Thema des Tages
Ausgegeben vom Deutschen Wetterdienst. Neueste Meldung oben

Wissenschaft kompakt Der Geist in der Kasseopeia Ein geheimnisvoller Nebel im Sternbild Kassiopeia, aufgenommen mit einem Amateurteleskop südlich von Frankfurt. Doch nicht nur ein wolkenfreier Himmel ist Voraussetzung für solche Astrofotografien. Auch die Beschaffenheit der Atmosphäre spielt eine entscheidende Rolle. In der ersten Oktoberhälfte dominierten außergewöhnlich langanhaltende Hochdruckwetterlagen, die vielerorts noch nicht von Hochnebel geprägt waren. Das sorgte nicht nur für ein Plus bei der Sonnenscheindauer, sondern bescherte uns auch zahlreiche klare Nächte mit häufig trockener Luft. Die inzwischen wieder längeren Nächte boten damit ideale Bedingungen für die Astrofotografie. Das folgende Bild entstand mit einem Amateurgerät südlich von Frankfurt. Es zeigt den sogenannten ?Geist der Kassiopeia? (IC 59/IC 63). Die beiden Nebel befinden sich im Sternbild Kassiopeia, das aufgrund seiner charakteristischen Form auch als Himmels-W bekannt ist. Ihren Namen verdanken sie ihrem geisterhaften Aussehen. Sie bestehen aus interstellarem Gas und Staub, die vom hellen Stern Gamma Cassiopeiae angestrahlt werden. Dieser befindet sich nur wenige Lichtjahre von den Nebeln entfernt. Während IC 59 überwiegend das Licht des Sterns reflektiert und dadurch bläulich erscheint, handelt es sich bei IC 63 sowohl um einen Reflexions- als auch um einen Emissionsnebel. Hier wird zusätzlich Wasserstoff durch die intensive UV-Strahlung des Sterns ionisiert und zum Leuchten angeregt. Das dabei entstehende H-alpha-Licht sorgt für die charakteristische rötliche Färbung. Die gesamte Nebelregion ist etwa 500 bis 600 Lichtjahre von uns entfernt. Für die Aufnahme kam ein 10-Zoll-Newton-Teleskop auf einer sogenannten parallaktischen Montierung zum Einsatz. Diese gleicht die scheinbare Bewegung der Sterne aus, sodass auch lange Belichtungszeiten möglich sind. Als Kamera diente eine speziell gekühlte Astrokamera, die das Bildrauschen reduziert. Voraussetzung für ein solches Foto ist allerdings nicht allein ein wolkenfreier Himmel. Auf seinem Weg durch die Atmosphäre wird das Sternenlicht durch verschiedene Einflüsse abgeschwächt und verändert. Dabei spielen insbesondere die Lichtverschmutzung, die Transparenz der Atmosphäre und die Luftunruhe eine wichtige Rolle. Der wohl größte Störfaktor bei der Astrofotografie ist die Lichtverschmutzung. Durch künstliche Beleuchtung wird die Nacht zunehmend zum Tag. Das Licht wird an Luftmolekülen und Aerosolen in der Atmosphäre gestreut und hellt dadurch den Nachthimmel auf. Bei einem dunklen Himmel lassen sich mit bloßem Auge tausende Sterne erkennen und sogar die Milchstraße beobachten. In größeren Städten sind dagegen häufig nur noch die hellsten Sterne sichtbar. Viele Menschen, die in Ballungsräumen aufgewachsen sind, haben die Milchstraße deshalb noch nie mit eigenen Augen gesehen. Da unser Foto im lichtverschmutzten Rhein-Main-Gebiet entstanden ist, droht der lichtschwache Nebel im aufgehellten Nachthimmel zu verschwinden. Abhilfe schafft eine lange Gesamtbelichtungszeit: Dazu werden zahlreiche Einzelaufnahmen angefertigt und anschließend zu einem Bild zusammengerechnet. In diesem Fall wurden etwa 480 Einzelbilder mit jeweils 100 Sekunden Belichtungszeit aufgenommen. Für den roten Anteil des Nebels kam zusätzlich ein spezieller Linienfilter zum Einsatz, der vor allem das Licht des ionisierten Wasserstoffs durchlässt und einen Großteil des störenden Stadtlichts unterdrückt. Dafür wurden weitere rund zehn Stunden belichtet. Insgesamt ergibt sich so eine Belichtungszeit von mehr als 23 Stunden. Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Transparenz der Atmosphäre. Bei hoher Luftfeuchtigkeit können sich Dunst oder Nebel bilden, die das Sternenlicht streuen und den Kontrast verringern. Auch Aerosole und feine Schwebeteilchen in der Luft können die Sicht auf lichtschwache Objekte beeinträchtigen. Besonders günstige Bedingungen herrschen daher bei einer möglichst klaren, aerosolarmen und trockenen Luftmasse. Nicht zuletzt deshalb befinden sich viele große astronomische Observatorien in trockenen Regionen, beispielsweise in Wüstengebieten. Eine trockene und transparente Atmosphäre ist allerdings noch keine Garantie für gute Beobachtungsbedingungen. Gerade bei hohen Vergrößerungen spielt die sogenannte Luftunruhe eine entscheidende Rolle. Dabei wird das Licht durch Turbulenzen in der Atmosphäre ständig unterschiedlich stark gebrochen und abgelenkt. Die Sterne scheinen dadurch zu funkeln. Im Teleskop beginnt das Bild zu flimmern und verliert an Schärfe. Astronomen bezeichnen diese Bildunschärfe als ?Seeing?. Eine Nacht kann somit einen sehr klaren Himmel bieten, aber aufgrund starker Luftunruhe trotzdem schlechte Bedingungen für astronomische Beobachtungen aufweisen. Um die störenden Einflüsse der Erdatmosphäre zu umgehen, wurden Weltraumteleskope wie das Hubble- und das James-Webb-Weltraumteleskop außerhalb der Erdatmosphäre stationiert. Sie können das Universum ohne die durch Wolken, Aerosole und atmosphärische Turbulenzen verursachten Beeinträchtigungen beobachten. Zu Zeiten der chemischen Fotografie waren solche Aufnahmen vor allem großen Observatorien oder wenigen Spezialisten mit entsprechendem Aufwand vorbehalten. Durch die digitale Fotografie lassen sich heute auch mit vergleichsweise erschwinglichen Amateurgeräten erstaunliche Details sichtbar machen. Moderne, zunehmend auch durch künstliche Intelligenz unterstützte Bildverarbeitungsverfahren ermöglichen es zudem, Bildrauschen zu reduzieren, Helligkeitsgradienten zu korrigieren und die Bildschärfe zu verbessern. Selbst die Auswirkungen des astronomischen Seeings lassen sich durch spezielle Verfahren teilweise verringern. Die physikalischen Grenzen der Atmosphäre können sie allerdings nicht vollständig aufheben. (Das Bild zum heutigen Thema des Tages finden Sie wie immer im Internet unter www.dwd.de/tagesthema.) Dipl.-Met. Christian Herold Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 05.11.2026 Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Wetter aktuell Wasser - Lebensgrundlage und Naturwunder Der vergangene Sommer hat vielerorts erneut gezeigt, wie kostbar Wasser ist. Es ist unsere Lebensgrundlage und unverzichtbar für Mensch, Natur und Umwelt. Doch Wasser ist nicht nur lebensnotwendig, sondern auch ein erstaunlicher Stoff mit einigen außergewöhnlichen Eigenschaften. Wasser ist allgegenwärtig. Rein chemisch betrachtet besteht ein Wassermolekül aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Es ist farb-, geruch- und geschmacklos. Unter Normaldruck gefriert es bei 0 Grad Celsius und siedet bei 100 Grad Celsius. Das klingt zunächst wenig spektakulär. Doch physikalisch betrachtet hat Wasser einiges zu bieten. Eine Besonderheit fällt sofort ins Auge: Wasser kommt auf der Erde ganz selbstverständlich in allen drei Aggregatzuständen vor. In der Atmosphäre befindet es sich als unsichtbarer Wasserdampf, flüssig begegnet es uns als Regen oder in Ozeanen, Seen und Flüssen. In gefrorener Form kennen wir es als Eis, Schnee, Hagel, Graupel oder Reif. Damit prägt Wasser unsere Umwelt auf vielfältige Weise. Besonders erstaunlich ist die sogenannte Dichteanomalie des Wassers. Während sich die meisten Stoffe beim Abkühlen zusammenziehen und dichter werden, verhält sich Wasser unterhalb von etwa 4 Grad Celsius anders. Seine größte Dichte erreicht es bei dieser Temperatur. Kühlt es weiter ab, dehnt es sich wieder aus. Beim Gefrieren