Miklos Szakall. Foto: JGU Mainz

Miklos Szakall. Foto: JGU Mainz

Miklós Szakáll (40) arbeitet seit 2006 am Institut für Physik der Atmosphäre (IPA) an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz. Der gebürtige Ungar hat an der Universität Szeged Physik studiert und promoviert. Seit 2014 ist er der Leiter des Windkanallabors der Universität Mainz und seit April 2015 Wissenschaftler im Team des INUIT-Projektes.

Herr Szakáll, welchen wissenschaftlichen Aspekt beim INUIT-Projekt nehmen Sie und die Mainzer Forscher unter die Lupe?

In Mainz sind mehrere Institute und Wissenschaftler beteiligt, darunter das Max-Planck-Institut für Chemie und das Institut für Physik der Atmosphäre der Johannes Gutenberg-Universität. Die Kollegen am Max-Planck-Institut nehmen unter anderem Feldstudien vor, während ich dagegen im Labor arbeite und mit Experimenten zum Immersions- und Kontaktgefrieren von Aerosolen befasst bin. Wir haben an der Universität Mainz einen vertikalen Windkanal, dessen Leiter ich bin. Dort und in einer akustischen Tropfenfalle finden die Experimente statt.

Was genau muss man sich unter einer akustischen Tropfenfalle vorstellen?

Eine akustische Falle für große Regen- oder Wassertropfen besteht aus einer Ultraschallquelle, in diesem Fall einem Lautsprecher und einem Reflektor. Zwischen diesen beiden Komponenten entstehen akustische Wellen, an dessen Knotenpunkten die Tropfen hängen bleiben. In unserem Windkanal können wir Wassertropfen wie in der freien Atmosphäre simulieren. In der Natur wird der aus der Wolke fallende Tropfen durch die Erdbeschleunigung beschleunigt und durch den Luftwiderstand gebremst. Im Windkanal haben wir keine fallenden Tropfen, sondern sie schweben in der Luftströmung, was physikalisch aber das Gleiche ist. Wir kühlen den Kanal auf minus 25 Grad herunter und schauen, was passiert.

Unter diesen Laborbedingungen untersuchen Sie dann, welche Aerosole wann gefrieren und somit Niederschlag in einer Wolke auslösen können?

Genau. Wir lösen Staubpartikel in die Wassertropfen ein und beobachten, ob und wie effektiv diese Testaerosole beim Gefrierprozess arbeiten. Biologische Partikel, beispielsweise Bakterien, lösen das Gefrieren des Tropfens schon bei minus sechs bis minus acht Grad aus, Staubpartikel bei minus 15 bis minus 20 Grad, reines Wasser sogar erst bei minus 37 Grad. Ein Glas Wasser bildet dagegen schon bei null Grad Eis, aber das liegt an den „Verunreinigungen“ darin. Mit einem speziellen Thermometer messen wir die Temperatur der Tropfen. Für eine Messkurve benötigen wir bis zu über hundert Tropfen. Wir spielen dabei mit der Konzentration der Aerosole und der Tropfengröße, um zu verstehen, wie die unterschiedlichen Partikel funktionieren. Das sind kontrollierte Bedingungen im Labor, die zusammen mit den Feldexperimenten in der realen Atmosphäre uns helfen, viel über die Wolkenbildung zu erfahren. Das ist das Tolle an INUIT: Jede Forschergruppe misst die Eigenschaften der Aerosole, aber mit ihren ganz unterschiedlichen Methoden. Mehrmals im Jahr treffen wir uns und vergleichen dann unsere Messungen und Ergebnisse.

Das Interview führte Astrid Ludwig