Flugzeuggetragene in-situ Messungen zur Eis- und Flüssigphase troposphärischer Wolken

Die Mikrophysik in Wolken bestimmt deren Strahlungseigenschaften und beeinflusst somit auch den Strahlungshaushalt des Planeten Erde. Aus diesem Grund werden im Rahmen der vorliegenden Arbeit die mikrophysikalischen Charakteristika von Cirrus-Wolken sowie von arktischen Grenzschicht-Wolken behandelt. Die Untersuchung dieser Wolken wurde mithilfe verschiedener Instrumente verwirklicht, welche Partikel in einem Durchmesserbereich von 250nm bis zu 6.4mm vermessen und an Forschungsflugzeugen montiert werden. Ein Instrumentenvergleich bestätigt, dass innerhalb der Bereiche in denen sich die Messungen dieser Instrumente überlappen, die auftretenden Diskrepanzen als sehr gering einzustufen sind. Das vorrangig verwendete Instrument trägt die Bezeichnung CCP (Cloud Combination Probe) und ist eine Kombination aus einem Instrument, das Wolkenpartikel anhand von vorwärts-gerichtetem Streulicht detektiert und einem weiteren, das zweidimensionale Schattenbilder einzelner Wolkenpartikel aufzeichnet. Die Untersuchung von Cirrus-Wolken erfolgt mittels Daten der AIRTOSS-ICE (AIRcraft TOwed Sensor Shuttle - Inhomogeneous Cirrus Experiment) Kampagne, welche im Jahr 2013 über der deutschen Nord- und Ostsee stattfand. Parameter wie Partikeldurchmesser, Partikelanzahlkonzentration, Partikelform, Eiswassergehalt, Wolkenhöhe und Wolkendicke der detektierten Cirrus-Wolken werden bestimmt und im Kontext des aktuellen Wissenstandes diskutiert. Des Weiteren wird eine beprobte Cirrus-Wolke im Detail analysiert, welche den typischen Entwicklungsprozess und die vertikale Struktur dieser Wolkengattung widerspiegelt. Arktische Grenzschicht-Wolken werden anhand von Daten untersucht, die während der VERDI (VERtical Distribution of Ice in Arctic Clouds) Kampagne im Jahr 2012 über der kanadischen Beaufortsee aufgezeichnet wurden. Diese Messkampagne fand im Frühling statt, um die Entwicklung von Eis-Wolken über Mischphasen-Wolken bis hin zu Flüssigwasser-Wolken zu beobachten. Unter bestimmten atmosphärischen Bedingungen tritt innerhalb von Mischphasen-Wolken der sogenannte Wegener-Bergeron-Findeisen Prozess auf, bei dem Flüssigwassertropfen zugunsten von Eispartikeln verdampfen. Es wird bestätigt, dass dieser Prozess anhand von mikrophysikalischen Messungen, insbesondere den daraus resultierenden Größenverteilungen, nachweisbar ist. Darüber hinaus wird eine arktische Flüssigwasser-Wolke im Detail untersucht, welche im Inneren das Auftreten von monomodalen Tröpfchen-Größenverteilungen zeigt. Mit zunehmender Höhe wachsen die Tropfen an und die Maxima der Größenverteilungen verschieben sich hin zu größeren Durchmessern. Dahingegen findet im oberen Übergangsbereich dieser Flüssigwasser-Wolke, zwischen Wolke und freier Atmosphäre, ein Wechsel von monomodalen zu bimodalen Tröpfchen-Größenverteilungen statt. Diese weisen eine Mode 1 mit einem Tropfendurchmesser von 20μm und eine Mode 2 mit einem Tropfendurchmesser von 10μm auf. Das dieses Phänomen eventuell typisch für arktische Flüssigwasser-Wolken ist, zeigen an dem Datensatz durchgeführte Analysen. Mögliche Entstehungsprozesse der zweiten Mode können durch Kondensation von Wasserdampf auf eingetragenen Aerosolpartikeln, die aus einer Luftschicht oberhalb der Wolke stammen oder durch Wirbel, welche trockene Luftmassen in die Wolke induzieren und Verdampfungsprozesse von Wolkentröpfchen hervorrufen, erklärt werden. Unter Verwendung einer direkten numerischen Simulation wird gezeigt, dass die Einmischung von trockenen Luftmassen in den Übergangsbereich der Wolke am wahrscheinlichsten die Ausbildung von Mode 2 verursacht.

Fossilierung in Echtzeit

Die Kunstgeschichte hat seit ihrer Einsetzung als universitäres Lehrfach auf eine Erweiterung ihrer Bestände und Themengebiete hingearbeitet. Stärker als andere Disziplinen war sie dabei bald auf die Möglichkeiten der Bildreproduktion angewiesen. Sie kommuniziert und popularisiert ihre Inhalte durch Lichtbilder und Kataloge und hat auch an der Entwicklung entsprechender Medien, vom Bilderalbum bis zur Fotodokumentation, mitgewirkt. Mittlerweile erwirbt ein Kunsthistoriker immer mehr Kenntnisse auch auf der Basis reproduzierter, mobiler Aufnahmen von Kunstwerken entlegenster Orte und verdichtet diese zu einem abstrakten Kanon kulturellen Erbes. Im digitalen Raum könnte nun die Gefahr bestehen, dass die bloße Fortschreibung dieser Praxis, zumal an eine anonyme Öffentlichkeit gerichtet, zu einer Verkrustung überkommener Sehweisen führt; der Einsatz von digitalen Medien würde dann keine methodische Innovation darstellen, sondern vielmehr das Gegenteil bewirken. Auf der anderen Seite vollziehen sich Wissenstransformationen nicht allein durch die Anwendung bahnbrechender Technologien; sie bedürfen auch der entsprechenden institutionellen Einbettung. Der Aufbau simpler Kommunikationswege wie E-Mail, der Einsatz erprobter Techniken wie der 3-D-Visualisierung oder die Gestaltung kostspieliger Datenbanken und Informationssysteme verändert - graduell, aber dauerhaft - die bestehenden Fachstrukturen und Denkgewohnheiten. Nur ein Bruchteil der Fragen, die mit dem Einsatz des Computers einhergehen, sind primär technischer Natur. Die Diskussion neuer Medien könnte zu einem professionelleren Selbstverständnis der kunstgeschichtlichen Forschung beitragen, wenn Fragen des Managements, der Projektgestaltung oder der Einwerbung von Drittmitteln nicht länger als Nebensachen abgetan werden; auch sie gehören zu einer wissenschaftlichen Methodik.

An Integral View of Fast Shocks Around Supernova 1006

Supernova remnants are among the most spectacular examples of astrophysical pistons in our cosmic neighborhood. The gas expelled by the supernova explosion is launched with velocities ~1000 kilometers per second into the ambient, tenuous interstellar medium, producing shocks that excite hydrogen lines. We have used an optical integral-field spectrograph to obtain high-resolution spatial-spectral maps that allow us to study in detail the shocks in the northwestern rim of supernova 1006. The two-component Hα line is detected at 133 sky locations. Variations in the broad line widths and the broad-to-narrow line intensity ratios across tens of atomic mean free paths suggest the presence of suprathermal protons, the potential seed particles for generating high-energy cosmic rays.