Hagelflieger und Wolkenimpfung: Der Mensch greift ins Wetter ein!
Der Mensch greift ins Wettergeschehen ein. Was hat es mit der Wolkenimpfung auf sich? Wir gehen dieser Frage heute in unserem Artikel nach.
Das Wetter nach Lust und Laune zu steuern, ist ein lang gehegter Wunsch der Menschheit. Es war Anfang des 20. Jahrhunderts, als der amerikanische Chemiker Vincent Joseph Schaefer (1906-1993), ein Autodidakt, mit der unschätzbaren Hilfe des Wissenschaftlers Bernard Volnnegut (1914-1997) die Methode des Cloud Seeding (Wolkenimpfung) entwickelte. Nachdem es zunächst erfolgreich im Labor getestet worden war, wurde es mit vielversprechenden, aber gemischten Ergebnissen in der realen Atmosphäre angewandt. Werfen wir einen Blick auf den historischen Kontext, in dem dieser Forschungszweig entstanden ist, auf die Vorgehensweise beim Cloud Seeding und die damit verbundenen Schwierigkeiten. In Deutschland wird dieses Thema im Zusammenhang mit Hagelfliegern sehr oft diskutiert.
Die Dust Bowl und die Bergen School
In den 1930er Jahren - dem Jahrzehnt vor Schaefers Entdeckung - ereigneten sich zwei Ereignisse, die für die Entstehung des Cloud Seeding und die Möglichkeit, dass sie Regen oder Schnee hinterlassen könnten, letztlich entscheidend waren. In den USA gab es eine anhaltende Dürre (zwischen 1932 und 1939), die von verheerenden Staubstürmen begleitet wurde, die alles in ihrem Umfeld verwüsteten und große Schäden in der Landwirtschaft, eine massive Abwanderung von Landwirten und eine Hungersnot mit vielen Toten verursachten. Die Wasserknappheit während dieser Zeit, die als Dust Bowl bekannt ist, hat eine ganze Generation von Amerikanern gezeichnet.
Zur gleichen Zeit revolutionierte eine Gruppe begabter nordischer Meteorologen unter der Leitung von Vilhem Bjerknes (1862-1951) die Meteorologie und legte ihre theoretischen Grundlagen. Einer der bedeutendsten Vertreter der sogenannten Bergen-Schule war der Schwede Tor Bergeron (1891-1977), dem wir die erste Beschreibung des Prozesses der Niederschlagsbildung in gemischten und kalten Wolken verdanken.
Zusammen mit dem deutschen Meteorologen Walter Findeisen (1909-1945) stellte er eine Theorie auf, deren wichtigste Prämisse darin besteht, dass das Nebeneinander von unterkühlten Wassertröpfchen (im Zustand der Unterschmelzung) und Eiskristallen in den genannten Wolken in bestimmten Temperaturbereichen das Wachstum der letzteren durch die verstärkte Verdunstung der ersteren begünstigt. Das Ergebnis ist die Bildung von Eisembryonen, die Schneeflocken oder Regentropfen erzeugen.
Dieser Prozess - jetzt umbenannt in Wegener-Bergeron-Findeisein-Prozess - war Vincent J. Schaerfer bekannt, als er sich in den frühen 1940er Jahren für dieses Thema interessierte. Er arbeitete am General Electric Research Laboratory unter der Leitung des angesehenen Chemie-Nobelpreisträgers Irving Langmuir (1881-1957), der ihn ermutigte, die Eisbildung in Wolken zu untersuchen, die Wasser im Zustand der Subfusion (ein Schlüsselelement des Prozesses) enthalten. Bevor er Experimente im Labor durchführte, begann Schaefer mit Versuchen zu Hause, bei denen er ohne großen Erfolg die Fähigkeit testete, Eiskristalle in einer Gefriertruhe zu stimulieren, indem er Substanzen wie Talk, Salz, Pulver und eine lange usw. in die Gefriertruhe gab.
