Wolf von Fabeck 07.07.2020 aktualisiert 28.09.2020

Wälder - die grünen Lungen der Erde - vor dem Austrocknen bewahren

Süßwasser-Transport per Flugzeug zu energieaufwendig - auch fehlt Süßwasser

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Wasserdampfgehalt der Atmosphäre unmittelbar vor Ort im Flugzeug oder einer Seilbahn-Gondel zur Regenerzeugung nutzen - Vorüberlegungen zu einem "Regenmacherprojekt"

Inhalt - Kapitel ggf. anklicken:

  1. Versagen auf höchster Ebene
  2. Es fehlt Süßwasser
  3. Das Regenmacherprojekt
  4. Wälder oder Landwirtschaft? - Wo wird das Regenmacherprojekt am dringendsten benötigt?
  5. In wie fern leiden Wälder unter dem Klimawandel?
  6. Fehlende Feuchtigkeit schwächt Abwehrkräfte der Bäume gegen Schädlinge
  7. Wälder nicht austrocknen lassen
  8. Geschichtlicher Rückblick und Verpflichtung für die Zukunft
  9. Weitere Details
  10. Elektroantrieb schont Umwelt und vermindert Geräuschkulisse
  11. Technische Daten, Prinzipskizzen und weitere Informationen im US-amerikanischen Originaltext
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Versagen auf höchster Ebene

Donald Trump (USA), Jair Bolsonaro (Brasilien) und Scott Morrison (Australien) haben es nicht verstanden, dass das Abbrennen ihrer Wälder die Klimakatastrophe "befeuert" und von der Klimakatastrophe befeuert wird.
Sie überlassen den aussichtslosen Kampf gegen das Feuer den Feuerwehren, die aber erst dann zum Einsatz gerufen werden, wenn es längst zu spät ist.
Die Brände könnte man jedoch durch rechtzeitige und regelmäßige Bewässerung weitgehend verhindern. Darum wird es in den folgenden Kapiteln gehen.

Es fehlt Süßwasser

Zur dauerhaften Bewässerung der Wälder muß Süßwasser verwendet werden. Doch das Süßwasser in Bächen, Flüssen, Tümpeln, Teichen und Seen wird knapp. Es verdunstet wegen der steigenden Lufttemperaturen immer schneller.
Sogar das Grundwasser nimmt ab, weil aus Brunnen und Quellen mehr Wasser entnommen wird, bzw. austritt, als durch Regenwasser nachsickert.

Das verdunstete Wasser schwebt als unsichtbarer Wasserdampf über uns. Hinzu kommt ein zunehmender Wasserdampfanteil aus Meeren und Ozeanen (beim Verdunsten von Meerwasser bleibt der Salzanteil glücklicherweise im Meerwasser zurück).

Selbst wenn das Süßwasser auf dem Festland immer knapper würde, liefern die Ozeane zuverlässig mit dem Wind weiterhin unsichtbaren (gasförmigen) "Süßwasser-Dampf".
jede Menge Wasserdampf

Sogar über wolkenlosen Wüstengegenden schwebt dieser unsichtbare Süßwasser-Dampf in zunehmender Menge.
Erst wenn die Menge dieses Wasserdampfs die dicke 100% Relative Luftfeuchtigkeits-Linie der Grafik übersteigt, entstehen von selbst Wolken, Regen, Nebel oder Tau bzw. Schnee, Hagel oder Reif.
Ziel des Regenmacherprojektes ist es jedoch, den Süßwasserdampf durch einen physikalischen Kunstgriff schon vorher zum Kondensieren und Abregnen zu bringen, schon bevor die relative Luftfeuchtigkeit den Wert 100% erreicht (also rechts im blauen Feld der Grafik.

