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    • Auf zugefrorenen schwedischen Seen rasen sie fast lautlos über das Eis, die "Eissegler" - ohne Boot nur mit dem Segel in den Händen. Möglichst hoch sollen ihre Schlittschuhe sein, damit sie ihr Segel optimal in den Wind stellen können.

      Schlagworte: Eis, Eislaufen, Schweden, Sportart

    • Das „Mer de Glace“ ist der größte Gletscher Frankreichs und ein beliebtes Ziel für Touristen. Gletscher faszinieren die Menschen schon seit jeher. Aber wie entstehen die imposanten Eisgiganten eigentlich? Und wieso sind sie ständig in Bewegung?

      Schlagworte: Eis, Frankreich, Gletscher

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    • Auf zugefrorenen schwedischen Seen rasen sie fast lautlos über das Eis, die "Eissegler" - ohne Boot nur mit dem Segel in den Händen. Möglichst hoch sollen ihre Schlittschuhe sein, damit sie ihr Segel optimal in den Wind stellen können.

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    • Der heute 1230 km lange Rhein war ursprünglich gar kein zusammenhängender Fluss und auch kein Alpenfluss - dazu wurde er erst relativ spät im Laufe seiner verwickelten Geschichte! 40 Millionen Jahre hat die Entstehung des Rheins gedauert – und die entscheidende geologische Vorgeschichte beginnt sogar noch früher, vor rund 250 Millionen Jahren.


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    • Was ist ein optischer Telegraph?

      Eine Welt ohne Telefon, SMS und Messenger-Dienste ist heute kaum noch vorstellbar. Aber wie übermittelte man früher Nachrichten? Berittene Boten wurden eingesetzt und man nutzte optische Signale wie Feuer, Rauch oder Licht, um Informationen weiterzugeben. Ende des 18. Jahrhunderts entwickelte der Franzose Claude Chappe einen optischen Telegraphen, der ganz neue Möglichkeiten eröffnete.

      Claude Chappe und die optische Telegraphie

      Bevor es in den 1840er Jahren möglich wurde, über elektrische Leitungen miteinander zu kommunizieren, wurden eilige Nachrichten von berittenen Boten überbracht. Schon lange davor verständigte man sich mithilfe optischer Signale: Über Fackeltelegraphen, Feuersignalketten, Rauchzeichen oder Spiegel, die das Sonnenlicht reflektierten, wurden Informationen weitergegeben. Diese Methoden waren aber störungsanfällig; längere Nachrichten, die viele Wörter enthielten, konnten so nicht übermittelt werden. Ende des 18. Jahrhunderts entwickelte der Franzose Claude Chappe gemeinsam mit seinen Brüdern eine besonders effektive Methode: die optische Telegraphie.

      Effektive Kommunikation mit visuellen Zeichen

      An einem Mast, der auf einem kleinen Turm oder einem Gebäude aufgestellt wurde, war ein schwenkbarer Querbalken befestigt. An dessen beiden Enden befand sich jeweils ein weiterer kleinerer, schwenkbarer Arm. Mit dieser Konstruktion konnten - über ein System von Seilzügen - je nach Position des Querbalkens und der Arme unterschiedliche visuelle Zeichen eingestellt werden. Diese waren jeweils einer Ziffer, einem Buchstaben, einzelnen Begriffen oder auch ganzen Sätzen zugeordnet. Der Sender verschlüsselte die Nachricht mit einem Zeichencode. Die Zeichen wurden über die Sendemasten eingestellt und als optisches Signal weitergegeben. In der Empfängerstation konnte die Nachricht mithilfe einer Tabelle entschlüsselt werden.

      Über weite Entfernungen verschlüsselt kommunizieren

      Damit die Kommunikation über weite Strecken möglich war, mussten sich die einzelnen Telegraphenstationen entlang einer Telegraphenlinie vom Sender zum Empfänger in Sichtweite befinden. Mit einem guten Fernrohr konnte man die Zeichen noch auf eine Entfernung von bis zu zwölf Kilometern erkennen. So weit waren die Telegraphenstationen auch maximal voneinander entfernt. Am Anfang der Nachrichtenkette stellten die Wärter der Sendestation die Zeichen über die schwenkbaren Arme ein. Diese wurden dann jeweils von den Betreibern der nächsten Station gesichtet und wiederum an die folgende Station weitergegeben.

      Ein Telegraphennetz über das ganze Land

      1792 konnte Claude Chappe die französische Nationalversammlung von seiner Entwicklung überzeugen; die ersten Telegraphenstationen wurden errichtet. Die erste „Telegraphenlinie“, d. h. die erste Anordnung mehrerer solcher Stationen hintereinander, wurde 1794 in Betrieb genommen. Sie bestand aus über 20 Stationen und verband Paris mit der Stadt Lille. Für die Übermittlung einer Botschaft aus 30 Wörtern brauchte man für diese Strecke von etwa 200 Kilometern ungefähr eine Stunde. Mit einem berittenen Boten hätte es einen ganzen Tag gedauert. Anfang des 19. Jahrhunderts entstand in Frankreich ein Netz von Telegraphenlinien, das sich über das ganze Land erstreckte. Es wurde mit über 500 Stationen zum wichtigsten, vor allem auch für militärische Nachrichten genutzten, System der Nachrichtenübertragung.

