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  • Waage

  • Wacholder

    • Wacholderheiden gehören zu den artenreichsten Biotopen in Mitteleuropa. Ihre besondere Beschaffenheit verdanken die offenen, von Wacholderbäumen dominierten Graslandschaften, den Schafherden, die sie über Jahrhunderte beweideten. Der Rückgang der Wanderschäferei bedroht die Existenz der alten Kulturlandschaften.

      Die Entstehung von Wacholderheiden

      Wacholderheiden gibt es überall in Europa und Deutschland, z. B. auch auf der Schwäbischen Alb. Sie liegen zumeist weit entfernt von Ortschaften, in trockenen, stickstoff- und nährstoffarmen, oft steilen und nach Süden exponierten Hanglagen. Die Südlage und der fehlende Schatten sorgen dafür, dass es auf den Heiden im Sommer sehr heiß werden kann; die Luftfeuchtigkeit ist gering. Verantwortlich für ihre Entstehung sind zwar auch die Menschen, die Bäume fällten und große, sonnige Weideflächen für ihre Nutztiere schufen. Entscheidend waren aber die kulinarischen Vorlieben der Ziegen und Schafe, die sie im Laufe der Jahrhunderte beweideten. Während die Herden die wohlschmeckenden und gut erreichbaren jungen Triebe von Waldbäumen mit Genuss verspeisten, verschmähten sie deren Konkurrenten, den namengebenden, stacheligen Wacholder und andere Pflanzen mit unangenehm piksenden Blättern und Dornen.

      Flora und Fauna

      Da Bäume klein gehalten wurden, nahmen Gräser, Kräuter, Moose und Flechten die wenig fruchtbaren Flächen in Besitz. Neben dem Wacholder finden auch dornige Holzgewächse wie Schlehe, Berberitze und Weißdorn ideale Bedingungen. Silberdisteln, Küchenschellen, Schwalben- und Nieswurz gedeihen ebenso wie verschiedene Enzianarten, scharf schmeckender Feldthymian, Wermut oder die Zypressenwolfsmilch, deren Milchsaft giftig ist. Eine Besonderheit sind seltene Orchideenarten wie die geschützten Knabenkräuter und die Fliegenragwurz, die im Juni blüht. Diese Pflanzenarten locken zahlreiche Insekten und Schmetterlinge an. Auch auffällig viele Heuschreckenarten und wärmeliebende Wirbeltiere wie Kreuzottern und Eidechsen sind hier heimisch. Für viele Tier- und Pflanzenarten sind Wacholderheiden ein Paradies – und zugleich sind sie eines der artenreichsten Ökosysteme Europas.

      Eine besondere, aber bedrohte Kulturlandschaft

      Da es heutzutage immer weniger Wanderschäfer gibt, drohen Wacholderheiden wieder waldartig zuzuwachsen; manche holt sich der Wald – durch die so genannte Sukzession - auf natürliche Weise zurück, andere wurden nach der Aufgabe der Schäferei mit Kiefern und Fichten gezielt wiederaufgeforstet, fielen der Intensivierung der Landwirtschaft zum Opfer oder mussten Besiedelung, Straßen oder Steinbrüchen weichen. Da aber extensiv genutzte, so genannte Magerstandorte – im Unterschied zu fettem Grünland - selten geworden sind, werden Wacholderheiden heute aus Gründen des Natur- und Landschaftsschutzes wieder verstärkt offengehalten. Für ihre Beweidung erhalten Schäfer in ganz Deutschland Gelder aus Naturschutz- oder Landwirtschafts-Programmen. Die meisten Wacholderheiden, insbesondere die großflächigen, sind heute in Deutschland und anderen europäischen Ländern als Naturschutzgebiete oder Naturdenkmale ausgewiesen. Denn die besondere Landschaft hat nicht nur eine kulturhistorische Bedeutung wegen ihrer Nutzung für die Weidewirtschaft; sie ist auch als Erholungsgebiet und als Insel-Biotop inmitten intensiv genutzter Flächen wichtig und spielt eine große Rolle für den Artenschutz, da viele seltene Tier- und Pflanzenarten sie als Rückzugsort nutzen.