Das Regenmacherprojekt

Der unsichtbare Wasserdampf soll vorzeitig zum Kondensieren gebracht werden. Dies ist durch "Adsorption" an mikroskopisch fein zerklüfteten Flächen möglich, an denen die Wasserdampf-tragende Luft vorbeistreift, wie hier ausführlich beschrieben.
Beschreibung in Kurzform: Wasser in Poren binden
Die Rede ist von MOFs, metallorganischen Gerüstverbindungen (metal-organic frameworks, MOFs). Das sind mikroporöse Materialien aus anorganischen Baueinheiten und organischen Stoffen. Sie bilden ein offenes Gerüst mit Poren. In die Hohlräume können sich Gastmoleküle, etwa Wasser, einlagern. Durch Hitze oder durch Unterdruck entweichen diese wieder: ein ideales Konzept, um Wasser einzufangen. Die MOFs sind so porös, dass ein Gramm die innere Oberfläche eines ganzen Fußballfelds aufweist. Die Forscher entwickelten schon im Jahr 2014 ihr erstes geeignetes Material mit der Bezeichnung MOF-801. Wassermoleküle in der Umgebungsluft haften an dessen innerer Oberfläche: ein Prozess, den man als Adsorption bezeichnet. Im Inneren des MOF steigt die Luftfeuchtigkeit bis zu einem Punkt, an dem Wasser schon bei Raumtemperatur kondensiert. Wird das MOF leicht erwärmt, tritt Wasser aus, das kondensiert und gesammelt werden kann.

Das Startup von Omar M. Yaghi. (Professor an der University of California, Berkley, im Bereich Nanowissenschaften) Water Harvester Inc., will in Kürze ein System auf den Markt bringen, das 7 bis 10 Liter Wasser pro Tag liefern kann. Eine Version in der Größe eines kleinen Kühlschranks soll später 200 bis 250 Liter Wasser pro Tag liefern.
Eine Dauerbewässerung der Wälder aus Rohrleitungen mit einzelnen Spritzdüsen entfällt, weil das Wachstum der Bäume die lokalen Verhältnisse laufend verändert und neu aufwachsende Baumstämme, Äste oder Zweige die Spritzstrahlen umlenken oder total blockieren können. Auch würde die Arbeit mit schweren Baumerntemaschinen die Rohrleitungen beschädigen.
Video zeigt die Arbeit mit schweren Baumerntemaschinen.   
Die Bewässerung muss also von oben kommen.
Hinzu kommt, dass die zu bewässernden Pflanzen durch ihre Entwicklungsgeschichte an Regen, der von oben kommt, am besten angepasst sind.

Geschieht dies - und das ist die neue Idee des vorliegenden Beitrages - z.B. in einem Wassererzeugungs-Flugzeug oder in der Gondel einer Hängeseilbahn oberhalb der zu bewässernden Wälder, so muss das gewonnene Süßwasser nicht erst gesammelt werden, sondern kann sogleich abgeregnet werden. Die Wassertröpfchen müssen lediglich so groß werden, dass sie der Schwerkraft folgend auf die Bäume niederregnen können.
Indem die Erzeugung des Wassers erst im Flugzeug oder der Seilbahn oberhalb der zu bewässernden Fläche erfolgt, wird die Süßwasserbeschaffung und der Energieaufwand für das Anheben und den Transport des Wassers zu den Pflanzen eingespart.

Ein weiterer Gesichtspunkt: Wasserdampf ist ein mächtiges Treibhausgas. Wenn er in Regenwasser umgewandelt ist, verliert er seine Treibhauswirkung.

Wälder oder Landwirtschaft? - Wo wird das Regenmacherprojekt am dringendsten benötigt?

In der Nachfrage nach zuverlässiger Bewässerung werden Landwirtschaft und Waldwirtschaft vorhersehbar in Konkurrenz stehen. Bei der Entscheidung, wo mit dem Regenmacherprojekt begonnen werden soll, muss Klimaschutz das wichtigste Entscheidungskriterium sein, denn die Klimakatastrophe bedroht das Überleben der gesamten Menschheit.
Der Klimaschutz ist ohne Wälder nicht denkbar. Wälder sind die grünen Lungen dieser Erde. Die Blätter und Nadeln eines gesunden Waldes holen mit ihrem Blattfarbstoff, dem Chlorophyll, gefährliches überschüssiges CO2 aus der Atmosphäre zurück und erzeugen daraus Sauerstoff zum Atmen und Glucose für das Wachstum von Pflanzen, Tieren und Menschen.
Informations-Video zur sogenannten Photosynthese