Er verlegte seine Experimente in das General Electric Laboratory und begann sie an einem heißen Tag im Juli 1946, als die Kühlkammer für seine Zwecke nicht kühl genug war. Um die Temperatur in der Kammer weiter abzusenken, führte er ein Stück Trockeneis - eine Substanz, die auch als kohlensäurehaltiger Schnee (CO₂ in festem Zustand, der unterhalb von -78,5 °C erreicht wird) bekannt ist - in die Kammer ein und beobachtete, wie nach kurzer Zeit eine milchig aussehende Wolke aus einer Vielzahl von Eiskristallen entstand. Es war ihm gelungen, Wolken zu säen. Einige Wochen später stellte sein Assistent Vonnegut fest, dass auch Silberjodid (ein Salz mit einer Kristallstruktur, die der von gewöhnlichem Eis sehr ähnlich ist) ein wirksames Keimbildungselement ist.
Ermutigt durch einen aufgeregten Langmuir, die Experimente zu wiederholen und sie der Welt bekannt zu machen, begannen sie, sie außerhalb des Labors in die Praxis umzusetzen, und zwar mit Hilfe kleiner Luftschiffe, die bei ihren Flügen um bestimmte, zuvor ausgewählte Wolken die Substanz in ihrem Weg verteilten. Bald stellte sich heraus, dass die Wirkung von Silberjodid länger anhielt als die von Kohlensäureschnee.
Die vielversprechenden Ergebnisse einiger Anpflanzungen, die zu Schneefall führten, weckten das Interesse der US-Streitkräfte, und das Projekt Cirrus wurde ins Leben gerufen, mit dem erklärten Ziel, das Wetter künstlich zu verändern. Irving Langmuirs ungezügelter Enthusiasmus wurde von Meteorologen des US-Wetterdienstes gebremst, die die Vorzüge der Methode infrage stellten.
Silberjodid-Seeding und seine Grenzen
Obwohl Langmuir nachzuweisen versuchte, dass das in den verschiedenen Kampagnen durchgeführte Cloud Seeding das atmosphärische Verhalten in verschiedenen Regionen der USA verändert hatte, konnte die detaillierte Analyse der meteorologischen Aufzeichnungen diese Tatsache nicht bestätigen, was den Meteorologen Recht gab. Die unbestrittene Keimbildungsfähigkeit einer Substanz wie Silberjodid wurde nicht in Abrede gestellt, wohl aber das Ausmaß des Seeding-Verfahrens und dessen Wirksamkeit. Dies liegt an der Komplexität der Prozesse, die im Inneren der Wolken ablaufen, und an den Schwierigkeiten, die mit dem Seeding-Verfahren verbunden sind.
Zu glauben, dass es ausreicht, ein Leichtflugzeug über die Wolke fliegen zu lassen und Silberjodid abzuwerfen oder eine Kanone mit einer Batterie von Leuchtraketen vom Boden aus das Gleiche zu tun, um eine Wolke zu veranlassen, Regen oder Schnee zu hinterlassen oder umgekehrt einen Niederschlag zu verhindern (z. B. einen Hagelsturm im Falle einer Gewitterwolke), ist wie eine Übung in großer Naivität. Wolken sind keine "eingefrorenen" Objekte in Zeit und Raum, die eine gründliche Vorabanalyse all dessen, was in ihnen geschieht, ermöglichen. Es handelt sich um dynamische Prozesse, die in der Atmosphäre stattfinden und sich ständig verändern.
Es gibt immer noch technische Einschränkungen, wenn es darum geht, in welchem Bereich einer Cloud-Umgebung und zu welchem Zeitpunkt Seeding erfolgreich sein kann. Mehr als 70 Jahre sind vergangen, seit Vincent J. Schaefer und Bernard Vonnegut die Fähigkeit von kohlensäurehaltigem Schnee bzw. Silberjodid zur Bildung von Wolkeneis entdeckt haben. Seitdem wurden große Fortschritte in der Technik des Cloud Seeding gemacht, aber die Fähigkeit, Wolken nach Belieben zu modifizieren und die Wetterbedingungen zu verändern, bleibt begrenzt. Die großen Kampagnen, die in einigen Ländern wie China und den Vereinigten Arabischen Emiraten gestartet wurden, sind vor allem eine Quelle der Unsicherheit, der Ungewissheit eines möglichen groß angelegten Experiments mit unvorhersehbaren Folgen.