  • Waffe

    • In Büchern und Geschichten, auf Rittermärkten und beim Spielen - überall begegnen wir Rittern. Doch in welcher Zeit lebten die echten Ritter? Wie wurde man Ritter und wie sah das Leben eines Ritters aus?


    • Burgen zieren viele Berge und Städte. Sie sind Ausflugsort und Abenteuerspielplatz. Aber was war ihr ursprünglicher Zweck? Wann wurden sie errichtet? Und wie waren sie aufgebaut?


    • Ein Erfolgsrezept der Römer war sicherlich ihre Waffentechnologie. Doch wie funktionierte ihre Waffen- und Kampftechnik? Und welche Durchschlagskraft hatten ihre Fernwaffen?

      Schlagworte: Römer, Waffe

    • Ein Bumerang fliegt von selbst wieder zurück – meistens jedenfalls. Wie müssen wir ihn werfen und wie muss er beschaffen sein, damit das klappt? Wir lassen ein extragroßes Exemplar anfertigen, um das Geheimnis des Bumerangs zu lüften.


    • In der Zeit der Reformation tobten die Bauernkriege in Süddeutschland. Die Bauern kämpften ab 1524 gegen den Adel, der sie unterdrückte. Sie forderten mehr Rechte und die Aufhebung der Leibeigenschaft. Nicht zufällig fielen die Bauernaufstände in die Zeit der Reformation. Martin Luther hatte mit seinen Schriften den geistigen Nährboden bereitet.

      Das Los der Bauern: Frondienst und Armut

      Die Bauern im 16. Jahrhundert hatten es nicht leicht: Sie machten mit rund 80 Prozent die größte Bevölkerungsgruppe im Mittelalter aus. Sie finanzierten den Adel und die Geistlichen mit hohen Abgaben. Die Bauern besaßen kein Eigentum, viele hungerten und waren Leibeigene ihrer Fronherren. Missernten und ein schnelles Anwachsen der Bevölkerung nach der großen Pest um 1450 verschärften die ohnehin angespannte Situation.

      Der Einfluss der Reformation auf die Bauernkriege

      Der Konflikt zwischen Herrschenden und Bauern entflammte, als Martin Luther die Reform der Kirche forderte. Seine Worte in der Schrift „Von der Freyheith eines Christenmenschen“ verstanden die Bauern als Signal, um auch für ihre Freiheit zu kämpfen. Sie bildeten kleine Gruppen, so genannte „Haufen“, und schmiedeten ihre Werkzeuge zu Waffen um. Diese Drohgebärden brachten den Adel in Rage: Unter dem Heerführer Georg Truchsess von Waldburg-Zeil formierte sich ein hochgerüstetes Söldnerheer gegen die Aufständischen.

      Bauern fordern Menschenrechte in 12 Artikeln

      Was die Bauern nicht wussten: Luther stand nicht auf ihrer Seite. Ihm ging es um die religiöse Freiheit der Menschen im Jenseits, nicht auf Erden. Dies sah der Schweizer Reformator Ulrich Zwingli anders. Für ihn stellte die Bibel die Grundlage für ein christliches Leben auf Erden dar. Damit unterstützte er die Forderungen der Bauern nach besseren Lebensbedingungen. Die Bauern wussten um die militärische Überlegenheit der Söldnerheere. Deshalb bemühten sich Vertreter der „Haufen“ zunächst ihre Forderungen mit Worten durchzusetzen. Im März 1525 verfassten sie in Memmingen eine Schrift und benannten in 12 Artikeln ihre Forderungen.

