2019-05-10 Kunstlicht-Kiefernpollenkorona

[Alexander Haußmann]

Hallo allerseits,

letztes Jahr gab es ja eine "Angstblüte" bzw. "Mastjahr" bei den Fichten und Kiefern. Demnach wären für dieses Jahr weniger Pollen zu erwarten gewesen, es sei denn, die Bäume würden nach der starken Trockenheit im letzten Sommer und Herbst gleich noch ein Mastjahr nachlegen.

Seit Ende April haben wir etwas kühleres und feuchteres Wetter in der Lausitz und damit sowieso auch weniger günstige Bedingungen für den Pollenflug. Es gab jedoch auch trockene und sonnige Tage, aber keine erkennbare Kiefernpollenkoronen in der letzten Woche. Ich habe da mehrfach gezielt drauf geachtet.

Trotzdem waren/sind die Pollen "schwarmbereit", wie ich an den Kiefern im Garten ausprobieren konnte. Am 07.05. ist mir das erste Mal aufgefallen, dass man Pollen herausschütteln konnte. Gestern nun baute ich mal meinen Scheinwerfer auf, und habe sehr schöne lokale Koronen hervorschütteln können:

22:13 MESZ, Pentax K-5, f = 50 mm, f/8, 5 s, ISO 100:

22:16 MESZ, f = 95 mm, f/8, 3 s, ISO 100:

Rot minus Grün:

Hier noch ein Video:
https://www.youtube.com/watch?v=az4HRb5XWOY

Die Lampe stand 19,5 m vor der Kamera, die Pollen befanden sich etwa 1,5-3,5 m vor der Kamera, sowie eine runde Pappscheibe zum Abdecken der Lampe in 9,3 m Abstand. Das entspricht damit noch näherungsweise der Situation für paralleles Licht. Der Höhenwinkel des Lichteinfalls liegt bei +2°.

Eine wichtige Erkenntnis aus dem Experiment ist, dass die Pollen auch schon nach einer Driftstrecke von weniger als 1 m ihre Achsen ausgerichtet haben: Die Ringe sind nicht rund, der zweite hat Lichtknoten, und der vierte den typischen Dreizack oben und unten, wie man im R-G-Bild sieht. Das entspricht der Struktur einer Pollenkorona im Sonnenlicht (siehe letztjährige Beobachtungen, bzw. kommt bald auch ein Meteoros-Artikel dazu). Vielleicht ist aber auch doch noch mehr Schwankung in der Ausrichtungsverteilung, denn besonders die Lichtknoten sind nicht so kontrastreich wie bei den "natürlichen" Koronen.

Auch ist die Korona hier leicht gedreht, das kann aber auch an der Kamera liegen. Ich habe die zwar nach Neigungssensor ausgerichtet, aber so ganz traue ich dem nicht. Die Stativstange mit der Pappblende steht auch nicht unbedingt präzise senkrecht. Eine in echt gedrehte Korona wäre wegen der Seitenwinde beim Schütteln aber auch nicht unplausibel. Da muss ich mal mehrere Bilder untereinander vergleichen, anders lässt sich da nichts mehr rekonstruieren, denn ich hab alles gleich wieder weggeräumt (heute regnets).

Viele Grüße,
Alex

[Claudia Hinz]

Wow toll!

Im letzten Jahr "pollten" Berg- und Talfichten ja zusammen mit den Kiefern gleichzeitig Ende April/Anfang Mai. In diesem Jahr gibt es wieder große Unterschiede. Ich denke, die Fichten brauchen noch 2 Wochen, auf den Bergen sogar noch länger, weil es immer wieder Schneefälle gab, letztes Wochenende 15cm. Insofern glaub ich nicht an solche hellen nicht geschüttelten Koronen wie im letzten Jahr.

LG Claudia

P.S. Ich mag unseren Baum nicht schütteln, da brütet gerade ein Falkenpäärchen, welches von uns mit allen zur Verfügung stehenden Geräten überwacht wird. Warten nun jeden Tag auf Nachwuchs....

[Elmar Schmidt]

Hallo Alex,

clevere Aktion und schönes Ergebnis! Daß die Pollen sich so rasch ausrichten, ist zu erwarten. Dazu braucht es nur 2-3 Zeitkonstanten des reibungsbegrenzten Falls (Integration der zugehörigen Differentialgleichung, hioarh!), von denen eine mit



abgeschätzt werden kann, worin im Nenner die Freifallbeschleunigung und im Zähler die Grenzgeschwindigkeit ("terminal velocity") des Fallkörpers stehen, die bei Pollen (Durchm. kleiner 0,1 mm) im Bereich von 0,5 m/s liegen dürfte. Das bedeutet dann "Einstellzeiten" von unter einer Zehntelsekunde und Fallwege von wenigen Centimetern.

Allgemein kann man Grenzgeschwindigkeiten (in normal warmer Luft nahe Meereshöhe und ohne nennenswerten Auftrieb) übrigens wie folgt abschätzen

,

worin cw der Widerstandsbeiwert, L eine "charakteristische" Länge und rho die Dichte des Fallkörpers sind. Für "kugelnahe" Regentropfen habe ich daraus die folgende Zahlenwertgleichung abgeleitet:



Da Du auch auf dem Gebiet werkelst: woar dös jäzdt rischtzsch oder wieh!?

Beste Grüße

Elmar

[Alexander Haußmann]

Hallo Claudia und Elmar,

ja in den Bergen mag das alles noch etwas dauern. Zum Glück habe ich keine Falken, auf die ich Rücksicht nehmen muss... Bei uns im Flachland habe ich schon am 29.04. abgesetzte Fichtenpollen unter dem Mikroskop gesehen, aber keine Koronen. Letztes Jahr waren die Fichtenkoronen bei uns um den 30.04. dran, ab 06.05. dann die Kiefern.

Heute wars trocken, es gab sogar Halos, und kurz vor Sonnenuntergang kam nochmal die Sonne hinter einer Wolkenbank hervor. Das reichte dann für eine schwache Pollenkorona - nicht schön, aber belegbar:

20:17, f = 95 mm:

R-G:

Interessante Sache mit der Aerodynamik. Fallbewegung mit Reibung ist natürlich ein Klassiker, aber die Ausrichtung eines Pollenkorns, das ist ja schon Kreiseltheorie - wobei das Argument mit den Zeitkonstanten aber plausibel klingt.

Viele Grüße,
Alex