Wissenschaft: Einzigartiges Wolkenobservatorium entsteht im Thüringer Wald

Nebelschwaden und Hightech auf dem Berg: Warum Leipziger Forscher im Thüringer Wald jetzt Wolken untersuchen und wieso das Vorhaben einzigartig ist.

Die Schmücke im Thüringer Wald ist umhüllt von dichtem Nebel. Im Wolkengrau zeichnen sich die Konturen des rund 20 Meter hohen Turms erst von Nahem ab. "Das Wetter hier ist ein Highlight für uns - so wünschen wir uns das", freut sich Dominik van Pinxteren vom Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (Tropos) in Leipzig. 

An schätzungsweise 200 Tagen im Jahr bilden sich über dem Thüringer Gebirgskamm Wolken, die auf dem Boden aufliegen - also Nebel. Das sind ideale Bedingungen für die Tropos-Forscher, die derzeit in Südthüringen ein Wolkenobservatorium errichten, das ein Novum darstellt. 

Projektleiter van Pinxteren und seine Mitstreiter werden dort künftig Grundlagenforschung betreiben: Wie verändert sich die Beschaffenheit und chemische Zusammensetzung von Wolken, wenn sich diese bilden und wieder auflösen? Welche Auswirkungen hat das? Die Antworten darauf könnten dabei helfen, dass Wettervorhersagen künftig genauer werden. Auch für Klimamodelle und Luftqualität spielten Wolken eine Rolle, erläutert der Chemiker. "Uns interessiert, was in der Wolke passiert, wie die darin enthaltenen organischen Substanzen in der Atmosphäre reagieren."

Ideale Bedingungen für Wolkenforscher

Der Thüringer Wald ist für die Leipziger Wolkenforscher vor allem wegen seiner Topographie ideal. Der Wind kommt meist aus Südwest und trifft dann auf den langgestreckten Gebirgskamm. Die Luftmassen seien daher gezwungen, den Bergkamm hinaufzuströmen, dann stiegen sie über die Schmücke hinweg wieder ins Tal hinab, sagt van Pinxteren. 

Beim Aufsteigen kühle sich die Luft ab, so dass Wasserdampf kondensiere. Wenn die Luft dann wieder absteige, erwärme sie sich und an irgendeinem Punkt verdunsteten die Wolkentropfen wieder. Dabei blieben möglicherweise veränderte Feinstaubpartikel zurück. "Jeder einzelner dieser wässrigen Tropfen ist im Prinzip ein kleiner chemischer Reaktor, in dem Stoffe umgesetzt werden."

Herzstück des neuen Observatoriums ist der Turm neben der Wetterwarte des Deutschen Wetterdienstes und der Luft-Messstation Schmücke des Umweltbundesamtes. Dort werden künftig mit Spezialgeräten Wolkenpartikel und Wolkenwasser in Echtzeit analysiert. Neben dieser Bergstation auf dem mehr als 900 Meter hohen Gipfel gibt es zwei Container mit Messtechnik vor und hinter dem Kamm in Goldlauter und Gehlberg - quasi vor und hinter der Wolke. In Goldlauter wird die anströmende Luft analysiert, auf der Schmücke die Wolken und schließlich in Gehlberg die Luft, nachdem sie den Berg passiert hat.

Umfassender Blick in die Wolke - weltweit einzigartig

"So etwas gibt es in dieser Art weltweit bisher nicht, dass die Veränderungen in Wolken anhand von drei Stationen das ganze Jahr über gemessen und analysiert werden", betont der Forscher. Bergstationen, die Messdaten liefern, gibt es bereits einige - etwa auf der Zugspitze vom Umweltbundesamt oder am Hohenpeißenberg vom Wetterdienst.

Neben den komplexen chemischen Prozessen wollen die Forscher mit dem Wolkenobservatorium auf der Schmücke auch untersuchen, welche Folgen die sich verändernde Luft auf die Vegetation, das Klima und die Luftqualität hat. Dabei spielt den Leipziger Wissenschaftlern bei ihren Analysen in die Hände, dass es im Thüringer Wald kaum Emissionsquellen und daher wenig Luftverschmutzung in der Region gibt. 

Forschung mit europäischer Strahlkraft

Das Observatorium soll nach Angaben von Tropos in diesem Frühsommer komplett in Betrieb gehen. Mit ersten Befunden aus den Messdaten rechnet van Pinxteren dann Mitte nächsten Jahres. Der Bund fördert das Schmücke-Wolkenobservatorium den Angaben nach zunächst mit rund 4,5 Millionen Euro. Das Projekt ist Teil der europäischen Forschungsinfrastruktur ACTRIS zur Analyse der kurzlebigen Klimatreiber Aerosole, Wolken und Spurengase. In Deutschland beteiligen sich elf Universitäten, Forschungsinstitute und Behörden daran. 

Thüringens Wissenschaftsminister Christian Tischner (CDU) ist erfreut darüber, dass diese europäische Forschungsinfrastruktur auch im Freistaat eine Heimat findet. "Die Errichtung des Wolkenobservatoriums auf der Schmücke zeigt, dass der Thüringer Wald mit seinen spezifischen klimatischen Gegebenheiten ein exzellenter Standort für die internationale Umwelt- und Klimaforschung ist."