Zeitung Heute : Forschen, wo einst die Stasi lauschte

Vom Dach des Bettenhochhauses aus misst Physik-Professor Ludger Wöste mit Laserstrahlen die Ozonwerte in Berlin

Sabrina Wendling

Sehen kann ihn jeder, den hölzernen Kasten auf dem Dach des Charité-Bettenhauses in Berlin-Mitte, auf dem in großen Lettern der Name des Universitätsklinikums steht. Betreten aber nicht. Patienten und Besucher kommen per Knopfdruck mit dem Fahrstuhl lediglich bis in das 20. Stockwerk des Hauses. Für das 21. Stockwerk braucht man einen Schlüssel. Und den hat nur Ludger Wöste. Der Physik-Professor der Freien Universität Berlin dreht den Schlüssel neben dem Knopf mit der Nummer 21 um, eine halbe Minute später ist er oben angekommen. Er geht durch ein gelb gefliestes Treppenhaus, steigt eine Wendeltreppe hinauf und steht auf dem Dach neben dem Holzkasten. Jetzt ist er in seinem Labor angekommen.

„Ich bin wahnsinnig gern hier“, sagt Wöste, „ich habe das schönste Labor der ganzen Stadt.“ Vor seinen Augen breitet sich Berlin aus, vom Müggelsee im Osten bis zum Teufelsberg im Westen. In direkter Nachbarschaft zum Hauptbahnhof sieht er alle Züge ein- und ausfahren, er sieht, wie Touristen die Rampen in der Reichstagskuppel hochlaufen. Dann gleitet sein Blick über die grüne Lunge Berlins, den Tiergarten. Der Himmel ist wolkenlos, die Temperaturen spätsommerlich, der Tiergarten voller Menschen. „An warmen und windstillen Tagen ist es besonders schädlich, im Tiergarten zu spazieren, denn nirgendwo sonst in Berlin sind die Werte des bodennahen Ozons so hoch wie dort“, sagt Wöste. „Während das Ozon in der über 20 Kilometer hoch gelegenen Stratosphäre den Menschen und die Natur vor der ultravioletten Strahlung der Sonne schützt, ist das bodennahe Ozon als starkes Oxidationsmittel sehr schädlich, etwa für die Augen, die Bronchien und für das menschliche Nervensystem.“

Ludger Wöste weiß, wovon er spricht. Denn von seinem Büro über den Dächern von Berlin aus misst er die Ozonwerte in allen Stadtteilen. Er entwickelte im Jahr 1994 ein optisches Radarsystem mit Lasertechnologie – kurz „Lidar“–, das die Umweltbelastung durch Ozon, Schwefeldioxid, Stickoxide und Aerosole erfasst. Eingesetzt hat Wöste es bereits auf dem Atlantik, und zwar an Bord des Forschungsschiffes „Polarstern“, in Mexiko, Brasilien, Finnland, Frankreich, in der Schweiz sowie an zahlreichen Orten in Deutschland. In Berlin sieht er den idealen Forschungsort: „Berlin ist für die Ozonforschung besonders interessant, weil es eine relativ flache, von Agrarland umgebene Millionenstadt ist, und man die Entstehung und Auswirkung großstädtischer Luftverschmutzung hier besonders gut exemplarisch untersuchen kann“, sagt der Physiker. „Deshalb ist dieser Platz in Berlins Mitte natürlich perfekt.“

Seit 1989 lehrt Wöste an der Freien Universität Berlin. Der 63-Jährige wurde bereits mehrfach für seine Forschung ausgezeichnet, unter anderem 2006 mit dem Gay-Lussac-Humboldt-Preis des französischen Wissenschaftsministeriums. Er erhielt die Auszeichnung für seine Pionierarbeit in der Molekular-, Cluster- und Umweltforschung und seine deutsch-französischen Forschungskooperationen.

