meereswellen könnten kaum höher werden als 15 Meter. Doch sie irrten sich. Die sogenannten Freak Waves können sich bis zu 35 Meter hoch auftürmen.
Mit verschiedenen Methoden haben sich Wissenschaftler darangemacht, die Entwicklung des Klimas zu verstehen und für die Zukunft abzuschätzen.
Im Interview berichtet Christopher Irrgang, wie physikalische Klimamodelle künftig mit Künstlicher Intelligenz verschmelzen könnten.
IPCC-Bericht
Im Interview mit Welt der Physik berichtet Veronika Eyring über die Fortschritte der Klimaforschung und die Folgen der Treibhausgasemissionen.
Klima
Wie sich mithilfe von Bohrungen im Südpazifik das Klima vor 56 Millionen Jahren analysieren lässt, erklärt Ursula Röhl im Interview.
Erdklima
Im Interview erläutert Christoph Spötl, wie er und seine Kollegen mithilfe von Tropfsteinen ein Rätsel der Klimaforschung untersuchen.
Geringere Emissionen sollen die Ozonschicht retten, aber es ist unklar, ab wann sich diese genau erholen wird.
Die Ozonschicht schützt uns vor gefährlichen UV-Strahlen. Doch industrielle Abgase lassen sie Jahr für Jahr dünner werden.
Nicht nur die unterste Schicht der Lufthülle – die Troposphäre – ist am Wettergeschehen beteiligt. Auch die Stratosphäre darüber mischt mit. Das passiert vor allem im Winter rings um die Polargebiete.
Wie wird das Wetter morgen? Um diese ewige Frage zu beantworten, nutzt man schon seit Jahrzehnten Computer. Die Software der Wetterprognosemodelle beruht auf den Grundgesetzen der Physik.
In einer Wetterkarte werden der Luftdruck und die Fronten dargestellt und manchmal auch die Temperatur. Wer die Karte richtig lesen will, muss bloß ein paar typische Zeichen kennen.
Ein Gewitter mit Blitz und Donner erschreckt und fasziniert uns zugleich. Wodurch entstehen Gewitterblitze und wie finden sie ihren Weg zur Erde?
Wirkt sich kosmische Strahlung auf die Wolken und somit auf das Klima aus? Noch gibt es nur Indizien. Möglicherweise führt die ionisierende Wirkung der kosmischen Partikel zur Zunahme von Wolken und zur Abkühlung der Luft.
Viele Menschen wollen Kugelblitze gesehen haben – doch bis heute ist nicht geklärt, ob sie tatsächlich existieren. Mit modernster Technik gehen Wissenschaftler dieser Frage nach, wie in diesem Videobeitrag dokumentiert.
Wie verändert sich das Klima der Erde? Das ist nicht die einzige Frage, die Meteorologen und Ozeanographen beschäftigt. Viele Vorgänge in der Atmosphäre und im Meer sind noch nicht detailliert geklärt.
Marine Geophysik
Unter den Meeren schlummern gigantische Süßwasservorkommen. Geophysiker haben sich vor der Küste Maltas auf die Suche danach gemacht.
Permafrost
Im Interview erklärt Torsten Sachs, welchen Einfluss der Permafrost auf das Klima unseres Planeten hat.
Erdvermessung
Wie die Satelliten von GRACE Follow-On das Erdschwerefeld vermessen und welche Ziele die Mission verfolgt, erklärt Gerhard Heinzel im Interview.
Erdkruste
Im Interview erzählt Max Moorkamp, wie sich mit einer Methode aus der Medizin die Erdkruste viel genauer als bislang untersuchen lässt.
Die Ozonschicht in 15 bis 30 Kilometern Höhe schützt das Leben auf der Erde vor der UV-Strahlung der Sonne. Durch Schadstoffe kommt es zum Ozonabbau.
Wettervorhersagen sind mit den Jahren immer genauer geworden. Aber mit Gewittern tun sich Meteorologen nach wie vor schwer. Wie entstehen Gewitter und warum bereiten sie Probleme?
Im Oktober und November geht es los: Die Herbststürme brausen übers Land. Warum aber lebt das stürmische Wetter so plötzlich auf?
Der Blitz erzeugt einen Blitzkanal, in dem innerhalb von Millionstel Sekunden extrem hohe Temperaturen entstehen. Dadurch wird die Luft zu einer explosionsartigen Ausdehnung gebracht.
Tagsüber erscheint der wolkenlose Himmel blau, abends jedoch orange bis rot. Das Geheimnis dahinter liegt in der Art, wie das Sonnenlicht in der Atmosphäre gestreut wird.