      Der Bauernkrieg in Süddeutschland, ein ungleicher Kampf

      Doch der Adel reagierte mit Ablehnung. Eine gewaltsame Auseinandersetzung war unausweichlich. Am 16. April 1525 töteten aufständische Bauern in Weinsberg den Grafen Ludwig von Helfenstein mit seinen Begleitern. Das war der Auftakt zu blutigen Auseinandersetzungen in zahlreichen Regionen Süddeutschlands. Hatten die Aufstände am Hochrhein begonnen, zogen sie sich bis 1526 bis nach Thüringen, ins Elsass und zu den Alpenländern hin. Da die „Haufen“ der Bauern der Ausrüstung und der Organisation der Heere nichts entgegenzusetzen hatten, siegten letztendlich die Kanonen. Etwa 70.000 Bauern starben im Kampf für ein besseres Leben.


  • Wahrnehmung

  • Wald

    • Fichte und Tanne gehören zu den am häufigsten vorkommenden Nadelbäumen in Deutsch-land. Auf den ersten Blick fällt der Unterschied nur aus der Ferne auf. Tannen überragen oft mit einer Größe bis zu 70 Metern die kleineren Fichten. Ihre Baumkronen sind abgerundet während die Fichten einen spitzeren Wipfel haben. Doch es gibt noch weitere Unterschiede: Die Zapfen zum Beispiel.

      Kleine Baumkunde: Zapfen bei Tanne und Fichte

      Findet man bei einem Waldspaziergang Zapfen, so kann man eines sicher sagen: Die Zapfen stammen nicht von einer Tanne – auch wenn es im Volksmund „Tannenzapfen“ heißt! Im Gegensatz zu der Fichte wirft die Tanne ihre Zapfen nicht als Ganzes ab. Tannenzapfen zerfallen und geben ihre Samen frei. Bei der Fichte hingegen findet man intakte Zapfen auf dem Waldboden. Die Zapfen der Fichte hängen von den Zweigen herab. Bei der Tanne stehen die Tannenzapfen aufrecht auf den Ästen. Ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal.

      Nadelbäume: Die Fichte piekst, die Tanne nicht

      „Die Fichte sticht, die Tanne nicht.“ Dieses Sprichwort verweist auf die Beschaffenheit der Nadeln. Während die Nadeln der Tanne zwei weiße Streifen haben und stumpf sind, hat die Fichte spitze, pieksende Nadeln. Beim Abreißen der Nadeln zeigt sich ein weiterer Unter-schied: An den Fichte bleibt ein bräunliches Fähnchen hängen, das Tannen nicht haben.

      Die Baumbestimmung zeigt: Fichte und Tanne sind eng verwandt

      Beide Baumarten gehören zur Familie der immergrünen Kieferngewächse, auf Lateinisch: „Pinaceae“. Tannenbäume zählen zur Unterfamilie der „Abietoideae“, Fichten zur Unterfamilie der „Piceoideae“. Beide Nadelbäume unterscheiden sich auch an der Rinde. Die Baumstruktur der Fichte ist schuppig und weist eine rote bis graubräunliche Farbe auf. Die Tanne hat dagegen einen glatten Stamm, der später rissig wird und von grauer bis weißlicher Farbe ist. Nicht unmittelbar sichtbar, aber dennoch verschieden ist das Wurzelsystem. Während die Tanne pfahlförmig wurzelt, ist die Fichte ein Flachwurzler. Dieser Unterschied wird besonders deutlich, wenn ein Sturm über die Wälder zieht. Fichten sind aufgrund der flachen Wurzeln weniger sturmresistent. Sie knicken eher um als Tannenbäume.

      Nutzung von Tanne und Fichte

      Große Tannen aus dem Schwarzwald waren früher die Exportschlager. Für die Herstellung von Schiffsmasten brauchte man ihr stabiles Holz. Baumkenner unterscheiden über 40 Tannenarten, darunter ist die Weißtanne die Bekannteste in Mitteleuropa. Heutzutage prägen vor allem Fichten das Bild unserer Nadelwälder. Der Grund ist einfach: Sie wachsen schneller und sind pflegeleichter als Tannen. Als Nutzholz findet Fichtenholz vor allem Verwendung in der Papier-, Bau- und Möbelindustrie. An Weihnachten jedoch läuft die Tanne der Fichte den Rang ab. Denn: Wer will schon einen Weihnachtsbaum mit stechenden Nadeln?

