San Diego/Kalifornien - Forscher der
SCRIPPS-Institution für Ozeanographie http://www.sio.ucsd.edu der
University of California/San Diego http://www.ucsd.edu haben eine
"BubbleCam" entwickelt. Mit diesem Instrument erforschen sie die Größe
des Blasenspektrums brechender Wellen. Das Geräusch und die Größe von
hunderten Mio. zerplatzender Luftblasen entlang der Küste sollen das
Verständnis verschiedener Ozean-Phänomene verbessern. Die durch brechende
Wellen gebildeten Blasen spielen aber auch eine wichtige Rolle für den
Hitze- und Feuchtigkeits-Austausch, die Aerosol-Produktion, den
Gastransfer sowie für die Klimaveränderung.
Die Meeresforscher Grand Deane (Bild links) und Dale Strokes (Bild
rechts) verwendeten die Hightech-"BubbleCam" für eine neue Beschreibung
der Blasengröße bzw. den Entstehungsprozess der Blasen. "Blasen spielen
eine Rolle im Klimawandel, da die weltweite CO2-Austauschrate zum Teil
durch den Blasen-vermittelten Gastransport diktiert wird", erklärte
Deane. Mit dem Hintergrundwissen, dass die wichtigste Eigenschaft der
Blasen der brechenden Wellen in ihrer Größenverteilung liegt, suchten die
Forscher nach einem neuen Weg, die Blasendynamik festzuhalten. Dafür
untersuchten sie die Eigenschaften der Blasen in einer kontrollierten
Umwelt in Wellentanks des Scripps Hydraulics Laboratory bzw. auf dem
offenen Meer. Beide Male zeichneten sie die dynamischen Prozesse
innerhalb der ersten Sekunden der Wellenbrechung (Wellenfraktion) bzw.
der Blasenbildung auf.
Mittels der "BubbleCam" gelang es, das Spektrum der Blasengröße äußerst
genau zu messen. "Bei dem Instrument handelt es sich um eine
Highspeed-Videokamera, mit der äußerst detaillierte Bilder einer
brechenden Welle aufgenommen werden können", erklärte Strokes. Diese
Bilder werden in einen Computer gespeist, der die Blasen zählt. Die
Ergebnisse stellen zwei verschieden Mechanismen, die die Größenverteilung
der Blasen steuern, dar. Es zeigte sich, dass die Größenverteilung einem
Gesetz für Blasen kleiner als einen Millimeter und einem zweiten Gesetz
für größere Blasen folgt. Große Blasen bilden sich, wenn sich die Welle
biegt und die sich in der Surfersprache "Tube" bildet. Es handelt sich
dabei um einen Hohlraum, in dem der Surfer für kurze Zeit fahren kann.
Die Ergebnisse der Meeresforscher werden nun in Modelle für den
Blasen-vermittelten Gastransport der Meeresluft eingebaut. Langfristig
soll daraus ein neues Instrument für die Überwachung des
Treibhausgas-Transfers entstehen. Die Forschung wurde von der National
Science Foundation und dem Office of Naval Research finanziert.