      Andere Länder, andere Signale

      Auch in Preußen, Schweden, England, Russland und Italien wurden optische Telegraphen zur Nachrichtenübermittlung eingesetzt. Es wurden dabei andere optische Signale verwendet. Statt drei Balken wie im französischen Telegraphennetz, mit denen 192 Einstellungen möglich waren, wurden beim Preußischen Telegraphen sechs Balken verwendet - damit waren 4.096 Einstellungen möglich. In England setzte man statt Balken achteckige drehbare Tafeln ein.

      Die elektrische Telegraphie

      Bevor elektrischer Strom effektiv und über weite Strecken genutzt werden konnte, war der optische Telegraph die schnellste Methode der Nachrichtenübermittlung. Dann erfand der Amerikaner Samuel Morse 1837 den elektrischen Schreibtelegraphen – den Morseapparat. Das Patent darauf meldete er 1840 an. Gegenüber der optischen Nachrichtenübermittlung hatte der elektrische Telegraph viele Vorteile: Zum Beispiel konnte er Tag und Nacht betrieben werden. Die übertragenen Zeichen waren nicht öffentlich sichtbar und konnten so besser geheim gehalten werden. Die optischen Telegraphenstationen wurden in der Folge nach und nach aufgegeben.


  • Energie

    • Wie funktioniert ein Sonnenkollektor?

      Ein Sonnenkollektor wandelt Sonnenstrahlung in Wärmeenergie um. Sonnenkollektoren sind oft auf den Dächern von Privathaushalten installiert. Mit ihrer Hilfe kann man Wasser er-wärmen oder Heizenergie gewinnen. Solarenergie zählt zu den erneuerbaren Energien und leistet damit einen wichtigen Beitrag für Ökologie und Umwelt.

      Sammelt Sonnenlicht – der Sonnenkollektor

      Doch wie funktioniert ein Sonnenkollektor? Treffen Lichtstrahlen auf einen Körper, dringen sie in diesen entweder ein oder werden reflektiert. Dabei gilt Folgendes: Ein heller Körper reflektiert viel und schluckt wenig Sonnenlicht; ein dunkler Körper reflektiert wenig, absor-biert aber mehr Sonnenstrahlen. Dieses Prinzip macht sich der Sonnenkollektor bei der Wärmegewinnung zu Nutze.

      Wärmeenergie durch Absorber

      Für die private Energiegewinnung werden vor allem Flachkollektoren verwendet. Diese Son-nenkollektoren bestehen aus zwei Schichten: Eine Glasscheibe oben und unten ein Absorber mit einer schwarzen Metallschicht. Darunter fließt Wasser als Wärmeträger. Treffen die Sonnenstrahlen durch die Glasscheibe auf die untere schwarze Schicht, wird beinahe der gesamte Spektralbereich des Lichtes geschluckt. Dabei erwärmen sich der Absorber und das darunter fließende Wasser. Der Absorber ist der wichtigste Bestandteil des Sonnenkollektors.

      Heißes Wasser und Wärme dank Sonnenenergie

      Das hört sich einfach an, hat jedoch einen Haken. Das schwarze Material schluckt viel Strah-lung, strahlt dabei aber auch wieder viel Wärme ab. Um diesen Energieverlust zu reduzieren, besitzt der Solarabsorber eine raffinierte Deckschicht aus besonderem Material. Damit ist der Sonnenkollektor allseitig wärmegedämmt und strahlt nur noch 5 Prozent der Energie wieder ab. Das Ergebnis: Das darunter fließende Wasser erreicht eine Temperatur von 60 bis 80 Grad! In gut gedämmten Leitungen fließt das warme Wasser in einen mit Schaumstoff isolierten Wassertank. Bei Bedarf kann das Brauchwasser aus diesem Wärmespeicher - zumindest in den Sommermonaten – jederzeit für eine warme Dusche genutzt werden.

      Der Umwelt zuliebe: Solarthermie

      Das Prinzip der Solarthermie ist bereits seit der Antike bekannt. Schon der Grieche Archime-des von Syrakus erkannte die Bedeutung von Brenn- und Hohlspiegeln. Der Legende nach soll er mit einem Solar-Spiegel die Flottenverbände der Römer in Brand gesetzt haben – oder zumindest die olympische Fackel. Erst im 18. Jahrhundert erfand der Schweizer Horace-Bénédict de Saussure den Vorläufer heutiger Solarkollektoren. Doch erst mit der Ölkrise in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts begannen Politiker die Solarenergie als ernstzu-nehmende Alternative für herkömmliche Energien zu fördern.


    • 600 Kugeln, dicht an dicht aufgereiht. Einmal darf der Billardspieler stoßen. Wird es ihm gelingen, seine Stoßenergie bis zur letzten Kugel weiter zu geben?


    • Ein Team von Radprofis will genügend Strom erzeugen, um ein Karussell in Schwung zu bringen. Ob das mit reiner Muskelkraft gelingt?


    • Viele Menschen wackeln nervös mit dem Knie. Wir wollen die Energie dieser Bewegung nutzen, um 10 000 Leuchtdioden zu betreiben. Ein kleines Plättchen, das wir an den Knien unserer Testpersonen befestigen, soll uns dabei helfen.


    • Die Wärme aus der Erde könnte eine Alternative zu fossilen Rohstoffen sein, denn diese werden knapper und teurer und verschärfen durch die Abgase den Treibhauseffekt. Geothermiekraftwerke nutzen heißes Wasser aus tief gelegenen Gesteinsschichten und erzeugen damit elektrischen Strom. Sie arbeiten nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung, d.h. sie produzieren Strom und heizen auch per Fernwärme. Wie das genau geht, zeigt der Film mithilfe einer Animation.