Wenn sich am Strand das Wasser ganz langsam zurückzieht, dann hat der Mond seine unsichtbare Hand im Spiel. Doch wie kommen die Höhe und die Dauer der Gezeiten im Einzelnen zustande?
Polarforschung
Im Interview berichtet Marcel Nicolaus, warum er ein Jahr lang auf einer Eisscholle durch die Arktis gedriftet ist.
Taut das Eis des Permafrosts, könnten große Mengen an Treibhausgasen in die Atmosphäre gelangen und die globale Erwärmung verstärken. Zahlreiche Wechselwirkungen des Permafrostbodens mit der Umgebung erschweren es allerdings, die Gefahr realistisch…
Erdatmosphäre
Im Interview berichtet Joachim Curtius, wie Feinstaub aus Gasen in der Luft entsteht.
In Treibhäusern lassen sich selbst im Winter noch Tomaten ziehen. Möglich wird das vor allem durch die Unterdrückung der thermischen Konvektion.
Ebbe und Flut kann man überall an den Küsten beobachten, mit Wasserstandsänderungen von wenigen Zentimetern bis einigen Metern. Aber was verursacht das extreme Hochwasser einer Springflut?
Müsste die Bewegung der Himmelskörper nicht ständig durch eine Kraft angetrieben werden, damit sie nicht zum Stillstand kommen?
Romantik und Anmut strahlt ein Sonnenuntergang aus, doch dieses Spektakel dauert nicht viel länger als zwei bis drei Minuten. Doch wie lang genau?
In den Ozeanen ist das Wasser salzig – in Seen und Flüssen enthält es meist nur sehr wenig Salz. Die Ursache liegt in Quellen und Senken von Meersalz.
Weltraumschrott in Erdumlaufbahnen stellt ein zunehmendes Problem für Satelliten dar. Deshalb wollen Forscher seine Bahnen vermessen und ihn sogar entsorgen.
Holzkohle galt beim Grillen immer als der bessere, weil klimaneutrale und somit ökologischere Brennstoff. Ist sie aber nicht.
Ob man Polarlichter nicht nur sehen, sondern auch hören kann, war lange umstritten. In den vergangenen Jahren lieferten Studien neue Erkenntnisse über dieses Phänomen.
Lässt man Wasser aus einer Badewanne abfließen, entsteht über dem Abfluss ein kleiner Wirbel. Doch wie entscheidet sich, in welche Richtung sich das Wasser bewegt?
Monsterwellen türmen sich teils mehr als dreißig Meter hoch auf – viel höher als das umgebende Meer. Eine Gleichung aus der Quantenmechanik könnte dabei helfen, dieses Phänomen zu verstehen.
Wissenschaftler erfassen heute Messdaten von weiten Teilen der Ozeane. Dazu nutzen sie Schiffe, Satelliten, Bojen, fest installierte Sensoren und autonome Tauchroboter.
Vom Erdkern bis zum äußersten Rand der Atmosphäre, von den Tropen bis zu den Polen – die Physik unseres Planeten entfaltet sich in vielgestaltigen Phänomenen.
Messungen der Wärmeleitfähigkeit von Eisen enthüllen neue Details über das Erdmagnetfeld – ein Interview mit der beteiligten Forscherin Zuzana Konôpková.
Die Beobachtung und die Vermessung der Erde aus dem Weltraum nutzt hochgenaue Sensoren, superschnelle Rechner und effektive numerische Mathematik. Damit kann man heute die Prozesse im Erdinneren selbst in feinen Details studieren.
Im August 2008 durfte das wichtigste deutsche Forschungsschiff zum ersten Mal durch die Nordwestpassage steuern – jene Schiffsroute im Norden Kanadas, die den Weg zwischen Atlantik und Pazifik verkürzt.
Es ist das jüngste der deutschen Forschungsschiffe. Im Jahr 2005 lief die Maria S. Merian vom Stapel. Mit ihr werden Meeresströmungen im Atlantik vermessen und geologische Eigenschaften des Ozeanbodens untersucht.
Die Strömungen der Ozeane sind für das Klima wesentlich. Eine besondere Rolle kommt dabei der Thermohalinen Zirkulation im Atlantischen Ozean zu. Ihr zukünftiges Schicksal ist unsicher.
In den Aschewolken von Vulkanen lassen sich Blitze beobachten. Diese sogenannten Vulkanblitze sind ein bislang wenig untersuchtes und kaum verstandenes Phänomen.