      Schlagworte: Holz, Nadelbaum, Tanne, Wald

    • Wer im Wald durchs Unterholz streift, läuft Gefahr von Zecken attackiert zu werden. Die kleinen Blutsauger, die zu den Spinnentieren zählen, haben erstaunliche Anpassungen entwickelt, um ihre Beute zu finden.


    • Das traditionelle Köhlerhandwerk ist weitgehend ausgestorben, doch eine Gruppe experimentierfreudiger Schwarzwälder versucht sich im Bau eines eigenen Meilers. Ob es ihnen gelingt, Holzkohle herzustellen wie die Köhler früherer Zeiten?


    • Dass die Kuckucksuhr aus dem Schwarzwald kommt, ist allgemein bekannt. Aber was hat es mit dem Kuckucksruf auf sich? Und wer hat sich die anderen Motive ausgedacht, die das holzgeschnitzte Stück schmücken?


    • Natürliche Auwälder sind in Europa selten geworden. Die Auenlandschaften entlang des Rheins verschwanden zum Beispiel, als der Fluss begradigt, vertieft und eingedeicht wurde. Diese Maßnahmen sind zwar praktisch für die Binnenschifffahrt, aber sie bringen auch Gefahren mit sich. Warum die Auwälder so nützlich sind, zeigt der Film.


  • Wärme

    • Der Treibhauseffekt lässt weltweit die Temperatur ansteigen. Aber für Europa könnte der Klimawandel das genaue Gegenteil bringen: eine neue Eiszeit. Schuld ist der Golfstrom.


    • 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.


    • Ein Solarballon in Form eines Wals: Wenn die Sonne ihn erwärmt hat, soll er mit Ballonfahrerin aufsteigen. Wird die Kraft der Sonne dafür reichen?


    • Aus kreisförmig angeordneten Spiegeln bauen wir einen Solarkocher. Die Spiegel bündeln die Sonnenstrahlen auf den Boden einer Pfanne. Ob sich darin ein Steak braten lässt?


    • Ein Windrad dreht sich, wenn sich ein Wärme abstrahlendes Objekt darunter befindet. Die erwärmte Luft steigt nach oben, Aufwind entsteht und setzt das Windrad in Bewegung. Ob wohl auch Körperwärme Aufwind erzeugen kann?

      Schlagworte: Auftrieb, Luft, Wind, Wärme

    • Was passiert eigentlich, wenn ein 139 Meter hoher Stahlturm von der Sonne erwärmt wird? Mit Thermometern messen wir, wie sich die Temperatur am Turm im Laufe eines Tages verändert. Außerdem benutzen wir ein spezielles Messgerät, um jeweils die genaue Höhe des Turms zu ermitteln.


    • Wie entstehen Regen und Hagel und welche verschiedenen Arten von Regen gibt es bei uns in Mitteleuropa?


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


    • 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.


  • Wärmeausdehnung

  • Wärmepumpe

    • 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.


  • warnehmen

    • Eine Stubenfliege zu fangen ist beinahe ein Ding der Unmöglichkeit. Das liegt an ihren Facettenaugen und ihrem flinken Gehirn. Im Gegensatz zum Menschen sieht sie um ein Vielfaches schneller und kann deshalb Gefahren rechtzeitig erkennen.

      Die Facettenaugen der Stubenfliege bewahren sie vor Gefahren

      Jeder kennt die Situation: Eine Stubenfliege schwirrt hartnäckig umher, es ist aber beinahe unmöglich sie mit der Hand zu fangen. Die Fliege ist einfach schneller – und das, obwohl sie im Durchschnitt nur sieben Millimeter groß ist und 20 Tage lang lebt. Von weitem betrachtet, scheint die Stubenfliege, genau wie der Mensch, nur zwei Augen zu haben. Tatsächlich hat sie zwei Facettenaugen, die aber jeweils aus tausenden sechseckigen Einzelaugen bestehen. Jedes Einzelauge hat Sinneszellen, die das Licht aus unterschiedlichen Blickwinkeln verarbeiten. Die Stubenfliege hat sozusagen einen eingebauten Rundumblick, während der Mensch ein begrenztes Gesichtsfeld hat.

