Forschung

• Forschung an "Millenniumproblem"
  BMBF fördert Netzwerk "Windturbulenzen" und stärkt Zentrum für Windenergieforschung ForWind
  
• Wenn die Zugvögel auf "Nachtflug" schalten
  Oldenburger Nachwuchsforschergruppe entdeckt bei nachwandernden Zugvögeln ein speziell angepassten Gehirnbereich
  
• Hochkarätige Windforschung
  Experten diskutieren mechanische Aspekte
  
• Wohlfühlen in Oldenburg
  Telefon-Umfrage zur Lebens- und Umweltqualität
  
  

Forschung an "Millenniumproblem"

BMBF födert Netzwerk "Windturbulenzen" und stärkt Zentrum für Windenergieforschung ForWind

Mit einer Million € fördert das Bundesforschungsministerium das Netzwerk „Windturbulenzen und deren Bedeutung für die Nutzung der Windenergie“, das vom Zentrum für Windenergieforschung ForWind an der Universität Oldenburg koordiniert wird. Projektpartner von ForWind sind das Labor für numerische Mechanik der Fachhochschule Kiel, das Institut für Theoretische Physik an der Universität Münster, das Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme in Dresden sowie das Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in Göttingen.

Im Rahmen des Projekts, das den Austausch zwischen Hochschulen und Großforschungseinrichtungen auf dem Gebiet der Windenergie vorantreiben will, werden Fragestellungen für die Weiterentwicklung von Windkraftanlagen erforscht, die für die Zukunft der Windenergienutzung von großer Bedeutung sind. Unter Federführung von ForWind beschäftigen sich hochrangige WissenschaftlerInnengruppen sowohl mit Problemen der Grundlagenforschung als auch mit Fragen der Anwendung. Die ExpertInnen aus den Gebieten der Turbulenzforschung, der nichtlinearen Dynamik, der Chaostheorie, der stochastischen Prozessmodellierung und der Windenergieanwendung setzen sich dabei mit unterschiedlichen Themen auseinander. Zum einen sollen Windböen, Extremwindereignisse und Windturbulenzen und deren Wechselwirkung mit Rotorblättern bzw. deren Auswirkung als Lasten erforscht werden. Zum anderen sollen neue Modelle zur besseren Beschreibung von Windfeldern, zur genaueren Berechnung von Umströmungen sowie zur standort-unabhängigen Charakterisierung der dynamischen Windleistungsproduktion entwickelt werden.

Prof. Dr. Joachim Peinke (Foto), Oldenburger Physiker und Turbulenzforscher, zeigte sich hocherfreut über die Genehmigung des Projekts durch das BMBF. Es stelle einen wichtigen Baustein für die Forschungsarbeiten von ForWind dar und stärke den Standort Oldenburg, besonders im Bereich der wissenschaftlichen Grundlagenforschung. „Es ist uns gelungen, international hoch anerkannte Forschergruppen in Deutschland für dieses Thema zu begeistern. Schließlich gehört die genaue Beschreibung eines turbulenten Windfelds und dessen Auswirkungen zu den großen ungelösten Aufgaben, denen sich die Wissenschaft heute in der angewandten und der Grundlagenforschung stellt.“ Das Turbulenzproblem wurde erst kürzlich vom renommierten US-amerikanischen Clay Mathematics Institute (Cambridge, Massachusetts) als eines von sieben ungelösten „Millenniumproblemen“ bezeichnet.

www.forwind.de

Wenn die Zugvögel auf "Nachtflug" schalten

Oldenburger Nachwuchsforschergruppe entdeckt bei nachwandernden Zugvögeln ein speziell angepassten Gehirnbereich

Zwei Mal pro Jahr machen sich Millionen von Zugvögeln auf den Weg in wärmere oder kältere Gefilde. Tausende von Kilometern legen sie zurück, und ihr Navigationssystem ist von einer faszinierenden Präzision. In der Dunkelheit weisen ein magnetischer Kompass und der Sternenhimmel den Zugvögeln den rechten Weg. Wie dieser Orientierungssinn im Einzelnen funktioniert, erforscht seit einigen Jahren die von der VolkswagenStiftung geförderte Nachwuchsgruppe um Dr. Henrik Mouritsen am Institut für Biologie und Umweltwissenschaften. Jetzt konnte das ForscherInnenteam erstmals einen besonderen Gehirnbereich lokalisieren, der für das Nachtsehen bei nächtlich ziehenden Singvögeln zuständig ist. Diese als „Cluster N“ bezeichnete Region wird aktiv, sobald die Vögel auf „Nachtflug“ schalten. Bei geschlossenen Augen bleibt das Gehirnareal abgeschaltet.