  • Energieerzeugung

  • Energieübertragung

  • Energieversorgung

    • Wie funktioniert ein Sonnenkollektor?

      Ein Sonnenkollektor wandelt Sonnenstrahlung in Wärmeenergie um. Sonnenkollektoren sind oft auf den Dächern von Privathaushalten installiert. Mit ihrer Hilfe kann man Wasser er-wärmen oder Heizenergie gewinnen. Solarenergie zählt zu den erneuerbaren Energien und leistet damit einen wichtigen Beitrag für Ökologie und Umwelt.

      Sammelt Sonnenlicht – der Sonnenkollektor

      Doch wie funktioniert ein Sonnenkollektor? Treffen Lichtstrahlen auf einen Körper, dringen sie in diesen entweder ein oder werden reflektiert. Dabei gilt Folgendes: Ein heller Körper reflektiert viel und schluckt wenig Sonnenlicht; ein dunkler Körper reflektiert wenig, absor-biert aber mehr Sonnenstrahlen. Dieses Prinzip macht sich der Sonnenkollektor bei der Wärmegewinnung zu Nutze.

      Wärmeenergie durch Absorber

      Für die private Energiegewinnung werden vor allem Flachkollektoren verwendet. Diese Son-nenkollektoren bestehen aus zwei Schichten: Eine Glasscheibe oben und unten ein Absorber mit einer schwarzen Metallschicht. Darunter fließt Wasser als Wärmeträger. Treffen die Sonnenstrahlen durch die Glasscheibe auf die untere schwarze Schicht, wird beinahe der gesamte Spektralbereich des Lichtes geschluckt. Dabei erwärmen sich der Absorber und das darunter fließende Wasser. Der Absorber ist der wichtigste Bestandteil des Sonnenkollektors.

      Heißes Wasser und Wärme dank Sonnenenergie

      Das hört sich einfach an, hat jedoch einen Haken. Das schwarze Material schluckt viel Strah-lung, strahlt dabei aber auch wieder viel Wärme ab. Um diesen Energieverlust zu reduzieren, besitzt der Solarabsorber eine raffinierte Deckschicht aus besonderem Material. Damit ist der Sonnenkollektor allseitig wärmegedämmt und strahlt nur noch 5 Prozent der Energie wieder ab. Das Ergebnis: Das darunter fließende Wasser erreicht eine Temperatur von 60 bis 80 Grad! In gut gedämmten Leitungen fließt das warme Wasser in einen mit Schaumstoff isolierten Wassertank. Bei Bedarf kann das Brauchwasser aus diesem Wärmespeicher - zumindest in den Sommermonaten – jederzeit für eine warme Dusche genutzt werden.

      Der Umwelt zuliebe: Solarthermie

      Das Prinzip der Solarthermie ist bereits seit der Antike bekannt. Schon der Grieche Archime-des von Syrakus erkannte die Bedeutung von Brenn- und Hohlspiegeln. Der Legende nach soll er mit einem Solar-Spiegel die Flottenverbände der Römer in Brand gesetzt haben – oder zumindest die olympische Fackel. Erst im 18. Jahrhundert erfand der Schweizer Horace-Bénédict de Saussure den Vorläufer heutiger Solarkollektoren. Doch erst mit der Ölkrise in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts begannen Politiker die Solarenergie als ernstzu-nehmende Alternative für herkömmliche Energien zu fördern.


  • Entdeckung (Geschichte)

  • Enzyme

    • Was ist der genetische Code?

      Über sieben Milliarden Menschen leben heute auf der Erde und jeder einzelne von Ihnen ist ein Unikat. Wie kann das sein? Der „genetische Code“ macht es möglich! In diesem Code sind die Informationen gespeichert, die der Körper braucht, um Proteine - die Grundbausteine des Lebens - zu bilden. Eine virtuelle Reise ins Innere einer Zelle zeigt die wichtigsten Schritte vom genetischen Code zum Protein und verdeutlicht das faszinierende Zusammenspiel von DNA, RNA und Enzymen.


    • Wie wird Allgäuer Käse gemacht?

      Wer Käse liebt, weiß den Allgäuer Käse besonders zu schätzen. Aber wie wird eigentlich aus der Milch der Kühe, die auf den Bergwiesen saftige Gräser und Kräuter weiden, ein Käselaib mit dem ganz besonderen, würzigen Aroma?


  • Erdbeben

  • Erde

    • Warum wird es jeden Tag hell und jede Nacht dunkel? Und warum sind die Tage bei uns im Sommer länger als im Winter?


    • Wie kommt es, dass wir den Mond nicht immer gleich wahrnehmen, dass er sich zum Beispiel manchmal als Neumond, manchmal als Vollmond zeigt? Was haben Sonne und Erde damit zu tun? Das Video erklärt die Zusammenhänge.


    • Warum gibt es Ebbe und Flut?

      Ebbe und Flut sind regelmäßig wiederkehrende Wasserbewegungen der Ozeane. Die Ebbe bezeichnet den Zeitraum, in dem das Wasser sinkt, die Flut die Spanne, in der das Wasser steigt. Dies geschieht im Rhythmus von 12 Stunden und 25 Minuten. Dabei senken und heben sich die Ozeane um bis zu 20 Meter. In Deutschland kann man das Phänomen der Gezeiten besonders an den Küsten beobachten: An der Nordsee gibt es innerhalb eines Tages zweimal Hoch- und zweimal Niedrigwasser. Den in Metern gemessenen Unterschied zwischen Hoch- und Niedrigwasser bezeichnet man als Tidenhub.