      Das Gehirn der Stubenfliege sorgt für eine schnelle Wahrnehmung

      Doch das ist nicht der einzige Grund, warum die Stubenfliege reaktionsschneller ist als der Mensch. Aus Sicht der Fliege bewegen sich die Menschen vier Mal so langsam wie sie selbst und das liegt am flinken Gehirn der Stubenfliege. Die Wege im Fliegengehirn sind kurz, weshalb die kleinen Brummer Gefahren sehr viel schneller wahrnehmen als andere Lebewesen. Wie genau die Stubenfliege sieht, ist allerdings unklar. Sieht sie die Welt als zusammenhängendes Mosaik oder in tausend Einzelbildern? Das ist für die Wissenschaft noch zu erforschen.

      Fernsehen ist für Stubenfliegen wie Zeitlupe

      Bekannt ist jedoch, dass die Stubenfliege ein Vielfaches mehr an Bildern pro Sekunde sieht als der Mensch. Die Fliege kann etwa 200 einzelne Bilder pro Sekunde erkennen; der Mensch dagegen nur rund 18 Bilder. Das macht sich vor allem das Fernsehen zunutze: Ein Film besteht in der Regel aus 25 einzelnen Bildern pro Sekunde, die der Mensch als fließende Bewegungen wahrnimmt. Das Gehirn baut einzelne Bilder, die vom Auge an das Gehirn gesendet werden, zu einer fließenden Abfolge zusammen. Bei der Fliege geht das sehr viel schneller als beim Menschen. Deshalb sieht die Stubenfliege Fernsehen wie in Zeitlupe oder wie ein viel zu langsam ablaufendes Daumenkino.


  • Waschen (Textilien)

  • Waschmittel

  • Wasser

  • Wasserdampf

    • 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.


  • Wasserdruck

  • Wasserkraftwerk

  • Wasserschutz

    • Der Bodensee versorgt rund 4 Millionen Menschen in Baden-Württemberg mit Trinkwasser. Aber ehe es in bester Qualität aus den Wasserhähnen fließen kann, muss aus Schmelzwasser, Tiefenwasser und Rohwasser Leitungswasser werden. Und der Weg von den Alpengletschern durch Obersee und Überlinger See zum Filtrier-Werk bei Sipplingen ist weit...

      Trinkwasserreservoir mit Alpen-Zufluss

      Mit 536 Quadratkilometern ist der Bodensee einer der größten Seen Mitteleuropas; und mit einem Volumen von rund 50 Milliarden Kubikmeter Wasser ist er auch Europas bedeutendstes Trinkwasserreservoir. Das Wasser, das den Bodensee speist, stammt vor allem aus den Alpen. Hauptzufluss ist der bei Bregenz in den Obersee mündende Alpenrhein. Er führt Gletscher-Schmelzwasser, das aus mehr als 1.500 Metern Höhe kommt und kaum durch Besiedlung, Industrie und Landwirtschaft verunreinigt ist. Insgesamt sorgen die Zuflüsse für circa 11,5 Milliarden Kubikmeter frisches Wasser pro Jahr. Verglichen damit ist die Menge, die jährlich entnommen wird, vernachlässigbar: 17 Wasserwerke beziehen Trinkwasser für Menschen in den Anrainerstaaten Schweiz und Deutschland. Die Wassermenge, die das mit Abstand größte Einzelunternehmen - die deutsche Bodensee-Wasserversorgung (BWV) - entnimmt, entspricht etwas mehr als einem Prozent des Gesamtdurchflusses; das ist weniger als der Bodensee im gleichen Zeitraum durch Verdunstung verliert.