nimmt sein Volumen nochmals zu. Deshalb ist Eis leichter als flüssiges Wasser und schwimmt oben. Ursache dafür sind die sogenannten Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Wassermolekülen. Sie sorgen dafür, dass sich die Moleküle beim Gefrieren in einer lockeren Struktur anordnen. Das ist für das Leben auf der Erde enorm wichtig: Seen und Teiche frieren von oben nach unten zu. Darunter bleibt flüssiges Wasser als Lebensraum für Fische und andere Organismen erhalten. Auch der sogenannte Mpemba-Effekt sorgt für Erstaunen. Er beschreibt die Beobachtung, dass heißes Wasser unter bestimmten Bedingungen schneller gefrieren kann als kälteres Wasser. Das widerspricht zunächst unserer Intuition. Tatsächlich lässt sich der Effekt nicht immer beobachten und hängt von verschiedenen Versuchsbedingungen ab. Wer mehr darüber erfahren möchte, findet einen ausführlichen Artikel meines Kollegen Sebastian Altnau im "Thema des Tages vom 19. Februar 2021". Eine weitere Besonderheit ist die hohe spezifische Wärmekapazität von Wasser. Einfacher ausgedrückt: Wasser kann große Mengen Wärmeenergie aufnehmen, ohne dass seine Temperatur dabei besonders stark ansteigt. Um ein Kilogramm Wasser um ein Grad Celsius zu erwärmen, sind rund 4200 Joule Energie erforderlich. Wie viel das ist, zeigt ein Blick auf den Bodensee. Sein Wasservolumen beträgt ungefähr 50 Billionen Liter. Um diese Wassermenge um 10 Grad Celsius zu erwärmen, sind rund 581 Terawattstunden Energie nötig. Zum Vergleich: Der Stromverbrauch in Deutschland lag 2023 bei etwa 515 Terawattstunden. Die Erwärmung des Bodensees um 10 Grad würde also mehr Energie erfordern, wie Deutschland in einem ganzen Jahr an Strom verbraucht. Diese Wärmespeicherfähigkeit wirkt sich auch auf unser Klima aus: Meere und große Seen nehmen im Sommer viel Wärme auf und geben sie im Winter langsam wieder ab. Dadurch wirken sie ausgleichend auf die Temperaturen ihrer Umgebung. Diese Eigenschaft des Wassers stellt gleichzeitig den wichtigsten Puffer unseres Planeten gegen die globale Erwärmung dar. Wasser besitzt noch viele weitere bemerkenswerte Eigenschaften. Seine hohe Oberflächenspannung ermöglicht es beispielsweise kleinen Insekten, über die Wasseroberfläche zu laufen. Beim Schwitzen hilft uns die Verdunstung von Wasser, überschüssige Körperwärme abzugeben und unsere Körpertemperatur zu regulieren. Wasser ist also weit mehr als eine Flüssigkeit, die wir täglich ganz selbstverständlich nutzen. Seine besonderen Eigenschaften prägen unsere Umwelt, beeinflussen das Klima und ermöglichen Leben, wie wir es kennen. Wie kostbar Wasser ist, zeigt sich auch mit Blick auf die aktuelle Bodenfeuchte. Zwar hat der regenreiche Oktober vor allem im Westen und Norden Deutschlands die Wasservorräte in den oberen Bodenschichten spürbar aufgefüllt. Vom Süden über Teile der Mitte bis in den Osten sind die Böden in 60 Zentimetern Tiefe jedoch vielerorts weiterhin deutlich trockener als für Anfang November üblich. Besonders entlang der Donau und im nördlichen Alpenvorland sowie in Teilen Brandenburgs und Sachsen-Anhalts besteht weiterhin ein Bodenfeuchtedefizit. Eine nachhaltige Entspannung ist vorerst nicht in Sicht. In den kommenden Tagen sorgt Hochdruckeinfluss meist für ruhiges und trockenes Wetter. Erst zum Wochenende könnte es in der Südwesthälfte Deutschlands gebietsweise etwas Regen geben. Wenngleich noch einige Modellunsicherheiten bestehen, dürften die Mengen allerdings gering bleiben und vielerorts nur wenige Liter pro Quadratmeter erreichen. Entsprechend wird sich an der teils noch vorherrschenden Trockenheit in den kommenden Tagen kaum etwas ändern. M.Sc.-Met. Sebastian Schappert Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 04.11.2026 Copyright (c) Deutscher Wetterdienst