PUTZ 3/00

Wissenschaft aktuell

Staubteilchen aus Kanada

Mathematiker an EU-Projekt beteiligt

Umweltsündern auf die Spur zu kommen, ist nicht immer einfach. Oft fehlen die Geräte, um beispielsweise Luftverschmutzungen nach­zuweisen. Mathematiker

können dazu beitragen, auf

diesem Feld Neues zu ent­wickeln.

Dr. Christine Böckmann und ihr Team aus dem Institut für Mathematik der Universität Potsdam arbeiten seit 1997 an einem vom_Bundesministe­rium für Bildung und For­schung geförderten Projekt. Die Wissenschaftler wollen der Verteilung kleiner Schwebe­teilchen in der Luft, den Aero­solen, auf die Spur kommen. Dafür errichteten sie ein Netz von Stationen. An fünf Orten (Kühlungsborn, Hamburg, Leipzig, München und Gar­misch-Partenkirchen) suchten zunächst Physiker nach dem Einfluss der Teilchen auf das Klima. Denn Aerosolpartikel sind ein Schlüsselbestandteil der Atmosphäre. Sie beeinflus­sen unter anderem deren Strahlungsfeld, den Wasserzy­klus und‘die atmosphärische Chemic. Der. Betrieb der Sta­tionen soll dazu beitragen, De­fizite im Wissen über die räum­liche Verteilung und die. Ei­genschaften der Schwebeteil­chen zu beseitigen, sagt Chri­stine Böckmann. Sie und ihr Team nehmen nach der Erfas­sung der Messdaten deren Auswertung unter spezifisch mathematischem Aspekt vor. Anfang Februar dieses Jahres ist das Projekt in eine neue Phase getreten. Es erlangte aufgrund der guten Ergebnisse in Deutschland europäische Dimension. Denn das Projekt gehört zu den vier der 15 bis zum Februar 2000 von der Universität Potsdam bei der Europäischen Kommission eingereichten Vorhaben, die bisher bewilligt wurden.

Die Wissenschaftler bauen nun unter dem Titel„EARLINET“ (Projektkoordinator ist Jens Bösenberg vom Max-Planck­

Institut für Meteorologie

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Hamburg) ein Netz von 21 Stationen auf.

Ziel ihrer Anstrengungen ist es, europaweit, die Teilchenbe­wegung in der Luft zu messen. Solche Bewegungen können natürlichen Ursprungs, beispielsweise bei Vulkanaus­brüchen, sein. Aber auch der Mensch erzeugt durch Brände oder Ausstöße aus Industriean­

wie

größenverteilung durch das an den Teilchen zurückgestreute und auf einem Detektor wie­der aufgefangene Laserlicht in­direkt bestimmt“, erläutert Böckmann. Von den Boden­stationen aus sollen unter an­derem mikrophysikalische Ei­genschaften der Teilchen her­ausgefunden werden. Deshalb gibt es Untersuchungen zu de­

Diese Apparatur nutzen Physiker und Mathematiker, um die Teilchenbewe­

gung in der Luft zu untersuchen.

lagen derartige Teilchen, die in der Luft verbleiben und me­teorologisch bedingt transpor­tiert werden. ‚Dem. Team ge­lang es, Waldbrandteilchen aus Kanada in der Nähe Berlins zu sichten, zu messen und mikro­physikalische Eigenschaften zu bestimmen.

Sogenannte optische Daten gewinnen die Wissenschaftler mit Hilfe eines optischen Ra­dars, dem Lidar. Der Name Li­dar leitet sich von„light detec­tion and ranging“(Erkennen und Sondieren mit Licht) ab. Aus mathematischer Sicht han­delt es sich um ein nichtlinea­res inverses schlecht gestelltes Streuproblem.„Invers“ be­deutet,„dass man die Aerosol­

Foto: Wiegner

ren Form, zur chemischen Zu­sammensetzung oder zum Ra­dius. So hat die Oberfläche der Teilchen Einfluss auf die kata­lytische Wirkung zum Beispiel auf den Ozonabbau.

Christine Böckmann sucht bei der Datenauswertung nach neuen Wegen. Es geht ihr da­bei um die Entwicklung spezi­eller mathematischer hybrider Techniken zur Lösung dieser schlecht gestellten inversen Probleme. Diese Algorithmen wendet sie dann auf die Mes­sdaten an. Noch sind die theo­retischen und technischen Vor­aussetzungen nicht soweit vor­angeschritten, Umweltsünder wesentlich effektiver als bisher

finden zu können. B.E.

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