      Wasser für Baden-Württemberg

      Vom Mündungsgebiet des Alpenrheins bei Bregenz fließt das Wasser durch den stellenweise 254 Meter tiefen Obersee zum Überlinger See, dem nordwestlichen Teil des Bodensees. Dort steht bei Sipplingen das Werk der Bodenseewasserversorgung (BWV); Deutschlands größter Fernwasserversorger wurde 1954 gegründet, um den Bedarf in Baden-Württemberg, dem Bundesland mit den geringsten Wasservorkommen, zu decken. Besonders der Großraum Stuttgart und Teile der Schwäbischen Alb sind niederschlagsarm; die Böden speichern das Grundwasser schlecht. In der Vergangenheit mussten in heißen Sommern oft Tankwagen Trinkwasser liefern. Das weit verzweigte Leitungsnetz, dessen Ausbau in den 1960er und 1970er Jahren begann, hat heute eine Gesamtlänge von mehr als 1.700 Kilometern. Damit versorgt die BWV etwa vier Millionen Menschen in rund 320 Städten und Gemeinden. Vom Bodensee bis nach Stuttgart braucht das Trinkwasser zwei Tage.

      Vom Rohwasser zum Trinkwasser

      Das Werk liegt in einem Wasserschutzgebiet, das für Motorboote gesperrt ist. Dort wird das so genannte Rohwasser in sechzig Metern Tiefe abgesaugt und verarbeitet. Es hat eine Temperatur von vier bis fünf Grad. Über diesem kühlen Tiefenwasser liegt eine wärmere Schicht, die sich wegen ihrer geringeren Dichte kaum mit der darunter liegenden vermischt. Schadstoffe sinken nicht in die Tiefe ab; so ist das Tiefenwasser des Bodensees vor bakterieller Verunreinigung geschützt. Nur im Frühjahr kommt es zu einer kurzeitigen Umwälzung der Wasserschichten. Dies ist wichtig, damit Sauerstoff in die Tiefe gelangt. Die Qualität des Trinkwassers wird dadurch nicht beeinträchtigt. Im Werk durchläuft das Rohwasser mehrere Filter aus Kohle, Sand und Kies; danach ist es so sauber, dass man es bedenkenlos trinken kann. Tägliche Messungen bestätigen seine hohe Qualität.

      Keine Gefahr durch Schadstoffe

      Das große Wasservolumen des Bodensees sorgt dafür, dass Schadstoffe – etwa bei einem Schiffsunfall – schon im Rohwasser so stark verdünnt werden, dass sie die Trinkwasserversorgung nicht beeinträchtigen. Die Aufbereitung verhindert zusätzlich, dass solche Stoffe ins Trinkwasser gelangen. Auch die Klimaerwärmung ist keine unmittelbare Bedrohung, da durch den Bodensee das Hundertfache dessen fließt, was entnommen wird; allein das vorhandene Volumen des Bodensees ist so groß, dass es für vierhundert Jahre reichen würde.


  • Wassersport

    • Surfer aus aller Welt treffen sich zwischen November und Februar an der Nordküste der hawaiianischen Insel Oahu. Sie suchen nach dem "Kick" auf Wellen, die manchmal bis zu fünf Stockwerke hoch sind. Doch woher kommt dieser Sport, den die Vorfahren der Hawaiianer schon vor Jahrhunderten betrieben?


  • Wasserstand

  • Wasserstoff

  • Wasserstrahl

  • Watt

  • Wattenmeer

  • Wein

  • weitsichtig

  • Weizen

  • Wellenreiten

    • Surfer aus aller Welt treffen sich zwischen November und Februar an der Nordküste der hawaiianischen Insel Oahu. Sie suchen nach dem "Kick" auf Wellen, die manchmal bis zu fünf Stockwerke hoch sind. Doch woher kommt dieser Sport, den die Vorfahren der Hawaiianer schon vor Jahrhunderten betrieben?


  • Welle (Physik)

  • Weltall

  • Weltbild

  • Weltraum

  • Weltwirtschaftskrise

  • Wetter

  • Wetterdienst

  • Wiegen

  • Wind

    • Wir planen einen ganz großen Wurf. Von einem fahrenden Lastwagen aus, schleudern wir mit einer Wurfmaschine einen Ball senkrecht und sehr hoch in die Luft. Wird der Ball wieder auf den fahrenden Lastwagen zurückfallen?