      Der Mond verursacht Ebbe und Flut

      Der Mond bestimmt mit seiner anziehenden Wirkung auf die Erde die Gezeiten. Dabei wirkt der Mond wie ein Magnet und zieht das Wasser von der Erde weg. Auf der mondzugewandten Seite der Erde entsteht dadurch ein Flutberg, ebenso wie auf der mondabgewandten Seite. Beide Flutberge sind etwa einen halben Meter hoch. Dazwischen liegen zwei Ebbtäler. Innerhalb eines Tages dreht sich die Erde unter den beiden Flutbergen hindurch.

      Anziehungskraft und Fliehkraft bestimmen die Gezeiten

      Verantwortlich für die Entstehung von Ebbe und Flut sind zwei Kräfte: die Gravitationskräfte des Mondes und die Fliehkraft. Beide Kräfte wirken im Zusammenspiel mit dem Erde-Mond-System, das um einen gemeinsamen Schwerpunkt im Inneren der Erdkugel rotiert: Auf der mondzugewandten Seite wirkt die Anziehungskraft des Mondes stärker, auf der abgewandten Seite dominiert die Fliehkraft. Dadurch entstehen auf beiden Seiten der Erde Flutberge.

      Einfluss der Sonne

      Je nach ihrem Stand kann auch die Sonne das Spiel der Gezeiten beeinflussen und die Kraft des Mondes verstärken. Bei Voll- und Neumond wirken Sonne und Mond zusammen: die Folge, es kommt zu starkem Hochwasser, einer so genannten Springtide. Bei Halbmond sind Ebbe und Flut weniger stark ausgeprägt, da die Kräfte von Sonne und Mond in unterschiedliche Richtungen weisen. Dieses Phänomen des „Niedrigwassers“ nennt man Nipptide.


    • In der Antike galt die Erde als Mittelpunkt des Universums. Dieses Weltbild hielt sich über hunderte von Jahren, bis es im Zeitalter der Renaissance durch die Berechnungen genialer Mathematiker ins Wanken kam. Einer von ihnen war Johannes Kepler. Was genau hat er herausgefunden?


  • Erdgeschichte

    • Der heute 1230 km lange Rhein war ursprünglich gar kein zusammenhängender Fluss und auch kein Alpenfluss - dazu wurde er erst relativ spät im Laufe seiner verwickelten Geschichte! 40 Millionen Jahre hat die Entstehung des Rheins gedauert – und die entscheidende geologische Vorgeschichte beginnt sogar noch früher, vor rund 250 Millionen Jahren.


  • Erdkruste

  • Erdmagnetismus

  • Erdöl

  • Erdölverarbeitung

  • Erdrotation

    • Was ist ein Jetstream?

      Ein Jetstream ist ein sehr schneller, bandförmiger Westwindstrom, der Windgeschwindigkeiten von bis zu 500 Kilometern pro Stunde erreichen kann. Sowohl auf der Nord- als auch auf der Südhalbkugel gibt es Westwindströme, insgesamt zwei Jetstreams auf jeder Halbkugel. Die Westwindströmungen auf der Nordhalbkugel beeinflussen maßgeblich unser europäisches Wetter. Flugzeuge aus den USA mit dem Ziel Europa nutzen den starken Rückenwind von West nach Ost regelrecht als „Autobahn“. So können die Fluglinien Zeit und Benzin sparen. Doch wie kommt es zu dem Phänomen des „Jetstreams“, auch als „Strahlstrom“ be-kannt?

      Der Jetstream, starke Winde in großer Höhe

      Starke Westwindströmungen treten in großen Höhen von 10 Kilometern in der Troposphäre auf. Sie entstehen dort, wo kalte und warme Luftzellen aufeinander treffen. Der Westwind-strom an der Berührungsstelle von Polar- und Ferrelzelle heißt Polarfrontjetstream, die starken Winde zwischen Ferrel- und Hadleyzelle nennt man Suptropenjetstream. Unser Wetter in Europa wird am stärksten vom Polarfrontjetstream beeinflusst. Dieser Strahlstrom verläuft zwischen dem 40° und 60° Breitengrad und zählt zur Gruppe der „geostrophischen Winde“. Der Polarfrontjetstream bildet sich infolge globaler Ausgleichsbewegungen zwischen Hoch- und Tiefdruckgebieten. Dabei fließt warme Luft vom Äquator Richtung Nordpol, die durch die Erdrotation nach Osten abgelenkt wird.

      Beeinflusst die Windrichtung: die Corioliskraft

      Für die Ablenkung der Winde durch die Erdrotation ist die Corioliskraft verantwortlich. Sie ist nach dem französischen Wissenschaftler Gaspard Gustave de Coriolis benannt, der dieses Phänomen im Jahr 1835 als erster mathematisch untersuchte. Am Äquator dreht sich die Erde mit 1670 Kilometern pro Stunde nach Osten, in Richtung der Pole nimmt die Geschwindigkeit ab. Die Luftmassen, die so vom Äquator zum Nordpol strömen, nehmen den Schwung nach Osten mit und bewegen sich somit schneller als die Erdoberfläche weiter nordwärts. Daher führt die Corioliskraft auf der Nordhalbkugel zu einer Rechtsablenkung der Luftmassen; auf der Südhalbkugel zu einer Linksablenkung. Außerdem gilt: Je näher die Winde an die Pole herankommen, desto stärker ist die Ablenkung. Die Corioliskraft ist somit dafür verantwortlich, dass der Polarfrontjetstream Richtung Osten bläst.

