Von Berthold Lämmer!

Mit dem Radar hat sich der Mensch ein neues Auge geschaffen, das weit in die Welt hineinblickt. Das Radargerät schleudert seinen Strahl in den Raum und fängt seinen Reflex an irgendeinem Gegenstand, auf den er fällt, wieder auf. Dadurch, daß es die Reisezeit des Strahls mißt, bestimmt es die Entfernung des anvisierten Gegenstands, etwa eines Flugzeugs. Das Radargerät ist also Scheinwerfer und Fernrohr zugleich. Sein Strahl besteht aus Ultrakurzwellen vom Zentimeter bis zum Meter. Denn nur kleine Wellen lassen sich überhaupt zu einem Strahl zusammenfassen, lassen sich „bündeln“. Die wesentliche Überlegenheit gegenüber dem Licht aber ist, daß es für die Radarstrahlen weder Nacht noch Nebel, weder Dunst noch Wolken gibt. (Siehe auch den Artikel „Ein neues Auge“ in der vorigen Ausgabe der „Zeit“.) Damit ist die Navigation zu Wasser und in der Luft unabhängig von Wetter und Zeit geworden.

In Höchstleistungen der Technik wie dem Magnetron und dem Klystron sind Senderöhren für Zentimeterwellen geschaffen, die dem Radarstrahl eine derartig hohe Energie verleihen, daß es zugleich mit der Steigerung der Empfindlichkeit des Empfängers, des „Auges“, möglich wurde, den Reflex der Radarstrahlen am Monde, also in einer Entfernung von fast 400 000 km, wahrzunehmen. Reisezeit: 2,4 Sekunden.

Als nach dem Kriege Englands Radargeräte dastanden, setzte Sir Edward Appleton, Nobelpreisträger von 1947, Rektor der Universität Edinburgh, einige hundert Radargeräte ein zur Erforschung der hohen Atmosphäre. Da zeichneten die Bildröhren schnell vergehende Echos an bewegten Objekten auf. Es waren die Spuren der Meteore, die wir am Nachthimmel als Sternschnuppen aufleuchten sehen, Aber die Radarstrahlen sehen sie immer und verfolgen ihre Bahn, so daß man ihre Geschwindigkeit messen kann. Im Lautsprecher macht sich ein Meteor durch ansteigendes Pfeifen bemerkbar; man hört ihn geradezu in die Atmosphäre stürzen. Damit können wir nun endlich die Frage nach der Herkunft dieser Boten aus dem Kosmos entscheiden. Meteore mit einer Geschwindigkeit von veniger als 42 km pro Sekunde werden nämlich von der Anziehungskraft der Sonne festgehalten. Sie gehören dem System unserer Planeten an und umkreisen die Sonne wie diese. Haben sie aber eine größere Geschwindigkeit, so kommen sie aus der Tiefe des Raums zwischen den Fixsternen. Im übrigen zeigen die Radargeräte dauernd kurze Echos, die Kunde davon geben, daß ständig ein Strom kleiner Meteoriten auf unsere Atmosphäre niederprasselt. Wie gedenken die Illusionisten der Raumschiffahrt diesem Meteoritenbombardement zu entgehen?

Mit den Radarstrahlen kann man durch Wolken und Nebel sehen. Das heißt nun nicht, daß die Strahlen unverändert geradlinig hindurchgehen. Wie der Lichtstrahl im Glas oder im Wasser gebrochen wird, so der Radarstrahl in der Atmosphäre. Wie ärgerlich sind die Störungen, wenn wir die Übertragung einer Oper aus Rom hören! Sie haben ihre Ursache im Wetter oder besser gesagt, das Wetter hat die gleichen Ursachen wie die Empfangsstörungen. Wenn wir also die Störungen, anders gesagt, die Ausbreitungsverhältnisse der Radiowellen in der Atmosphäre einer systematischen Forschung unterwerfen, so eröffnet sich damit eine neue, tiefergreifende und sehr viel Erfolg versprechende Methode der Wetterforschung. So steht es schon heute fest, daß eine starke Krümmung der Radarstrahlen die Bedingungen von Schönwetterlagen anzeigt. Es ist nämlich wesentlich der Wasserdampfgehalt der Atmosphäre, der die Bahn des Radarstrahls bestimmt. An Regentropfen werden die Zentimeterwellen gestreut. So kann man auf dem Leuchtschirm direkt die Regenfallstreifen von Gewittern sehen, die einige hundert Kilometer entfernt sind, und damit Richtung und Geschwindigkeit herannahender Gewitter beobachten.

Wetter gibt es nur in einer Schicht, die bis etwa 10 km Höhe reicht. Über dieser Troposphäre liegt die wolkenlose ruhige Stratosphäre. Und in etwa 100 km Höhe beginnen Schichten – tatsächlich sind es eine ganze Reihe von Schichten –, in denen die Atmosphäre das ultraviolette Licht der Sonne verschluckt. Dabei werden die Atome der Luft elektrisch geladen, sie werden zu Ionen. In dieser Ionosphäre werden die Radarwellen so stark gekrümmt, daß sie zur Oberfläche der Erde zurückkehren. Nur ultrakurze Wellen unter 15 Meter durchsetzen diese Schichten und gelangen in den Kosmos. Der Zustand der Ionosphäre also ist es, der verantwortlich ist für den Radioempfang, für das „Funkwetter“. Offenbar hängt der Aufbau der Ionosphäre ihrer Entstehung nach von der Strahlung der Sonne ab. So kann es zum Beispiel geschehen, daß der Funkverkehr für bestimmte Wellenlängen auf der sonnenbeschienenen Seite der Erde aussetzt (Mögel-Dellinger-Effekt). Und von den Sonnenflecken gehen bei Ausbrüchen (Eruptionen) Strahlungen aus, die, einen Tag später auf die Erde gelangt, Polarlichter und Schwankungen des Erdmagnetismus und damit der Kompaßnadel zur Folge haben. Diese Störungen in derlonosphäre können den Kurzwellenfunk für einen ganzen Tag. lahmlegen.

Die Beobachtung der Ionosphäre ist somit wichtig für den „Funkwetterdienst“. Hervorragende Bedeutung gewinnt sie aber durch die Feststellung, daß die Ionosphäre in enger Wechselwirkung mit der Troposphäre und ihren das Wetter gestaltenden Faktoren steht. Es ist festgestellt, daß der Zustand der Ionosphäre 24 Stunden später den Luftdruck auf der Erde beeinflußt. Und das Zi-Ka-Wai-Observatorium in Shanghai kann bereits durch Funkecho an denverschiedenen Schichten der Ionosphäre beobachten, ob tropische Luftmassen von dem Kontinent, ob maritime Luftmassen vom Pazifik oder ob Kaltluft aus Sibirien im Anzüge sind. So kann es treffende Wettervorhersagen, für zwölf Stunden in einem Umkreis von 400 km machen.

Die neuen Methoden, die durch die Entwicklung der Radartechnik möglich geworden sind, stehen erst in den allerersten Anfängen. Aber alles spricht dafür, daß wir mit ihnen tiefe Einblicke in die Atmosphäre, in die Werkstatt des Wettermachers, tun werden. So verdient auch die deutsche Ionosphärenforschung, das Max-Planck-Institut unter Prof. Dieminger in Linden am Harz, stärkste Beachtung und Förderung.