Kooperationspartner bei diesen Studien war die Gruppe um Prof. Erich Jarvis, Duke University, USA. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift PNAS - Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States erschienen (www.pnas.org).

Erst im vergangenen Jahr hatte das Team von Mouritsen in Zusammenarbeit mit der Oldenburger Neurobiologie-gruppe um Prof. Dr. Reto Weiler starke Hinweise darauf gefunden, dass die Zugvögel eine Art Magnetsensor beziehungsweise Kompass im Kopf haben, der in der Netzhaut der Augen lokalisiert ist. Zuvor war es ihnen gelungen, Cryptochrom-Moleküle in der Netzhaut zu identifizieren, die den Vögeln ermöglichen könnten, das Magnetfeld zu „sehen“. Ihre Erkenntnisse über die Orientierung im Dunkeln mit Hilfe von Magnetsinn und Sternenhimmel führte sie zu der Hypothese, dass nächtliche Zugvögel ein spezialisiertes Nachtsicht-System besitzen müssen.

Was hier als weißer Fleck im Gehirn einer Gartengrasmücke erscheint, ist der Bereich, der für das Nachtsehen zuständig ist ("Cluster N").

Um diese Annahme zu prüfen, haben die WissenschaftlerInnen die Genaktivitäten im Gehirn von nachtziehenden und nichtwandernden Singvögeln verglichen. Für die Versuche wählten sie zwei entfernt verwandte Arten nachtwandernder Zugvögel aus - Rotkehlchen und Gartengrasmücken - und zwei Arten von Nicht-Zugvögeln - Zebrafinken und Kanarienvögel. Die Tiere wurden im Zeitraum des normalen Vogelflugs (August bis Oktober und April bis Mai) in durchsichtige Käfige gesetzt, wo die ForscherInnen ihr Verhalten beobachten konnten. Die WissenschaftlerInnen simulierten den Tag-Nacht-Zyklus und sorgten dafür, dass die Vögel ansonsten nicht gestört wurden. Zu bestimmten Zeitpunkten am Tag oder in der Nacht wurden dann Genaktivitätsstudien an den Gehirnen der Tiere vorgenommen. Gemessen wurde die Aktivität von zwei verschiedenen Genen, die angeschaltet werden, sobald Nervenzellen durch Reize stimuliert werden. Die Aktivität dieser Gene - ZENK und cfos - wurde mit Hilfe der In-situ-Hybridisierung bestimmt. Dabei wird die Boten-RNA nachgewiesen, die auf dem Weg vom Gen zum Protein gebildet wird und somit anzeigt, dass ein Gen angeschaltet ist. Das Team entdeckte bei den nachtwandernden Singvögeln ein Gehirnareal, das nur nachts eine hohe Genaktivität aufwies. Dieser als „Cluster N“ (N für Nacht-Aktivierung) bezeichnete Gehirnbereich war hingegen bei jenen Singvögeln, die nachts nicht wandern, nicht zu finden - und bei den Zugvögeln ver-schwand die Aktivität, wenn man ihnen „Augenklappen“ aufsetzte. Diese Ergeb-nisse bestätigen nach Meinung der Oldenburger WissenschaftlerInnen die Hypothese, dass die nachtwandernden Zugvögel einen spezifisch an den Nachtflug angepassten Gehirnbereich besitzen, der ihnen besseres Sehen und Navigieren im Dunkeln ermöglicht. „Cluster N“ umfasst fünf Regionen und liegt benachbart zum so genannten visuellen „Wulst“: einer Gehirnregion, die die Informationen vom Auge verarbeitet. Mouritsen und sein Team vermuten nun, dass dieser neu entdeckte Gehirnbereich die visuellen Wahrnehmungen mit dem Magnetsinn sowie der Sternenorientierung koppelt und so für das präzise Navigationssystem der Vögel im Nachtflug zuständig ist.