Die zentrale Lage und überragende Höhe des Charité-Bettenhauses nutzten vor Wöste andere, und zwar zu Spionagezwecken: „Der Holzkasten wurde von der DDR-Staatssicherheit errichtet“, sagt Wöste. Von der Station aus habe man mit Mikrowellen gezielt zum Lauschangriff ausgeholt. Ludger Wöste hingegen arbeitet mit Licht-Wellen: Aus rund 115 Metern Höhe – so hoch ist das Dach des Charité-Bettenhauses – schickt er mit einer speziellen Technik Laser-Strahlen in den Himmel. Das Licht wird von der Atmosphäre zurückgestreut und gibt Auskunft über die Schadstoffbelastung, beispielsweise des Ozons: „Das Gerät erkennt die einzelnen Schadstoffe auf Grund optischer Fingerabdrücke, die jede Substanz hinterlässt. So ist es für uns Forscher kein Problem, aus der Vielfalt tausender Farben – also den Wellenlängen des Lichtes – die Signatur des Ozons zu erkennen“, sagt Wöste.

Bodennahes Ozon entsteht, wenn intensive Sonneneinstrahlung und bestimmte Bestandteile von Autoabgasen – wie etwa Stickstoffdioxid – aufeinandertreffen: Dabei wird das Molekül des Stickstoffdioxids durch das Licht gespalten. In diesem Prozess entsteht zum einen reaktiver atomarer Sauerstoff, der sich mit dem Sauerstoff der Luft zu Ozon verbindet. Außerdem wird Stickstoffmonoxid gebildet, was dazu führt, dass das Ozon durch Rückreaktion zunächst wieder abgebaut wird, erneut also Stickstoffdioxid entsteht.

Dieser Effekt wird durch zusätzlich vom Verkehr emittiertes Stickstoffmonoxid noch verstärkt: Somit entsteht weiteres Stickstoffdioxid, und letztlich damit noch mehr giftiges Ozon; allerdings verzögert, also an einem anderen Ort. Das führt zu dem paradoxen Ergebnis, dass die Ozonbelastung im Tiergarten viel höher ist als dort, wo der Verkehr fließt – obwohl der Verkehr der Verursacher des Ozons ist. „Man könnte also intuitiv glauben, das Problem sei zu lösen, indem man den Tiergarten für den Verkehr freigibt“, sagt Wöste, „das wäre allerdings nur ein naives Kurieren an Symptomen, denn dann träte das Problem in den Wohngebieten am Stadtrand auf.“ Letztlich helfe nur, Emissionen konsequent zu reduzieren.

Ludger Wöste beschäftigt sich nicht nur mit dem Ozon. In seinen weiteren Forschungsarbeiten beobachtet er mit speziellen Lidar-Geräten auch Unwetter und beschießt Gewitterwolken mit Laserstrahlen. Was ein bisschen futuristisch und nach Science Fiction klingt, ist tatsächlich ein Konzept des Blitzschutzes für die Luftfahrt. „Gewitter stellen für moderne, aus Kompositmaterialien gebaute Flugzeuge eine nicht zu vernachlässigende Gefahr dar, denn sie sind nicht durch einen metallischen, sogenannten Faraday''schen Käfig geschützt“ sagt Wöste. Gefährlich sei vor allem die Landung von Flugzeugen bei Gewittern, denn dabei könnten diese dem Unwetter nicht ausweichen. Deshalb erforscht der Physiker die Möglichkeit, an Flughäfen herannahende Gewitterwolken mit speziellen Lasersystemen so zu bestrahlen, dass sie vor der Landung des Flugzeuges entladen werden, um somit die Gefahr eines Blitzeinschlages zu reduzieren.

Ein weiteres Beispiel des Transfers der von Wöste entwickelten Laser-Technologie ist die Firma „Vistac“ in Teltow: Dort werden neuartige Laser-Langstöcke für Blinde hergestellt: „Der nach oben abstrahlende Minilaser meldet dem Blinden im Gegensatz zum gewöhnlichen Blindenstock auch Hindernisse in Kopf- und Brusthöhe, wodurch das Verletzungsrisiko erheblich gemindert wird“, sagt Wöste.

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