      Verantwortlich für unser Klima in Europa: die Rossby-Wellen des Jetstreams

      In Deutschland kommt der Wind oft aus westlicher Richtung, vom Atlantik her. Er bringt feuchte Luft und sorgt für ein gemäßigtes Klima. Auch das verdanken wir einer Besonderheit des Strahlstroms: Der Jetstream ist kein gleichmäßiges Windband, er mäandert. Dabei entstehen großräumige Wellen in der Atmosphäre - sogenannte Rossby-Wellen -, in denen die Jetstreams sich um die Erde herum bewegen. Je nachdem wie die Wellen verlaufen, bilden sich Hoch- oder Tiefdruckgebiete. Sie wandern mit dem Strahlstrom von Westen nach Osten und beeinflussen unser Wetter in Europa.


    • Wie entsteht ein tropischer Wirbelsturm

      Ob Hurrikan, Taifun oder Zyklon – eines haben tropische Wirbelstürme trotz ihrer unterschiedlichen Bezeichnung in den verschiedenen Erdteilen gemeinsam: Die Stürme entstehen im Bereich der Tropen über den Ozeanen. Dabei verdunstet Meerwasser, so dass feuchtwarme Luft schnell nach oben steigen kann. Heftige Wirbelstürme können Schäden in Millionenhöhe verursachen und fordern mit ihrer gewaltigen Zerstörungskraft nicht selten viele Todesopfer, vor allem in den tropischen Küstenregionen.

      Tropische Wirbelstürme sind abhängig von Wassertemperatur und Corioliskraft

      Tropische Wirbelstürme können nur unter ganz bestimmten Bedingungen entstehen. Dazu muss die Temperatur der Meeresoberfläche mindestens 27 Grad Celsius betragen und die Corioliskraft mitwirken. Die Corioliskraft wird durch die Drehung der Erde erzeugt und lenkt die Luftmassen ab: auf der Nordhalbkugel nach rechts, also nach Osten, auf der Südhalbkugel nach links, also nach Westen. Treffen diese Faktoren - warmes Meerwasser und Corioliskraft - zusammen, kann daraus bei bestimmten Bedingungen ein Wirbelsturm entstehen. Das funktioniert aber nur innerhalb der tropischen Zone auf beiden Erdhalbkugeln - zwischen dem 5. und dem 20. Breitengrad. Am Äquator selbst sind die Ozeane zwar warm genug, aber die Corioliskraft fehlt. An den Polen ist es umgekehrt: Hier ist die Corioliskraft stark, jedoch das Meerwasser zu kalt.

      Wirbelstürme entstehen durch Verdunstungen an der Meeresoberfläche

      Ein tropischer Wirbelsturm entsteht immer gleich: Zunächst verdunstet Wasser an der Meeresoberfläche, die feuchtwarme Luft steigt auf und kondensiert in der Höhe. Durch die Kondensation entstehen Cumulus-Wolken, die mit ihrer Verdunstungswärme Energie für den Sturm liefern. Die Folge: Die Windgeschwindigkeit nimmt zu, es entstehen Gewitterwolken, die ringförmig angeordnet sind und durch die Corioliskraft zu rotieren beginnen. Diese spiralförmige Form eines Wirbelsturms bezeichnet man auch als Augenwall (eyewall) – hier treten die höchsten Windgeschwindigkeiten und die stärksten Niederschläge auf. Die sich drehenden Luftmassen können bis zu 250 Kilometer pro Stunde erreichen. Im Zentrum des Sturms, im sogenannten Auge (eye), ist es dagegen nahezu windstill. Hier herrscht ein Unterdruck, durch den feuchtwarme Meeresluft nachgesaugt wird. Diese steigt spiralförmig in den Eyewall und liefert weitere Energie für Wirbelsturm.

      Folgen tropischer Wirbelstürme

      Tropische Wirbelstürme entfalten bei zunehmender Stärke zerstörerische Kräfte. Auf See sorgen sie für hohen Seegang und gefährden die Schifffahrt. An Land zerstören Hurrikane, Taifune und Co. mit ihren enormen Windgeschwindigkeiten Gebäude, Straßen, Häfen. Hinzu kommen oft Schäden durch Starkregen, Überschwemmungen und Sturmfluten an den Küsten. Zum Glück besteht heutzutage mithilfe von Wettersatelliten und modernster Technik die Möglichkeit, tropische Wirbelstürme und ihren Zugweg genau zu bestimmen und die Bevölkerung rechtzeitig zu warnen.


  • Erfinder

    • Wie hat die Dampfmaschine das Arbeitsleben verändert?

      Mit der Erfindung der Dampfmaschine begann das Industriezeitalter: Immer mehr Fabriken entstanden, die Arbeitsabläufe wurden neu strukturiert. Alltag und Arbeitsleben der Menschen veränderten sich grundlegend.

      Das vorindustrielle Zeitalter

      Bevor es Dampfmaschinen gab, richteten sich die Menschen nach dem Rhythmus der Natur. Bei der Arbeit waren sie auf ihre eigene Muskelkraft angewiesen oder auf die ihrer Nutztiere. Auch Wind- und Wasserkraft wurden genutzt. Dann wurde die Dampfmaschine erfunden.

