Auricher Wissenschaftstage –
Forum einer dritten Kultur
Homepage des Max-Planck-Instituts für Chemie
Von Okka Schäfer
Über die Auricher Wissenschaftstage bekam ich die Chance im Mai/Juni 2002 ein 4-wöchiges Praktikum am Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz zu absolvieren. Schon vorher wusste ich, dass ich der Abteilung der Chemie der Atmosphäre zugeteilt war und dort an einer Messkampagne, unter der Leitung von Herrn Dr. Hoor, der zugleich auch mein Betreuer war, teilnehmen durfte.
So konnte ich an den letzten Vorbereitungen, der Kampagne selbst und an den Nachbereitungen teilnehmen, wodurch ich einen großen Überblick über die Arbeit , die man z. B. als Chemiker, Physiker oder Meteorologe verrichtet, erhielt.
Das Ziel der langfristigen Messkampagne (SPURT genannt) ist es, eventuellen Austausch von Luft zwischen der Troposphäre und der Stratosphäre zu messen und nachzuweisen. Normalerweise steigt Luft nur weiter auf, wenn die Umgebung kälter ist als die Luft selbst. Da jedoch die Lufttemperatur in der Tropopause wieder ansteigt, könnte es nicht mehr zum Aufsteigen von Luftpaketen kommen, was bedeuten würde, dass Troposphäre und Stratosphäre vollständig von einander getrennt wären. Das Gegenteil sollen nun die langfristigen Messungen beweisen.
Abschlussfoto der Kampagne in Hohn bei Rendsburg
In der Vorbereitungszeit ließ man die Messgeräte einfach laufen, um ihre Zuverlässigkeit zu überprüfen. Hierbei wurde die Laborluft vermessen und zwischendurch kalibriert, was im Prinzip den Vergleich von gemessener Luft und schon „bekannter" Luft bezeichnet, um die Messungen möglichst exakt zu halten.
Das TDL (Tunable Diode Laser), eines der Messgeräte, misst CO2, NO und CH4 (Methan). Dies geschieht mit Hilfe von Laserstrahlen, die mehrfach reflektiert und durch einen Strahlenteiler gelenkt werden, der die eine Hälfte durch eine Referenzzelle schickt, die wiederum kontrolliert, ob man überhaupt gerade das richtige Gas misst – oder nicht. Die andere Hälfte wird durch die eigentliche Messzelle geschickt, die aus einem Glasrohr besteht, in dem Unterdruck herrscht. In dieser Zelle befindet sich dann auch die zu messende Luft, die durch eine Pumpe von außen angesaugt wird. Hier werden nun die Laserstrahlen sehr häufig durchgeschickt, damit es, wenn überhaupt die zu messenden Teilchen vorhanden sind, zu einer Absorption kommt. So lässt sich z. B. herausfinden, wie viel Methan sich nun in der Luft befindet.
Herr Dr. Hoor und ich beim Messen der Lasertemperaturen
Bei der Kampagne selbst wurde an den ersten 2-3 Tagen nur die Messtechnik in einen Lear-Jet eingebaut und getestet. Hinzu kamen noch elektromagnetische Verträglichkeits- und Drucktests mit der Technik des Jets, damit es während des Fluges nicht zu Komplikationen (wie z. B. Druckabfall durch Messschläuche, die nach außen führen) kommen konnte.
Schon vor der Kampagne war es unter anderem meine Aufgabe, Satellitenbilder aus dem Internet zu suchen, die darauf schließen lassen, welchen Weg die Luftmassen zurückgelegt haben, bevor sie vermessen werden. Zudem wurden vor den Flügen die besten Routen herausgesucht, in denen man mit dem Jet jeweils durch Troposphäre und Stratosphäre fliegen kann, ohne die Flughöhe zu ändern. Es wurde an 2 Tagen geflogen, wobei der erste Flug in den Süden, nach Spanien, ging und der zweite in den Norden, nach Schweden.
Da während des Fluges nur 2 Operatoren mitfliegen konnten, mussten diese mit den Geräten vertraut sein und sich auf ihre Funktionstüchtigkeit verlassen können. So musste man viel Zeit an der Messtechnik verbringen (hauptsächlich wurden nur Messdurchläufe gemacht), bevor das Flugzeug zum ersten Mal abhob.
das TDL-Messgerät im Einsatz
Sobald der Jet wieder gelandet war, wurden sofort die Messdaten zunächst grob ausgewertet und die erste Bilanz wurde gezogen: der Flug war erfolgreich.
Nach der Kampagne findet dann die genauere Auswertung der Daten statt, in der z. B. Unebenheiten ausgeglichen oder genauer analysiert werden.
So hatte ich noch mal die Gelegenheit mir das oben genannte TDL näher anzuschauen und durfte beim Aufbau sowie beim Einschalten des Gerätes im Labor helfen.
Nach den 4 Wochen, die wie im Flug vergangen waren, habe ich viele Einblicke in den Alltag einer Institution wie das Max-Planck-Institut bekommen und auch viel gelernt. Mir hat das Praktikum sehr gut gefallen, weil ich sehr gut betreut worden bin und zu jeder Zeit Fragen stellen konnte, man sich Zeit für mich genommen hat und das Arbeitsklima sehr gut war. Zudem fand ich persönlich das Praktikum sehr spannend und hilfreich für die Entscheidung für ein Meteorologiestudium.