    • Ein Windrad dreht sich, wenn sich ein Wärme abstrahlendes Objekt darunter befindet. Die erwärmte Luft steigt nach oben, Aufwind entsteht und setzt das Windrad in Bewegung. Ob wohl auch Körperwärme Aufwind erzeugen kann?

      Schlagworte: Auftrieb, Luft, Wind, Wärme

    • Mit Hilfe eines mit Luft gefüllten Ballons kann man nachvollziehen, wie Wind entsteht. Öffnet man den Verschluss des Ballons, strömt die Luft nach außen und kann ein Windrad in Bewegung setzen. Aber was geschieht da genau?


    • 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.


  • Winterschlaf

    • Im Frühling erwachen die Königinnen der Erdhummeln aus ihrem Winterschlaf und suchen Nektar. Dabei tanken sie Energie und bauen auch einen neuen Insektenstaat auf. Dazu nisten die Königinnen vorzugsweise in verlassenen Mäusenestern oder Maulwurfbauten, die bis zu 1,50 Meter tief unter der Erde liegen.

      Die Erdhummel, ein Ubiquist

      Am häufigsten kommt in Europa die Dunkle Erdhummel vor, auch Bombus terrestris genannt. Sie lebt in Feldern, Wiesen, an Waldrändern, in Parks und Gärten – sowohl im Flachland als auch im Mittelgebirge. Man erkennt diese Hummelart an ihrer schwarzen Farbe mit zwei gelben Querbinden und einem weißen Hinterteil. Dennoch ist sie in freier Wildbahn nur schwer von anderen Erdhummelarten wie der Hellen Erdhummel oder der Großen Erdhummel zu unterscheiden.

      Die Königin gründet einen neuen Hummelstaat

      In ihren Nestern formen die Königinnen aus Wachs kleine tonnenartige Zellen, die sie mit Nektar befüllen. In diese Wachskammern legen die Erdhummeln ihre Brut. Bei der Wahl ihres Baus achten die Hummeln darauf, dass es in der Umgebung genügend nektarreiche Blumen gibt. Denn: Die Königin besucht bis zu 6.000 Blüten, um ihre erste Brut aufzuziehen. Aus den geschlüpften Larven entwickeln sich die Arbeiterinnen für den neuen Hummelstaat. Die Hummelkönigin ist mit einer Länge von 2,5 Zentimetern die Größte im Nest, gefolgt von den Drohnen und den sehr viel kleineren Arbeiterinnen. In einem Nest können bis zu 500 Erdhummeln zusammenleben.

      Erdhummeln schützen ihre Brut vor Hitze und Regen

      Die Erdhummeln haben faszinierende Strategien entwickelt, um sich vor Gefahren zu schützen: Wird es zu heiß im Hummelnest, werfen die Arbeiterinnen ihre eigene „Klimaanlage“ an: Sie kühlen die Luft mit heftigem Flügelschlagen. Wird es zu nass, fächeln die Erdhummeln ihre Brut trocken und saugen das Regenwasser ab. Auf diese Weise wird die Brut gerettet.

      Jungköniginnen sichern den Bestand der Erdhummeln

      Im Herbst, wenn der Blütennektar rar wird, verenden die Königinnen und ihre Völker. Nur die ab Juni geschlüpften Jungköniginnen können den Winter überleben. Die Erdhummeln stärken sich an den letzten Nektarquellen und suchen sich ein sicheres Versteck für den Winter. Damit ist die neue Population der Erdhummeln für das kommende Jahr gesichert.


  • Wirbelsturm

    • Tropische Wirbelstürme entstehen über den Ozeanen durch die Verdunstung von warmem Meereswasser mithilfe der Corioliskraft. Sie erreichen Windgeschwindigkeiten von bis zu 250 Kilometer pro Stunde und verursachen nicht selten Überschwemmungen und Sturmfluten.

      Tropische Wirbelstürme bilden sich über den Ozeanen

      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.


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