      Energie durch heißen Dampf

      Die Geschichte der Dampfmaschine begann im Bergbau. In den Gängen und Schächten, die von den Bergleuten ins Erdinnere gegraben wurden, sammelte sich Wasser. Das musste wieder raus. Diese Arbeit erledigten bis ins 16. Jahrhundert sogenannte Wasserknechte, die das Grubenwasser mit Eimern und anderen Behältern abschöpften und nach oben transportierten. Viel effektiver waren Wasserhebe- und Pumpsysteme, die nach und nach aufkamen und mit Pferdestärke oder Wasserkraft angetrieben wurden. Ab Mitte des 17. Jahrhunderts wurden Pumpsysteme eingesetzt, die mit heißem Dampf angetrieben wurden. Die Maschinen wandelten die im Dampf enthaltene Wärme- und Druckenergie durch einen beweglichen Kolben in Bewegungsenergie um.

      Thomas Newcomens Methode

      Der englische Erfinder Thomas Newcomen entwickelte eine Methode, mit der man durch Wassereinspritzung den heißen Wasserdampf im Zylinder der Dampfmaschine schneller zum Kondensieren bringen konnte. Dadurch wurde im Antriebssystem auch schneller der gewünschte Unterdruck erzeugt, der für die Bewegung des Kolbens erforderlich war. Mit Newcomens Methode konnte die Taktfrequenz der Kolbenbewegung - und damit der Wirkungsgrad der Maschine - erhöht werden. 1712 kam eine solche Dampfmaschine erstmals in einem Kohlebergwerk zum Einsatz.

      James Watts effiziente Dampfmaschine

      Der schottische Erfinder James Watt fand heraus, wie der Wirkungsgrad der Newcomen-Dampfmaschine verbessert werden konnte. Dazu ließ er die Kondensation durch Wassereinspritzung abgetrennt vom Arbeits-Zylinder in einem Kondensator ablaufen. Die erste Dampfmaschine nach dem Watt‘schen Prinzip kam 1776 zum Einsatz. In den folgenden Jahren gelangen Watt weitere Verbesserungen. So entwickelte er eine Methode, mit der der Kolben von beiden Seiten durch Wasserdampf in Bewegung gebracht wurde. Diese Art Dampfmaschine war so effizient, dass allein mit ihrer Kraft viele andere Maschinen in Gang gesetzt werden konnten. Zum Beispiel Spinn- und Webmaschinen in der Textilindustrie.

      Die Industrialisierung

      Nicht nur in England, überall in Europa wurden zu Beginn des 19. Jahrhunderts riesige Fabrikanlagen gebaut, in denen die leistungsfähigen Maschinen zum Einsatz kamen. Über ein ausgeklügeltes Riemensystem konnten die Dampfmaschinen alle anderen Maschinen antreiben. Sie ermöglichten Massenproduktion bei gleichbleibender Qualität. Dampflokomotiven boten neue Möglichkeiten für den Transport von Personen und Gütern: Mit hohen Geschwindigkeiten brachten sie Menschen, Rohstoffe und Waren ans Ziel. Auch Schiffe wurden mit Dampfkraft angetrieben.

      Schichtarbeit in den Fabriken

      Mit dem Einsatz von Maschinen in den Fabriken veränderten sich die Arbeitsabläufe und Arbeitsbedingungen der Menschen radikal. Die Arbeitsabläufe wurden unterteilt; das oft monotone Bedienen von Maschinen wurde zur zentralen Aufgabe der Fabrikarbeiter. Sie mussten nun in Schichten arbeiteten, denn die Maschinen liefen rund um die Uhr. Sozial waren sie häufig kaum abgesichert, ihre Löhne waren niedrig und Arbeitszeiten von zwölf Stunden waren keine Seltenheit.


  • Erinnerung

    • Dorothea Seitz ist Gedächtnissportlerin. Sie ist in der Lage, sich weitaus mehr Dinge viel schneller einzuprägen als der Durchschnittsmensch. Aber auch "Normaldenker" können ihre Merkfähigkeit trainieren und von den Tipps und Tricks der Meisterin profitieren.


  • Ernährung

  • Erneuerbare Energien

    • Wie funktioniert ein Sonnenkollektor?

      Ein Sonnenkollektor wandelt Sonnenstrahlung in Wärmeenergie um. Sonnenkollektoren sind oft auf den Dächern von Privathaushalten installiert. Mit ihrer Hilfe kann man Wasser er-wärmen oder Heizenergie gewinnen. Solarenergie zählt zu den erneuerbaren Energien und leistet damit einen wichtigen Beitrag für Ökologie und Umwelt.

      Sammelt Sonnenlicht – der Sonnenkollektor

      Doch wie funktioniert ein Sonnenkollektor? Treffen Lichtstrahlen auf einen Körper, dringen sie in diesen entweder ein oder werden reflektiert. Dabei gilt Folgendes: Ein heller Körper reflektiert viel und schluckt wenig Sonnenlicht; ein dunkler Körper reflektiert wenig, absor-biert aber mehr Sonnenstrahlen. Dieses Prinzip macht sich der Sonnenkollektor bei der Wärmegewinnung zu Nutze.

      Wärmeenergie durch Absorber

      Für die private Energiegewinnung werden vor allem Flachkollektoren verwendet. Diese Son-nenkollektoren bestehen aus zwei Schichten: Eine Glasscheibe oben und unten ein Absorber mit einer schwarzen Metallschicht. Darunter fließt Wasser als Wärmeträger. Treffen die Sonnenstrahlen durch die Glasscheibe auf die untere schwarze Schicht, wird beinahe der gesamte Spektralbereich des Lichtes geschluckt. Dabei erwärmen sich der Absorber und das darunter fließende Wasser. Der Absorber ist der wichtigste Bestandteil des Sonnenkollektors.