Zwar lassen sich Erdbeben generell nicht vorhersagen, doch sehr kurzfristig sind Warnungen vor bevorstehenden Erdstößen durchaus möglich.
Wenn sich die Atmosphäre erwärmt, verdunstet mehr Wasser. Aber entstehen dann auch mehr Wolken? Und spenden sie mehr kühlenden Schatten – oder verstärken sie vielleicht die Erwärmung?
Die Forscher des Instituts Agrosphäre in Jülich erkunden, wie sich Pflanzenschutz- oder Düngemittel im Boden verteilen, ob sie zu harmlosen Substanzen abgebaut werden oder ob sie in das Grundwasser gelangen.
Unser nächster Stern hat auch gefährliche Seiten, denn er schleudert pausenlos Materie ins All hinaus – auch in Richtung Erde. Wächst dieser Sonnenwind zum Sturm an, kann das ernsthafte Folgen haben.
Erdstöße lassen sich nicht exakt vorhersagen. Seismologen versuchen stattdessen die Wahrscheinlichkeit von Beben und die zu erwartenden Bodenbewegungen zu bestimmen.
Mit einem Ringlaser messen Ulrich Schreiber vom Geodätischen Observatorium Wettzell und seine Kollegen die leicht schlingernde Bewegung der Erde. Für unseren Podcast sprach Martina Preiner mit dem Physiker. Hier finden Sie den Beitrag zum Nachlesen.
Die Tsunamikatastrophe von 2004 im Indischen Ozean hat die Menschen in der Region aufgeschreckt. Das Warnsystem GITEWS soll innerhalb von wenigen Minuten Warnungen erzeugen.
Seit 2002 umrunden die beiden Satelliten der GRACE-Mission die Erde und vermessen das Schwerefeld unseres Planeten.
Um den Untergrund zu erforschen, bohren Geowissenschaftler mehrere tausend Meter tiefe Löcher. Die Informationen, die sie dabei gewinnen, kommen zahlreichen Fachgebieten zugute.
Beobachtungen zeigen, dass nach starken Erdbeben an tektonischen Plattengrenzen gehäuft Vulkane ausbrechen.
Mit Supercomputern machen Wissenschaftler Vorhersagen über die Zukunft der Erdatmosphäre.
Ständig wird Gestein zersetzt, zerkleinert und abgetragen. Dabei spielen sowohl physikalische als auch chemische Prozesse eine entscheidende Rolle.
Wie gelangt Ozon in die Stratosphäre und wie klimawirksam sind Kondensstreifen? Solche Fragen wollen Forscher künftig mithilfe des neuen Forschungsflugzeugs HALO beantworten.
Die Erde bebt nicht nur aufgrund natürlicher Prozesse: Auch Bergbau oder Stauseen können die Spannung im Untergrund verändern und Erdstöße auslösen.
Die tektonischen Kräfte, die Menschenwerk in Sekunden zerstören, ließen über geologische Zeiträume Gebirge und Meere entstehen und haben so die Entwicklung des Lebens ermöglicht.
Die Sonne beleuchtet nur die ihr zugewandte Seite der Erde – doch das allein erklärt nicht, warum es nachts dunkel wird.
Lawinen sind eine der bedeutendsten Naturgefahren in den schneebedeckten Gebirgen der Welt – so auch im dicht besiedelten Alpenraum.
Meeresströmungen
Im Interview erklärt Melanie Bergmann, wie kleine Plastikpartikel in die Framstraße gelangen und wie sie sich dort verteilen.
Supervulkane
Im Interview erklärt Bernhard Steinberger, wie sich der Ursprung von Vulkanen wie dem Yellowstone-Supervulkan untersuchen lässt.
Die Meteorologie ist die Naturwissenschaft von der Erdatmosphäre. Im engeren Sinne ist sie die Physik und die Chemie der Atmosphäre.
Am 7. Februar 2008 wurde das europäische Weltraumlabor Columbus zur Internationalen Raumstation gebracht, in dem Experimente unter Mikrogravitation durchgeführt werden.
Noch vor wenigen Jahren waren es teure Geräte, heute kann es sich jedermann leisten: ein Global Positioning System, kurz GPS. Doch wie funktioniert dieses Ortungssystem?
Pflanzenschutzmittel tauchen sowohl in Boden und Grundwasser auf als auch in weit entfernten Regionen in Luft, Regen oder Nebel. Jülicher Forscher können ihre Ausbreitung simulieren.
