FAQ
Unten finden sich die Antworten auf einige häufig festellte Fragen:
Der Name CLOUDLAB (deutsch: Wolkenlabor) weist darauf hin, dass Wolken - insbesondere Stratuswolken oder Hochnebel, wie sie in der Schweiz genannt werden - als natürliches Labor genutzt werden, um Wolkenprozesse und Niederschlagsbildung zu untersuchen. Stratuswolken sind im Winter häufig über dem Schweizer Mittelland vorzufinden und stabiler als anderen Wolkenarten (z.B. Cumuluswolken). Die Langlebigkeit von Stratuswolken ermöglicht die Wiederholung von Experimenten unter ähnlichen und realistischen Ausgangsbedingungen und schließt damit die Lücke zwischen Labor- und Feldmessungen.
Das Ziel des CLOUDLAB-Projekts ist es, das Verständnis der mikrophysikalischen Prozesse, die in Wolken zu Niederschlägen führen, mit Hilfe vieler unterschiedlicher Messgeräte und Modellierungen zu verbessern. Die gewonnenen Erkenntnisse werden dazu beitragen die Wolkenmikrophysik-Parametrisierungen im Schweizer Wettervorhersagemodell und letztlich die Wolken- und Niederschlagsprognosen zu verbessern. Zu diesem Zweck werden wir auch hochauflösende Hochnebelfälle modellieren, die ihrerseits zur Verbesserung von Wettervorhersagemodellen beitragen. Eine bessere Darstellung und verlässliche Vorhersage von Wolken erlaubt es beispielsweise die finanziellen Verluste von Betreibern von Photovoltaik-Anlagen durch erhöhte Planbarkeit zu reduzieren.
Nein, das Ziel von CLOUDLAB ist es ausschliesslich, mikrophysikalische Prozesse in Wolken zu verstehen und dieses Wissen zu nutzen, um Wettervorhersagemodelle und letztlich Wolken- und Niederschlagsvorhersagen zu verbessern. Die gewonnenen Erkenntnisse können aber auch nützlich sein, um die Folgen künstlicher Wetterveränderungen und Klimaeingriffe zu quantifizieren.
Das CLOUDLAB-Projekt begann im September 2021 und wird bis September 2026 dauern. Die Feldkampagnen werden in vier aufeinanderfolgenden Wintern auf dem Rapierplatz in Eriswil durchgeführt (2021/22: Januar bis März; 2022/23, 2023/24, 2024/25: Dezember bis Februar). Wir werden die Experimente durchführen, wenn geeignete Bedingungen herrschen, um zusätzliche Eiskristalle in der Wolke zu erzeugen. Dafür wird eine tiefe Stratuswolke mit Temperaturen unter -5 °C benötigt. Unsere zusätzlichen Fernerkundungsgeräte werden in Zusammenarbeit mit MeteoSchweiz Lückem im Messnetz der Schweiz schließen.
In Eriswil entsteht im Winter häufig Nebel und/oder tiefen Stratuswolken. Die Lage von Eriswil hat mehrere Vorteile gegenüber anderen Orten im Schweizer Mittelland: Erstens befindet sich unser Messstandort in Eriswil auf einer Höhe von rund 900 m ü. M., was es unserem Fesselballonsystem ermöglicht, die Wolken zu erreichen und gleichzeitig herrschen dadurch auch die nötigen niedrigen Temperaturen für die Experimente. Zweitens befindet sich Eriswil in einem abgelegenen Gebiet und ausserhalb von Kontroll- und Nahverkehrszonen von Flughäfen, was für den Betrieb des Fesselballonsystems und der Drohnen ausnehmend günstig ist. Drittens bietet der Messplatz in Eriswil genügend Platz für die Instrumente und verfügt über eine vorinstallierte Stromversorgung, was für uns einen enormen logitstischen Vorteil bedeutet.
Während der Feldkampagnen ist auf dem Rapier Platz ein Fesselballonsystem mit einem holographischen Bildgeber installiert, um die Wolkeneigenschaften in-situ zu messen. Zusätzlich werden das ganze Jahr über verschiedene Geräte, insbesondere eine Reihe von aktiven und passiven Fernerkundungsmessgeräten (z.B. ein Wolkenradar, ein Ceilometer und ein Mikrowellenradiometer), eingesetzt. Darüber hinaus werden mehrere bodengestützte Messgeräte meteorologische Standardparameter (z. B. Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit und -richtung) und mikrophysikalische Wolkenparameter (z. B. die Tröpfchengrößenverteilung) erfassen.