      Heißes Wasser und Wärme dank Sonnenenergie

      Das hört sich einfach an, hat jedoch einen Haken. Das schwarze Material schluckt viel Strah-lung, strahlt dabei aber auch wieder viel Wärme ab. Um diesen Energieverlust zu reduzieren, besitzt der Solarabsorber eine raffinierte Deckschicht aus besonderem Material. Damit ist der Sonnenkollektor allseitig wärmegedämmt und strahlt nur noch 5 Prozent der Energie wieder ab. Das Ergebnis: Das darunter fließende Wasser erreicht eine Temperatur von 60 bis 80 Grad! In gut gedämmten Leitungen fließt das warme Wasser in einen mit Schaumstoff isolierten Wassertank. Bei Bedarf kann das Brauchwasser aus diesem Wärmespeicher - zumindest in den Sommermonaten – jederzeit für eine warme Dusche genutzt werden.

      Der Umwelt zuliebe: Solarthermie

      Das Prinzip der Solarthermie ist bereits seit der Antike bekannt. Schon der Grieche Archime-des von Syrakus erkannte die Bedeutung von Brenn- und Hohlspiegeln. Der Legende nach soll er mit einem Solar-Spiegel die Flottenverbände der Römer in Brand gesetzt haben – oder zumindest die olympische Fackel. Erst im 18. Jahrhundert erfand der Schweizer Horace-Bénédict de Saussure den Vorläufer heutiger Solarkollektoren. Doch erst mit der Ölkrise in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts begannen Politiker die Solarenergie als ernstzu-nehmende Alternative für herkömmliche Energien zu fördern.


    • Die Sonne verwöhnt die Erde mit Licht und Wärme, schickt uns mehr Energie, als wir überhaupt benötigen. Jetzt muss man die Sonnenwärme nur noch einfangen und daraus Strom erzeugen.


    • Die Wärme aus der Erde könnte eine Alternative zu fossilen Rohstoffen sein, denn diese werden knapper und teurer und verschärfen durch die Abgase den Treibhauseffekt. Geothermiekraftwerke nutzen heißes Wasser aus tief gelegenen Gesteinsschichten und erzeugen damit elektrischen Strom. Sie arbeiten nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung, d.h. sie produzieren Strom und heizen auch per Fernwärme. Wie das genau geht, zeigt der Film mithilfe einer Animation.


  • Ernte

    • Früher musste Weizen mühsam in Handarbeit geschnitten, gedroschen und die Spreu vom Weizen getrennt werden. Heute übernimmt all das eine einzige Maschine - der Mähdrescher.


    • Wie werden Kartoffelchips hergestellt?

      Kartoffelchips sind weltweit ein beliebtes Produkt der Lebensmittelindustrie. Der herzhafte Snack wird aus frischen Kartoffeln hergestellt. In den Fabriken werden die Kartoffeln unter strengen Qualitätskontrollen zu hauchdünnen Chips aller Geschmacksrichtungen verarbeitet.

      Kartoffelchips – ein weltweit beliebter Snack

      Kartoffelchips gehören zu den beliebtesten Snacks auf der ganzen Welt. Jeder Deutsche ver-zehrt pro Jahr im Durchschnitt ein Kilo Kartoffelchips. Die Grundzutat für die knusprige Leckerei sind natürlich die Kartoffeln selbst. Frisch geerntet werden die Knollen in die Fabrik gebracht und dort zu Chips verarbeitet.

      Wie stellt die Lebensmittelindustrie Kartoffelchips her?

      In der Fabrik werden die Kartoffeln zunächst gründlich gewaschen und wandern danach in eine große Schältrommel. Dabei wird geprüft, ob Qualität und Größe der Kartoffeln den Vorgaben der Lebensmittelindustrie entsprechen. Dann kommt der entscheidende Schritt der Chips-Verarbeitung: Die Knollen werden in hauchdünne Scheiben geschnitten. Wichtig ist, dass die Maße exakt stimmen, damit die Chips ihr unverkennbares Aussehen und ihren knusprigen Geschmack erhalten. In großen Fritteusen werden die Kartoffelscheiben an-schließend in heißem Öl ausgebacken und je nach gewünschter Geschmacksrichtung – zum Beispiel mit Paprika oder Chili – gewürzt. Jetzt müssen die fertigen Kartoffelchips nur noch verpackt und in den Geschäften ausgeliefert werden.

      Kartoffelchips sind Kalorienbomben

      Kartoffeln zählen als gesundes Lebensmittel. Als Chips verarbeitet, sind die frittierten Kartof-felscheiben allerdings wahre Kalorienbomben. Ein Blick auf die Nährwerttabelle einer Chips- tüte zeigt, dass 175 Gramm Kartoffelchips je nach Hersteller rund 30 bis 35 Gramm Fett ent-halten. Isst man eine halbe Tüte Chips (ca. 100 Gramm), nimmt man damit rund 500 Kalo-rien zu sich. Viele Hersteller fügen zudem noch Salz, Gewürze, Geschmacksverstärker oder Hefeextrakt hinzu. Den Effekt kennt jeder: Man kann nicht aufhören zu knabbern, bis die Tüte leer ist.

       


  • Erntemaschiene

    • Wie werden Kartoffelchips hergestellt?