Sehr tiefe Basstöne können Menschen nicht wahrnehmen – einen Nutzen ziehen sie aus diesen Schallwellen trotzdem. Denn anhand dieses Infraschalls lassen sich Kernwaffentests aufspüren.
Die Wissenschaft von den Erdbeben – die Seismologie – war Ende des vergangenen Jahrhunderts noch eine kleine, beobachtende Fachrichtung. Mittlerweile hat sie sich zu einem internationalen Großunternehmen entwickelt.
Erdbeben und andere Phänomene sorgen dafür, dass die Erde immer wieder eigenartige Bewegungen ausführt. Der Planet schwingt wie eine Stahlkugel, er eiert wie ein Kreisel.
Für Einsätze in Arktis und Antarktis spezialisiert: Die Basler BT-67, das Polarforschungsflugzeug des Alfred-Wegener-Instituts. Welche Aufgaben hat das im Herbst 2007 in Dienst gestellt Forschungs- und Transportflugzeug?
Die Polargebiete bergen einige der letzten großen Geheimnisse unseres Planeten. Um sie zu klären, wird im Moment ein Forschungsschiff geplant, das sowohl bohren als auch Eis brechen kann.
Spätestens seit dem 2. Weihnachtsfeiertag 2004, als gewaltige Wogen die Küsten des Indischen Ozeans verheerten, sind Tsunamis auch hierzulande jedem ein Begriff. Die Ursache eines Tsunamis ist meist ein Seebeben.
Verlauf und Stärke des Magnetfeldes an der Erdoberfläche und im Außenraum der Erde verraten, wie der „Erddynamo“ funktioniert, der das beobachtete Magnetfeld erzeugt.
Der Satellit GOCE vermisst das Schwerefeld der Erde mit bisher unerreichter Präzision. Die Messungen benutzen Geologen, Geodäten, Ozeanographen und Glaziologen.
Die Ozonschicht, die uns vor übermäßiger UV-Strahlung schützt, hat nicht nur über dem Südpol ein Loch. Auch über der Arktis wird sie immer dünner, wie Ballonmessungen zeigen.
Der Bau ist ein ingenieurstechnisches Meisterstück: Hydraulische Stützen verhindern, dass die Neumayer-Station im Schnee der Antarktis versinkt. Sie dient der Erforschung des Südkontinents.
Das Magnetfeld der Erde entsteht im flüssigen äußeren Eisenkern in etwa 3000 Kilometer Tiefe. Durch den Wärmefluss vom Erdkern in den Gesteinsmantel setzt sich das flüssige Eisen in Bewegung.
Im Innern der Erde zirkuliert das Magma in gewaltigen Konvektionszellen. Sie beeinflussen unter anderem auch die Entstehung von Erdbeben. Mit ausgefeilten Methoden versuchen Forscher die Dynamik des Erdballs zu enträtseln.
Die Jahrhundertflut in Deutschland im Sommer 2002 hat die Klimaproblematik in den Blickpunkt der Öffentlichkeit „gespült“. Der Meteorologe Mojib Latif mahnt, nicht mit unserem Planeten zu experimentieren.
Wenn im Frühling die Sonne von Tag zu Tag höher steigt, setzt die Wirkung einer positiven Rückkopplung zwischen Meereis und Meerwasser ein. Sie ist einer der Hauptgründe dafür, dass globale Temperaturänderungen in der Arktis am stärksten ausfallen.
Durch den Ausstoß von Spurengasen wie Kohlendioxid und Methan erwärmen die Menschen die Atmosphäre jetzt zusätzlich. Weil diese Gase langwellige Strahlung aufnehmen, steigt die Temperatur in Bodennähe.
Im Labor von Gerhard H. Schleser duftet es leicht nach Holz. Hier wird keine neuartige Aromatherapie entwickelt, Schleser und sein Team fahnden nach dem Klima von gestern; besser gesagt: von vorvorgestern.
Welche Auswirkungen könnten neue Zusatzstoffe im Kraftstoff auf die Luftqualität haben? Wie lange wird es dauern, bis ein neu entwickeltes Treibgas in der Atmosphäre wieder abgebaut ist? Für Prognosen dieser Art sind umfangreiche Rechenmodelle nötig.
Der Befund: Sehr hohe Verschmutzungen verschlechtern die Luftqualität weiträumig und mindern den Niederschlag in dieser Region.
Wasserdampf spielt im Klima eine wesentliche Rolle. Das liegt nicht allein an den Wolken. Je wärmer die Luft ist, desto mehr Wasserdampf kann sie aufnehmen. Und dies wiederum führt zu einer positiven Rückkopplung von Temperaturänderungen.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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