image001Anziehungskräfte wie Strahlung als treibende Kräfte

Die Gezeiten in unseren Ozeanen und an den angrenzenden Küstenregionen sind uns allen bekannt.  Sie basieren auf die Anziehungskräfte des Systems Erde/Mond und finden Unterstützung durch das Zentralgestirn  Sonne.  Flüssige und gasförmige Materie sind diesen Kräften im Besonderen ausgesetzt. Ergänzend  zu den Tidenbewegungen der grossen Gewässer sei erwähnt, dass unsere Lufthülle  ebenfalls durch  die Gravitationskräfte beeinflusst wird.

Von Paul Furrer-Bischofberger, Chur

image001Auch wenn Messungen fehlen, ist anzunehmen, dass  der flüssige Erdkern  Schwankungen unterworfen sein könnte, obwohl mit zunehmender Tiefe die Druckänderungen schwächer werden.  Und somit kann davon ausgegangen werden, dass durch die Materialströmungen im Kern der Erde auch Änderungen im Magnetfeld ausgelöst werden.

Ergänzend  zu den Tidenbewegungen der grossen Gewässer sei erwähnt, dass unsere Lufthülle  ebenfalls durch  die Gravitationskräfte beeinflusst wird. Aber nicht nur durch die Anziehungskräfte, sondern auch durch Strahlung. Im Folgenden gehe ich etwas näher ein auf  diese – nennen wir sie – atmosphärische Gezeiten. Und dies dürfte auch für Merkur, Mars, usw.  zutreffen.

Alle festen, flüssigen wie gasförmigen Teile sind den Anziehungskräften von Sonne und Mond unterworfen. So liegt es nahe, sich auch mit der atmosphärischen Ebbe und Flut einmal auseinander zu setzen. Allerdings geht aus den  Messungen – die älteste stammt vom Franzosen Bouvard , Paris, aus den Jahren 1815-1827 – hervor, dass sie kaum feststellbar sind. Barometermessungen und Berechnungen ergeben kaum relevante Ergebnisse. Schwankungen von rund 0,7mm werden angegeben.  Es erstaunt wohl kaum, dass über den Ozeanen und an den angrenzenden Küsten die Schwankungen höher sein dürften. Während einige Schriften gar davon ausgehen, dass selbst für Wettervorhersagen diese unmerklichen Schwankungen berücksichtigt werden müssen, halten andere fest,  dass die Voraussagen mit den tatsächlichen Verhältnissen sehr selten stimmen und somit die in diesem Zusammenhang aufgestellte Theorie sich wissenschaftlich nicht begründen lässt.

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Auch auf Mars wird nach den atmosphärischen  Gezeiten geforscht

Interessant in diesem Zusammenhang dürften wohl die Erklärungen sein, welche nach den Auswertungen der Daten  des Mars Climate Sounders an Bord des NASA-Orbiters MRO erfolgten.  Unter dem Titel „Marswolken führen zu atmosphärischen Gezeiten“ wird festgehalten, dass es auf dem Mars  kurz nach Mitternacht ein Temperaturmaximum gibt, obwohl er nur etwa ein Prozent so viel Atmosphäre hat wie unsere Erde. „Dort dehnen sich kurzzeitige Temperaturveränderungen auf die gesamte Gashülle aus. Die sogenannten semi-diurnalen Gezeiten auf dem Roten Planeten waren

image005bereits in den 70er Jahren beobachtet worden.“  Während noch vor 40 Jahren angenommen wurde, dass Staub in der Atmosphäre erwärmt werden könnte,  ist heute die Theorie verbreitet, dass die Ursache der Erwärmung in den Wassereiswolken in Höhen zwischen zehn und dreissig Kilometern zu suchen ist. Trotz deren geringer Dichte absorbieren sie infrarotes Licht. Dies  wiederum lässt  für die Wissenschaft den Schluss zu, dass sich mehr Wasserdampf als angenommen in der Marsatmosphäre befindet.

Eiswolken über Mars, aufgenommen von Mars Pathfinder

Gezeitenwellen der Atmosphäre

Basierend auf Ergebnisse und Unterlagen von Dipl.Phys. Jens Oberheide /Wuppertaler Weltraumforschung führe ich zusammenfassend auf: „Die Erdatmosphäre ist ein wirksamer Schutz gegen die unseren Planeten treffende Strahlung der Sonne.... So filtert Ozon in der Stratosphäre die UV-Strahlung aus dem Sonnellicht heraus und Wasserdampf in der Troposphäre die IR-Strahlung... Auf die periodische Versorgung mit Sonnenenergie reagiert unsere Atmosphäre.  Eigenschwingungen werden initiiert. In Perioden von 24 Stunden bilden sich planetenweite Wellen in Temperatur, Druck, Windgeschwindigkeit und Luftdichte.

Als erster erkannte der französische Mathematiker und Physiker Laplace (1799-1830) die Aehnlichkeit der „Strahlungsgezeiten“ zu den Meeresgezeiten. So ist das tägliche Erscheinen des Mondes als treibende Kraft für den Wechsel von Ebbe und Flut vergleichbar dem täglichen Erscheinen der Sonne als Ursaache z.B. für Temperaturschwankungen.

Jens Oberheide dazu: Es ist offenkundig, dass starke Temperaturschwankungen (bis zu 60°C) innerhalb weniger Stunden gravierende Auswirkungen nicht nur auf den Aufbau der  mittleren Erdatmosphäre (Mesosphäre, 50 bis 90 km Höhe) haben, sondern auch auf die Zusammensetzung der unteren Atmosphäre rückkoppeln können. Die atmosphärischen Gezeiten sind damit ein unverzichtbares Bauteil zum Gesamtverständnis unserer schützenden Lufthülle und ein hochaktuelles Forschungsgebiet.

Angewendet werden diese Kenntnisse bereits in der Raumfahrt. Bei Start und Landung brauchen Raumschiffe wie die europäische Ariane zur genauen Kursberechnung eine möglichst gute Kenntnis der aktuellen atmosphärischen Bedingungen.

Gezeitenstrukturen in  leuchtenden Nachtwolken (NLC)

Das ALOMAR-Observatorium in Nordnorwegen – nördlich des Polarkreises- nimmt sich im Besonderen den höchsten auf der Erde vorkommenden Wolken an und zieht entsprechende Analysen aus ihrem Modell, namens LIMA: „Die Analyse zeigt, dass atmosphärische Gezeiten im LIMA Modell allgegenwärtig sind. Dies gilt insbesondere auch für mesosphärische Eisschichten. Verschiedene atmosphärische Größen beeinflussen jedoch das Wachstum der Eispartikel und damit die Helligkeit von NLC.“.

Ueber die weitere Forschungstätigkeiten schreibt das Observatorium: „Des Weiteren wird insbesondere die Variation verschiedener atmosphärischer Parameter zwischen verschiedenen Sommern hinsichtlich der Bildung von Eisschichten in der polaren Sommermesopause untersucht werden.

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Zusammenfassung

Die in meinem Bericht erwähnten Atmosphärischen  Gezeiten sind großräumige Wellen, die durch reguläre differentielle Sonneneinstrahlung (solare Gezeiten) oder durch den gravitativen Einfluss des Mondes (lunare Gezeiten) angeregt werden.

Sowohl die lunaren wie auch die solaren Gezeiten  beeinflussen die ihnen „nahe“ stehenden Himmelskörper.