Physik im Pazifik: Atmosphärenforschung und Unterricht auf Palau

Ein Physik-Professor von der Uni Bremen reist für Forschungsarbeiten auf die Insel Palau. Dort hat er jetzt auch Schüler:innen unterrichtet.

Forschung / Uni & Gesellschaft

Justus Notholt, Professor für Physik an der Uni Bremen, war schon sechs Mal auf der Insel Palau, einem Inselstaat 1000 km östlich der Philippinen. Dort befindet sich eine Atmosphärenmessstation, die vor 10 Jahren gemeinsam vom Alfred-Wegener-Institut und der Universität Bremen im Rahmen des EU-Projektes StratoClim gegründet wurde. Gerade kommt er wieder von einem Aufenthalt zurück. Dieser stand im Zeichen von Forschung, es gab aber auch Physikunterricht.

Herr Notholt, warum eigentlich Palau?

Der Ozean im Westpazifik ist mit Oberflächentemperaturen von 30 Grad weltweit am wärmsten. Dadurch besitzt die Luft in dieser Region sehr viel Energie und kann bis in die Stratosphäre, die Luftschicht von 15 bis 50 km Höhe, aufsteigen. Von dort wandert die Luft langsam zu beiden Polregionen, wo sie absinkt. Die Zusammensetzung der Luft im Westpazifik bestimmt daher maßgeblich die globale Zusammensetzung der Stratosphäre. Messungen der Zusammensetzung der unteren Atmosphäre im Westpazifik sind daher von großer Bedeutung zum Verständnis der Prozesse in der oberen Atmosphäre auf der gesamten Erde.

Müssen dort ständig Forschende hinreisen? Das ist doch ganz schön aufwendig.

Die meisten Messungen können remote von Bremen und Potsdam aus betrieben werden. Aber etwa einmal pro Jahr sind Wissenschaftler:innen und Techniker:innen vom AWI und der Uni Bremen vor Ort, um die Geräte zu reparieren, zu justieren und um spezielle Messkampagnen durchzuführen, die nicht aus der Ferne durchgeführt werden können. Fast alle Geräte sind in zwei klimatisierten Containern aufgebaut, die auf dem Gelände des Palau Community College (PCC) stehen. Andere Instrumente werden zum Beispiel in Kooperation mit dem Coral Reef Research Center (CRRF) betrieben. Die weitere Zusammenarbeit mit dem PCC, der Palau High School (PHS) und dem CRRF ist im Rahmen von Vorträgen und Führungen sehr gut.

Ein Bild von einem Messcontainer in einer tropischen grünen Umgebung.
Einer der beiden klimatisierten Messcontainer auf dem Gelände des PCC auf Palau.
© Justus Notholt/ Universität Bremen

Was sind die genauen Forschungsfragen?

Wir hatten in den letzten Jahren drei Forschungsschwerpunkte. Zum einen die Frage, wie funktioniert genau der Aufstieg der Luftmassen von der unteren in die obere Atmosphäre. Dazu haben wir die Lidarmessungen (Light Detection and Ranging) des AWI auf Palau ausgewertet und zusammen mit Modellrechnungen interpretiert. Bei Lidarmessungen werden kurze Lichtpulse in die Atmosphäre gesendet und das reflektierte Signal gemessen. Dies gibt Informationen über die Höhe und Häufigkeit von Aerosolen und Wolken. Ein weiterer Schwerpunkt war die Untersuchung der Ozonchemie. Auf Palau ist die Luft extrem sauber, vielleicht am saubersten weltweit, so dass dort der Tagesgang von Ozon ohne den Einfluss von anthropogenen reaktiven Gasen untersucht werden kann. Ein dritter, aktueller Schwerpunkt beschäftigt sich mit dem Einfluss des Wetterphänomens El-Nino auf die CO2 Bilanz. Palau liegt in einem Bereich, wo das El Nino-Phänomen, das global extreme Wetterereignisse wie Dürre und Überschwemmungen verursacht, sehr große Auswirkungen auf die Konzentrationen von CO2 im Wasser und in der Atmosphäre hat. Damit stellt Palau einen hervorragenden Messort zur Untersuchung der beteiligten Prozesse dar.

Sharon Patris hockt vor dem Hintergrund eines Hafens neben einem mobilen Spektrometer und führt Messungen an ihm aus.
Sharon Patris von der Coral Reef Foundation (CRRF) führt CO2 Messungen mit einem mobilen Spektrometer durch.
© Justus Notholt/ Universität Bremen

Sie standen diesmal auch vor Schulklassen.

Ja genau. Ich war erst an der Palau High School. Dort haben wir physikalische Experimente präsentiert und diskutiert, die wir in unserem naturwissenschaftlichen Adventskalender jedes Jahr in Bremen erstellt haben. In unseren Adventsvideos werden Experimente aus den Bereichen Mechanik, Optik und Elektrizitätslehre entwickelt und auf dem Youtube-Kanal der Universität verbreitet. Diese Videos in deutscher Sprache erfreuen sich sehr großer Beliebtheit und wurden bisher über 4 Millionen Mal aufgerufen. Ein Teil dieser Experimente wurden nun an der Palau High School in den Physikunterricht des Lehrers Noel Ryes eingebaut. Von allen Experimenten wurden Videos aufgenommen und bei Facebook eingestellt.

Über die Verbreitung auf Facebook erfuhren die Experimente eine sehr große Verbreitung auf Palau und darüber hinaus. Ich wurde daraufhin gefragt, auch auf der Insel Yap (gehört zu den Föderierten Staaten von Mikronesien) an der Yap Catholic High School meine Experimente zu zeigen. Auch dort habe ich dann in Zusammenarbeit mit der Physiklehrerin Perfi Angeli Talaid die Experimente in den Physikunterricht eingebaut.

Welchen Eindruck hatten Sie? Ist Ihr Physikunterricht gut angekommen?

Das Interesse der Schüler:innen war sehr groß. Beide High-Schools besitzen ein sehr hohes Niveau, vergleichbar mit einem Gymnasium in Deutschland. Die Verbreitung über Facebook führte zu einer großen Sichtbarkeit der Experimente auf Palau und Yap weit über die Schulen hinaus. Das Material habe ich der Palau High School überlassen, somit können diese Experimente in Zukunft von den Lehrkräften vor Ort durchgeführt werden. Insgesamt haben diese Aktivitäten die Sichtbarkeit der deutschen Forschung auf Palau und besonders der Universität Bremen vergrößert. Bremen war aber auf Palau nicht ganz unbekannt. Vor einigen Jahren waren einige Studierende des PCC aus Palau auf einer Konferenz in Bremen, die vom Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT) veranstaltet wurde.

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