Ein einzelnes CLOUDLAB-Experiment besteht aus zwei Schritten: In einem ersten Schritt werden Partikel an denen sich Eiskristalle bilden können in unterkühlten Stratuswolken (Wolkentröpfen bei Temperaturen unter 0 ºC) von einer Drohne freigesetzt. Dies soll zusätzliche Eiskristalle erzeugen und nachfolgende Wachstumsprozesse stimulieren. Im zweiten Schritt werden die damit verbundenen mikrophysikalischen Veränderungen (d. h. Veränderungen der Eiskristallgrössen und -konzentration) mit einem umfangreichen Instrumentarium gemessen, unter anderem von bodengestützten Fernerkundungsinstrumenten (z. B. Wolkenradar), einem holografischen Mikroskop an einem Fesselballonsystem und einer zusätzlichen Drohne. Die wiederholte Einbringung lokaler Störungen mit Variation einzelner Parameter wie z.B. des Abstands zwischen Eiskristall-Erzeugung und Messung in der stabilen Umgebung einer Stratuswolke ermöglicht Rückschlüsse auf die Eisbildungs- und Wachstumsraten, wodurch wir schlussendlich die Niederschlagsentstehung besser verstehen können.
Wir werden die zusätzlichen Eiskristalle mit Silberjodidpartikeln erzeugen, weil sie bei relativ hohen Temperaturen (etwa -5 °C) das Gefrieren einleiten können. Ohne diese sogenannten Eiskeime würden Wolkentröpfchen erst unterhalb von -38 ºC gefrieren. Die Silberjodidpartikel bieten eine Oberfläche, auf der sich Eis relativ einfach bilden kann. Silberjodid wird in der Schweiz bereits routinemäßig zur Verringerung von Hagelschäden eingesetzt (externe Seitehttps://www.baloise.ch/de/ueber-uns/engagement/hagelflieger.htmlcall_made). Die Idee hierbei ist, dass sich mehr Eiskristalle in der Gegenwart von Silberjodid bilden und diese Eiskristalle dann kleine Ausmasse erreichen als ohne Silberjodid. Dies wiederrum verringert den zu erwartenden Schaden durch Hagelkörner. Zur Sicherstellung der Umweltverträglichkeit haben wir zudem extern eine Umweltverträglichkeitsprüfung durchführen lassen, welche die Unbedenklichkeit bescheinigt.
Im Vergleich zur kommerziellen Wetterbeeinflussung (z.B. Hagelbekämpfung), wird bei den CLOUDLAB-Experimenten eine viel kleinere Menge an Silberjodid in einem kleinen Teil der Wolke freigesetzt. Der Schritt von der Erzeugung zusätzlicher Eiskristalle zur Auflösung der Wolken oder zur Erhöhung der Niederschlagsmenge erfordert eine weitaus höhere Silberjodid-Menge und ein grösseres Gebiet in dem diese ausgebracht wird.
Wir haben ein externes, unabhängiges Umweltberatungsunternehmen beauftragt die Umweltrelevanz des in den CLOUDLAB-Experimenten emittierten Silberjodids zu bewerten. Aus dem Bericht geht hervor, dass von unseren Experimenten keine negativen Umweltauswirkungen zu erwarten sind und dass die freigesetzte Menge keine Gefahr für Mensch und Umwelt darstellen werden. Außerdem werden bei kommerziellem Wetterbeeinflussung (z.B. Hagelbekämpfung) in der Regel mehr Silberjodidpartikel freigesetzt als wir bei CLOUDLAB-Experimenten verwenden werden.
Wie bei anderen, früheren Feldkampagnen werden wir den Luftraum um Eriswil (Radius von 5 km) während der Messperioden sperren, um sicherzustellen, dass keine anderen Luftfahrzeuge in das Sperrgebiet fliegen. Wir haben dazu die Bewilligung des Bundesamtes für Zivilluftfahrt (BAZL) den Sperrbezirk für die Ballon- und Drohnenflüge zu aktivieren eingeholt. Während der Einsätze sind wir jederzeit telefonisch erreichbar. Auf Anfrage können wir alle Einsätze innerhalb von 15 Minuten beenden. Damit ist sichergestellt, dass unser Einsatz kritische Dienste wie REGA-Rettungsflüge nicht beeinträchtigt.
Das Fesselballonsystem wurde bereits bei mehreren Feldkampagnen erfolgreich eingesetzt (z.B. im Schweizer Mittelland, in Davos, in der Arktis). Die Drohnen (Meteodrones) werden von unserem Kooperationspartner Meteomatics (externe Seitehttps://www.meteomatics.com/de/call_made) hergestellt. Meteomatics hat grosse Erfahrung mit der Entwicklung von Drohnen und fliegt regelmässig Drohnen-Einsätze in der Schweiz. Zudem wurde eine umfassende Risikobeurteilung für den Betrieb der Drohne und des Ballons durchgeführt, welche ebenfalls vom BAZL geprüft und genehmigt wurde.