Es gilt, mit dem Bewässern der Wälder einen Teufelskreis (eine "positive Rückkopplung") zu unterbrechen: Klimawandel führt zu Waldbränden - und Waldbrände ihrerseits beschleunigen den Klimawandel.
  • Verbrennen der Zweige, Äste und Baumstämme erzeugt das Klimagas CO2.
  • Verbrennen des Blattgrüns vermindert die Rückholung des CO2 durch Photosynthese.
  • Schwarze Rußflocken werden durch den Wind Hunderte von Kilometern weitergetragen und färben dort, wo sie niedergehen, die Erdoberfläche dunkel, z.B. eine beschneite Landschaft. Damit verringert sich die Albedo, d.h. die Rückstrahlfähigkeit gegenüber der Sonnenstrahlung, und der Erdboden erwärmt sich zusätzlich.
Diesen Teufelskreis gilt es zu unterbrechen, indem die Wälder vorausschauend und der Jahreszeit entsprechend dauerhaft feucht gehalten werden.

In wie fern leiden Wälder unter dem Klimawandel

Wälder siechen lange, bevor sie schließlich abbrennen. Die Ursachenkette ist meistens die gleiche: Für die Wälder ist es verheerend, wenn es zu wiederholten monatelangen Hitze- und Dürreperioden kommt. Das geschieht immer häufiger. Die Ursache: Hochdruckgebiete ziehen nicht mehr weiter, sondern verbleiben monatelang in der gleichen Weltregion. Das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) erklärt dies wie folgt:
Verlangsamung oder Einrasten der Planetarischen Wellen des Jet Streams
"In 7 bis 12 Kilometer Höhe schlängelt sich der Jet Stream genannte Strahlstrom über den mittleren Breiten um die Nordhalbkugel und trennt als zonales Starkwindband die kalten Luftmassen der Arktis von den gemäßigteren im Süden. Die Wellen, die er schlägt, „wandern“ so um die Erde, dass sie diese Luftmassen in Ostrichtung verschieben. Diese Luftdynamik ist die Ausgangslage für die Entstehung von Hoch- und Tiefdruckgebieten, welche wiederum das Wettergeschehen in diesen Regionen stark prägen. Die Luftmassenbewegung durch den Jet Stream scheint sich zu verlangsamen, bzw. es kann sogar zu einem Einrasten der Wellen im Jet Stream kommen, so dass sich Großwetterlagen über viele Wochen nicht auflösen. Daraus wiederum können verschiedene anhaltende Extremwetter wie Kälte- und Hitzewellen, Überflutungen und Dürren resultieren"
Fehlende Niederschläge lassen den Waldboden austrocknen.
Heißer Wind unterstützt die Austrocknung der Böden.
Aufmerksame Beobachter erkennen, wie die Zahl der Blätter und Nadeln in den Baumkronen von Jahr zu Jahr abnimmt. Weniger Blätter und Nadeln können weniger Photosynthese durchführen und liefern dem Baum weniger Glukose.

Fehlende Wasserzufuhr schwächt die natürlichen Abwehrkräfte der Bäume gegen Schädlinge

Der berüchtigte Borkenkäfer z.B., der in diesen Trockenjahren Millionen von trockenen Fichten den endgültigen Garaus macht, hätte gegenüber einer gesunden Fichte kaum Chancen. Sie würde eine Verletzung ihrer Rinde mit einem Schwall zähflüssigen Harzes abwehren, das den Borkenkäfer unrettbar einschließt. Doch ein geschwächter Baum kann kein Harz mehr bilden.
Ein in dieser Weise vorgeschädigter Wald lässt sich schließlich durch Blitzschlag oder menschliche Nachlässigkeit in Brand setzen.
Doch bereits Jahre zuvor hat der vorgeschädigte Wald keine Aussicht auf Selbstheilung mehr. Die vorbeugende Stärkung durch Bewässerung muss deshalb so rasch wie möglich einsetzen.

