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30. Dezember 2006

Wenn der Himmel geröntgt wird

Physik-Doktorand misst Spurengaskonzentration mit Lichtstrahlen – Reflektoren im ganzen Stadtgebiet

Der Physikdoktorand Denis Pöhler misst, wie viele Spurengase in der Luft sind.   
Seltsamer Lichterzauber über den Dächern am Neuenheimer Ufer verwirrt derzeit manche Betrachter. Die Erklärung ist einfach: Der Physikdoktorand Denis Pöhler misst, wie viele Spurengase in der Luft sind.
Foto: Alex

Die Software-Schmiede SAS ist für ihre Computerprogramme bekannt, jedoch weniger für rauschende Parties. Seit einigen Wochen mag die allabendliche Lichterorgel auf dem Dach des Gebäudes in Neuenheim einen anderen Eindruck erwecken. Doch der Beobachter der vier kranzförmig angeordneten Lichtsäulen täuscht sich. Der DJ dieser vermeintlichen Partystrahlen sitzt im Institut für Umweltphysik.

Bis Doktorand Denis Pöhler seine Arbeit dem Laien näher gebracht hat, sind nicht weniger als vier Seiten seines DIN A4-Blocks mit Zahlen, Schaubildern und chemischen Symbolen übersät. Der 24-Jährige aus dem Forscherteam um Professor Ulrich Platt ist verantwortlich für die abendlichen Strahlenshows über dem Nachthimmel von Heidelberg. Die wissenschaftliche Bezeichnung dieser Bestrahlung lautet "aktive tomographische differentielle optische Absorptions-Spektroskopie", auf gut deutsch: Pöhler röntgt den Heidelberger Luftraum. Krank muss der deswegen jedoch nicht sein.

"Chemische Reaktionen in der Luft sind größtenteils bekannt, ihr Zusammenspiel ist allerdings sehr komplex und noch nicht vollständig verstanden", sagt Pöhler. Was passiert aber genau mit Stickstoff oder Schwefeldioxid, nachdem sie über Abgase in die Luft gestoßen werden? Pöhler interessiert, wie diese Stoffe in der Luft miteinander reagieren. "Das ist erst einmal reine Grundlagenforschung", sagt er. Doch die Auswirkungen dieser Spurengase sind bekannt: Smog, Treibhauseffekt, Umwelt- und Gesundheitsschäden aller Art. Damit werden seine Messungen auch für Modellrechnungen und damit für Vorhersagen interessant. Vorhersagen, die vor allem in anderen Teilen der Welt eine Rolle spielen.

Die Konzentrationswerte über dem Neckar hingegen sind generell gering, Heidelberg diene vorrangig als Testlauf. "Richtig interessant wird es sein, Messungen in China oder Mexiko durchzuführen", meint Pöhler. In Ländern also, deren Schadstoffkonzentrationen regelmäßig neue Negativrekorde erreichen. "Die höchsten Konzentrationen in Heidelberg erhalte ich beim Feuerwerk der Schlossbeleuchtung", lacht der 24-Jährige.

Bevor Pöhler mit seinen Messungen beginnen konnte, musste der Doktorand, der Freeclimbing zu seinen Hobbys zählt, zunächst auf die Dächer Heidelbergs klettern. 20 Reflektoren, ähnlich dem Katzenauge am Fahrrad, hat er im ganzen Stadtgebiet angebracht, vom Physikalischen Institut im Philosophenweg zur St. Bonifatius-Kirche in der Weststadt bis zur Molkenkur und dem Sendemast des Südwestrundfunks auf dem Königstuhl.

Von den Dächern des Instituts für Umweltphysik, des Verwaltungsgebäudes der Heidelberger Druck und des SAS-Komplexes in Neuenheim schickt der Doktorand mit einem meterlangen Teleskop das Licht einer 500 Watt starken UV-Lampe über den Neckar. Bis zu viereinhalb Kilometer weit ist das Licht unterwegs, bevor es über die Reflektoren des jeweiligen Standortes zurückgeschickt wird. Mit einem Spektrographen, der das Licht ähnlich zerlegt wie die Wassertropfen beim Regenbogen, sucht Pöhler nach den charakteristischen Absorptionslinien der einzelnen Spurengase. Ein Computer hilft ihm dabei, die bis zu 50 Mal pro Minute vorgenommenen Konzentrationsmessungen auszuwerten. Das Ziel seiner Doktorarbeit, die bislang hauptsächlich die technischen Grundlagen ermöglicht hat: Mit dem 20-strahligen Lichternetz über dem Heidelberger Stadtgebiet will der Physiker eine zweidimensionale chemische Momentaufnahme des Luftraumes zeichnen können.

Bis der Computer seine spektrographischen Messungen regelmäßig und stabil durchführt, werden Abendspaziergänger jedoch noch einige Male das Lichtspektakel am Heidelberger Himmel sehen können. Das Projekt läuft bis Sommer 2006.

Oliver Radtke



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Tel. 06221 542310, Fax 542317
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