Die Volkswagen-Stiftung fördert die von Mouritsen geleitete Nachwuchsforschergruppe „Animal navigation - a search for behavioural and physiological mechanisms“ mit 1,24 Millionen €.

Hochkarätige Windforschung

Experten diskutieren mechanische Aspekte

Die mechanischen Aspekte der Windenergie stehen im Mittelpunkt der europäischen Fachtagung „EUROMECH Colloquium 464b Wind Energy“, die vom 4. bis 7. Oktober 2005 an der Universität Oldenburg stattfindet. Organisiert wird die Veranstaltung, zu der ca. 80 ForscherInnen und PraktikerInnen aus ganz Europa erwartet werden, von ForWind, dem Zentrum für Windenergieforschung der Universitäten Oldenburg und Hannover. Das ExpertInnentreffen steht unter der Schirmherrschaft der European Mechanics Society (EUROMECH), einer internationalen und gemeinnützig arbeitenden wissenschaftlichen Gesellschaft. Ihr Ziel ist es, die Entwicklung der Mechanik sowohl auf dem Gebiet der Naturwissenschaften als auch der Ingenieurwissenschaften in Europa zu unterstützen und zu fördern.

ForWind freue sich über das Interesse der EUROMECH an der Windenergie, betonte Prof. Dr. Joachim Peinke, Leiter der Arbeitsgemeinschaft Hydrodynamik und Windenergie an der Universität und Mitglied des Lenkungsgremiums von ForWind. Das wissenschaftliche Auswahlkomitee für die Beiträge habe mit Experten aus den Niederlanden, Dänemark, Frankreich und Deutschland hochkarätig besetzt werden können.

Schwerpunkt der Tagung ist die Fluid- und Festkörpermechanik sowie ihre Auswirkungen auf die Energieerzeugung, insbesondere für Offshore-Nutzungen. Dies beinhaltet sowohl Fragen der Windmessung, der Windfeldbeschreibung und des Windpotenzials, als auch der Turbulenzen, Böen, Extremereignisse und Nachlaufeffekte. Auch die Gebiete Rotoraerodynamik, Fluktuationen in der Stromerzeugung, Seegangszustände und Wellenlasten sowie Materialeigenschaften, Ermüdung und Bauteilüberwachung werden thematisiert.

www.forwind.de/euromech

Wohlfühlen in Oldenburg

Telefon-Umfrage zur Lebens- und Umweltqualität

Wie wohl fühlen sich die OldenburgerInnen in ihrer Stadt? Dieser Frage gehen WissenschaftlerInnen der Universität und des Hörzentrums Oldenburg in einer mehrwöchigen Telefon-Befragung im Stadtgebiet nach. Die Projektgruppe unter Leitung von Dr. Markus Meis, Leiter der Abteilung Markt- und Wirkungsforschung am Hörzentrum, und Prof. Dr. August Schick, Psychoakustiker am Institut für Psychologie, wählt die EinwohnerInnen nach dem Zufallsprinzip aus. Die erhobenen Daten werden ausschließlich für die Studie genutzt, und die TeilnehmerInnen bleiben anonym.

Erste Ergebnisse der Untersuchung, die mit Unterstützung der Stadt durchgeführt wird, werden die WissenschaftlerInnen voraussichtlich im Oktober präsentieren. Von der Studie verspreche sich die Stadt nicht nur wichtige Informationen für die tägliche Arbeit, sondern auch neue Ansatzpunkte für die zukünftige Stadtplanung, sagte Stadtbaurat Dr. Frank Pantel. Die Studie will mit wissenschaftlichen Methoden klären, wie es um die Lebens- und Umweltqualität in verschiedenen Oldenburger Stadtteilen bestellt ist. „Straßenverkehr und Grünanlagen, Emission von Schadstoffen und Lärm, das unmittelbare Arbeits- und Wohnumfeld, Angebote für Freizeit und Erholung, die allgemeine Lebenszufriedenheit - viele Faktoren beeinflussen unser Wohlbefinden“, erläuterte Meis. Bereits seit Anfang des Jahres arbeitet das Hörzentrum an einer vergleichbaren überregionalen Untersuchung - einer Studie zum Einfluss von Fluglärm auf die Lebens-, Umwelt- und Wohnqualität an Deutschlands größtem Flughafen, dem Frankfurt Airport.