Wälder nicht austrocknen lassen

Wenn der Wald erst einmal so weit ausgetrocknet ist, dass es zu einem Waldbrand kommen kann, dann genügt es nicht mehr, den Wald durch massiven Feuerwehreinsatz zu löschen, weil die noch nicht verbrannten Bäume durch Trockenheit und Schädlinge ihre Vitalität verloren haben und sie auch nicht mehr wieder gewinnen können.

Geschichtlicher Rückblick und Verpflichtung für die Zukunft

Die Geschichte zeigt, dass zur „Verteidigung der Freiheit" riesige Luftflotten aufgebaut wurden. Die USA stellten z.B. im 2. Weltkrieg mehr als zwölftausend-siebenhundert viermotorige Bomber „fliegende Festungen“ in Dienst.

Heute geht es um mehr als nur um "Verteidigung der Freiheit" - Es geht ums Überleben! Die Wald-Eigentümer sind allerdings mit dieser Aufgabe, die nicht nur ihnen, sondern der gesamten Weltgemeinschaft dient, überfordert. Die notwendige Massenproduktion von Regenflugzeugen oder Regen-Gondeln sowie ihr laufender Einsatz ist eine dringende Aufgabe des Staates im Rahmen der Daseinsvorsorge. Verteidigung der Wälder gegen das klimawandel-bedingte Austrocknen muss deshalb - ähnlich wie der Deichbau - Staatsaufgabe im Rahmen der Daseinsvorsorge werden. Unter https://www.ingenieur.de/technik/fachbereiche/umwelt/wasser-aus-der-wuestenluft/ wird ein Verfahren beschrieben, das möglicherweise sogar an Bord eines Leichtflugzeugs arbeiten kann.

Bau von Regenflugzeugen oder Regen-Gondelnkönnte die Kapazitäten der Flugzeugfirmen wieder auslasten Dies wäre ein glückliches Beispiel dafür, dass Unternehmen, die sich auf Klimarettung umstellen, fast unendlich viele Aufgaben finden.

Weitere Details

  • Regelmäßigkeit, (z.B. einmal wöchentlich "der Odenwald ist immer dienstags dran".)
  • Der Wald soll dazu nicht evakuiert werden müssen.
  • Die Wassermenge muss sich nach dem Feuchtigkeits-Bedarf des Waldes richten
  • Die Tröpfchengröße darf die Tierwelt oder Menschen im Wald nicht schädigen
  • Die Tröpchen müssen jedoch groß genug sein, damit sie nicht unterwegs verdunsten oder in den Blättern und Nadeln hängenbleiben. Das spricht für eine geringe Abwurfhöhe. Ein natürlicher Regenguss, an den der Wald im Lauf seiner Entwicklungsgeschichte angepasst ist, könnte durch Beregnung aus niedrig fliegenden, "Regenflugzeugen" oder Hänge-Gondeln simuliert werden.

Moderner Antrieb mit Elektrobatterien schont die Umwelt und vermindert die Geräuschkulisse

Falls entschieden wird, die Beregnungsmaschinen in Flugzeugen zu betreiben, so ist folgendes zu bedenken:
Entgegen der Propaganda der Fossil-Lobby, die an weiteren Verbrennungsmotoren interessiert ist, hat sich in den vergangenen Jahren der Elektroantrieb für Flugzeuge weiter entwickelt. Die Situation ist vergleichbar mit dem Antrieb im PKW-Bereich. Der direkte Antrieb aus aufladbaren Akkus hat gegenüber dem Betanken aus Wasserstofftankstellen die Nase vorn. Der Wirkungsgrad beim direkten Strom-Tanken ist mehrfach höher. Die "Regenflugzeuge" können während der erforderlichen Zwischenlandungen aus dem Stromnetz aufgeladen werden. Je höher der Anteil an Solar- und Windstrom im Stromnetz ist, desto klimafreundlicher erfolgt ihr Einsatz.
Informationen von Dr. Rüdiger Haude zu Flugzeugen mit Elektroantrieb

Technische Daten, Prinzipskizzen und weitere Informationen im US-amerikanischen Originaltext

Weitere Informationen finden sich hier


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