Wirkung von Glasscherben bei der Entzündung von Streuauflagen

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Gerhardt Dresdner
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1 Wirkung von Glasscherben bei der Entzündung von Streuauflagen Diplomarbeit Tanja Müller Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig Institut für Geoökologie Erster Referent: Prof. Dr. Wolfgang Durner Zweiter Referent: Prof. Dr. Rolf Nieder Braunschweig, den 2. Februar 2007

2 Vorwort Bei der Fertigstellung dieser Diplomarbeit haben mich viele Leute unterstützt und mir mit Rat und Tat zur Seite gestanden. Danken möchte ich insbesondere Prof. Dr. Wolfgang Durner und Prof. Dr. Rolf Nieder für die Übernahme des Haupt- und Co-Referats, Dr. Klaus-Peter Wittich und den Mitarbeitern des Deutscher Wetterdienst, Agrarmeteorologische Forschung Braunschweig für die Betreuung und Unterstützung in der Erstellung dieser Arbeit, Herrn Peter Lex für seine Hilfe und seinen Rat, Damian Zur vom Institut für Physik der Kondensierten Materie (unter Prof. Dr. Joachim Schoenes) und Christian Herbst vom Institut für Produktionsmesstechnik für die Unterstützung bei der Durchführung meiner Versuche. II

3 Zusammenfassung Waldbrände lassen sich in weltweit größtenteils auf anthropogene Ursachen zurückführen, etwa wie Fahrlässigkeit oder Brandstiftung. Für viele Waldbrände ist eine genaue Ermittlung der Ursachen schwierig, weshalb der Anteil an ungeklärten Ursachen hoch ist. Genaue Kenntnisse über Ursachen helfen jedoch zukünftige Bränden zu vermeiden. Eine Ursache, die in den Medien verbreitet genant wird, ist die einer Entzündung durch einen Brennglaseffekt, der durch herumliegendes Glas bewirkt wird. Da sich in der Literatur nur sehr wenige und meist ältere Arbeiten zu finden waren, sollte im Rahmen dieser Diplomarbeit in Zusammenarbeit mit der Agrarmeteorologischen Forschungsstelle des Deutschen Wetterdienstes (DWD) in Braunschweig die Entzündungsmöglichkeit durch Glasscherben in Form von Freilandexperimente näher überprüft werden. Glasscherben wurden mithilfe von Stativen so zu Streuoberflächen positioniert, dass eine bestmögliche Konzentration von Licht erreicht wurde. Mittels Infrarotthermografie wurde die Temperaturentwicklung erfasst. Eine Vorauswahl von geeigneten Glasscherben für die Zündversuche wurde durch Ergebnisse von Versuchen zur Optik vorgenommen. Obwohl im Lichtfleck einer Glasscherbe vereinzelt Oberflächentemperaturen von 300 C auftraten, erfolgte in keinem der Fälle eine Entzündung der Streu. III

4 Inhaltsverzeichnis 1 EINLEITUNG GRUNDLAGEN BODENSTREU ENTZÜNDUNG UND VERBRENNUNG Begriffe und Definitionen Verbrennung von Streumaterial STRAHLUNG GEOMETRISCHE OPTIK Brechung und Reflexion Linsen Abbildungsfehler MATERIAL UND METHODEN VERSUCHSÜBERSICHT VERWENDETE GLASGEFÄßE UND GLASSCHERBEN VERSUCHE ZUR GEOMETRISCHEN OPTIK Versuchsaufbau Durchführung der Versuche VERMESSUNG VON GLASSCHERBEN VORBEREITUNG DER ZÜNDVERSUCHE Sammlung von Streumaterial Thermografie ENTZÜNDUNGSVERSUCHE MIT GLASSCHERBEN Versuchsvorbereitung Versuchsaufbau und -durchführung Auswertung der Infrarotbilder VERSCHIEDENE ZÜNDEXPERIMENTE Zündexperimente mit Pappen Zündexperimente mit Lupen Zündexperimente mit wassergefüllten Glasgefäßen Temperaturentwicklung unter einer Glasscherbe ERGEBNISSE VERSUCHE ZUR GEOMETRISCHEN OPTIK Glasscherben Glasgefäße VERMESSUNG VON GLASSCHERBEN ENTZÜNDUNGSVERSUCHE MIT SCHERBEN Versuchsbedingungen Zündversuche VERSCHIEDENE ZÜNDEXPERIMENTE...55 IV

5 4.4.1 Zündexperimente mit Pappe Zündexperimente mit Lupen Zündexperimente mit wassergefüllten Glasgefäßen Temperaturentwicklung unter einer Glasscherbe DISKUSSION SCHLUSSFOLGERUNGEN LITERATUR V

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