      Kartoffelchips sind weltweit ein beliebtes Produkt der Lebensmittelindustrie. Der herzhafte Snack wird aus frischen Kartoffeln hergestellt. In den Fabriken werden die Kartoffeln unter strengen Qualitätskontrollen zu hauchdünnen Chips aller Geschmacksrichtungen verarbeitet.

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      Kartoffelchips gehören zu den beliebtesten Snacks auf der ganzen Welt. Jeder Deutsche ver-zehrt pro Jahr im Durchschnitt ein Kilo Kartoffelchips. Die Grundzutat für die knusprige Leckerei sind natürlich die Kartoffeln selbst. Frisch geerntet werden die Knollen in die Fabrik gebracht und dort zu Chips verarbeitet.

      Wie stellt die Lebensmittelindustrie Kartoffelchips her?

      In der Fabrik werden die Kartoffeln zunächst gründlich gewaschen und wandern danach in eine große Schältrommel. Dabei wird geprüft, ob Qualität und Größe der Kartoffeln den Vorgaben der Lebensmittelindustrie entsprechen. Dann kommt der entscheidende Schritt der Chips-Verarbeitung: Die Knollen werden in hauchdünne Scheiben geschnitten. Wichtig ist, dass die Maße exakt stimmen, damit die Chips ihr unverkennbares Aussehen und ihren knusprigen Geschmack erhalten. In großen Fritteusen werden die Kartoffelscheiben an-schließend in heißem Öl ausgebacken und je nach gewünschter Geschmacksrichtung – zum Beispiel mit Paprika oder Chili – gewürzt. Jetzt müssen die fertigen Kartoffelchips nur noch verpackt und in den Geschäften ausgeliefert werden.

      Kartoffelchips sind Kalorienbomben

      Kartoffeln zählen als gesundes Lebensmittel. Als Chips verarbeitet, sind die frittierten Kartof-felscheiben allerdings wahre Kalorienbomben. Ein Blick auf die Nährwerttabelle einer Chips- tüte zeigt, dass 175 Gramm Kartoffelchips je nach Hersteller rund 30 bis 35 Gramm Fett ent-halten. Isst man eine halbe Tüte Chips (ca. 100 Gramm), nimmt man damit rund 500 Kalo-rien zu sich. Viele Hersteller fügen zudem noch Salz, Gewürze, Geschmacksverstärker oder Hefeextrakt hinzu. Den Effekt kennt jeder: Man kann nicht aufhören zu knabbern, bis die Tüte leer ist.

       


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    • Wie werden Kirschen zu Kaffee?

      Die Wiege des Kaffeeanbaus liegt in Äthiopien. Die Früchte der Kaffeesträucher werden geerntet, wenn sie tiefroten Kirschen gleichen. Aus den reifen Früchten gewinnt man die Kaffeebohnen, die in den zahlreichen Röstereien auf der Welt zu feinem Kaffee vermahlen werden.

      Äthiopien – Heimat des Kaffeeanbaus

      Ohne den morgendlichen Kaffee würde vielen Menschen nicht nur das belebende Koffein, sondern auch das liebgewonnene Ritual des Kaffeetrinkens fehlen. Kaffee ist eines der beliebtesten Genussmittel in Europa. Angebaut wird die Kaffeepflanze allerdings vor allem in tropischen Ländern rund um den Äquator. Äthiopien gilt als die Wiege des Kaffeeanbaus, doch wird heute der Großteil des Kaffees auf Plantagen in Brasilien, Vietnam und Kolumbien produziert. Zwei Kaffeepflanzen sind besonders verbreitet: der Arabica-Kaffee und der Robusta-Kaffee, wobei der erste der Wertvollere ist.

      Die Frucht der Kaffeepflanze ähnelt einer roten Kirsche mit zwei Bohnen

      Kaffeepflanzen sind sehr empfindlich und tragen das erste Mal frühestens nach fünf Jahren Früchte. Die Blüten der Kaffeesträucher sind weiß und bilden später grüne Früchte aus. Erst wenn die kugelförmigen Kaffeekirschen tiefrot sind, sind sie reif für die Ernte. Die roten Kaffeekirschen werden meist einmal pro Jahr geerntet. Nach dem Pflücken legen die Kaffeebauern die reifen Früchte zum Trocknen in der Sonne aus. Nachdem das Fruchtfleisch ganz hart ist, werden die Schalen entfernt, so dass nur die Kerne der Kirschen, die Kaffeebohnen, übrig bleiben. Meist findet man in jeder Kaffee-Kirsche zwei Bohnen. Nach dem Schälen und Reinigen sind die Kaffeebohnen noch ganz hell. Sie erhalten ihre dunkle Farbe erst im bevorstehenden Röstprozess.

      Ohne Röstung, kein guter Kaffee

      Der wichtigste Schritt bei der Verarbeitung der Kaffeebohnen ist die Röstung. Wie der Kaffee geröstet wird, bestimmt seine späteren Geschmackseigenschaften. Das Kaffeerösten ist ein kreativer Prozess, wobei auch verschiedene Kaffeesorten miteinander kombiniert werden können. Der Röstmeister weiß genau, wie lange die Bohnen in der Röst-Trommel verweilen müssen, um entweder ein kräftiges oder mildes Aroma zu gewinnen. Die erste Röst-Stufe ist erreicht, wenn man ein typisches Knack-Geräusch beim Aufplatzen der Bohnen hört, den sogenannten „First Crack“. Sind die Kaffeebohnen nach dem Rösten abgekühlt, können die Bohnen zu feinem Pulver vermahlen und mit Wasser zu einem guten Kaffee aufgebrüht werden.


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