Fagområde

Atmosfærisk elektricitet/Atmospheric Electricity

Forskningsleder

Christoph Köhn

Senior Researcher

Projekttitel

Relativistic electrons and terrestrial gamma-ray flashes from lightning

Hvad handler dit projekt om?

Projektet handler om glimt af højenergetisk gammastråling i tordenvejr, hvordan de skabes og hvilken virkning de har på atmosfæren.  De kaldes for ”Terrestrial Gamma-ray Flashes” (terrestrisk gammastråling; TGF) og består af fotoner med de højeste energier, der naturligt forekommer på jorden.  Vi ved, at de er stråling fra energetiske elektroner, men vi forstår ikke, hvordan disse får deres høje energi og hvilken indvirkning TGF-processen har på vores atmosfære. I projektet vil vi undersøge, om skyernes vanddråber og iskrystaller kan hæve de elektriske felter til et niveau, der gør det muligt at accelerere elektroner til de høje energier, der er nødvendige for at stimulere TGF’er. Dernæst vil vi studere, hvordan TGF’er påvirker koncentrationen af drivhusgasser, med henblik på bedre at kunne estimere de menneskeskabte variationer. Endeligt vil vi undersøge, hvilken rolle TGF’er har på produktionen af aminosyrer og kulstofsyrer, som er forløbere for liv, ved at modellere TGF’er i jordens atmosfære, som den var for 3,8 milliarder år siden.

Hvordan opstod din interesse for dit forskningsfelt?

Jeg blev meget tidligt interesseret i fundamentale videnskabelige problemer og fokuserede på teoretiske aspekter af plasmafysik og partikelfysik. Dette ledte til min interesse for gammastråling i tordenvejr, fordi det kombinerer disse områder, da det er drevet af de mest energirige partikler, som naturligt skabes i vores omgivelser. Derudover finder jeg det ekstremt interessant, at et dagligdags fænomen som lyn kan skabe så høje energier. Men jo mere jeg lærte om TGF’er, jo mere indså jeg, hvor lidt vi forstår hvordan de skabes og deres indvirkning på atmosfæren. Det ansporede min interesse i yderligere forskning i TGF’er.

Hvad er de forskningsmæssige udfordringer og perspektiver ved dit projekt?

Det er en stor udfordring at forstå de grundlæggende mekanismer af terrestrisk gammastråling og dets indvirkning på atmosfæren, både nu og for 3,8 milliarder år siden, fordi det kræver at vi udvikler avancerede modeller. Projektet vil føre til innovative beregningsprogrammer, der er udviklet til at køre på den nyeste generation af super-computere. Det giver os mulighed for, efter projektet er afsluttet, at studere lyn-relaterede fænomener i jordens atmosfære, og i andre planeters atmosfære, både planeter i solsystemet og omkring andre stjerner.

Hvilke perspektiver vurderer du selv, at din forskning på sigt kan have for det omgivende samfund?

Selvom systematisk lynforskning går tilbage mere end to hundrede år til Benjamin Franklin og Jaques de Romas, er der stadig mange mystiske fænomener, der knytter sig til lyn, som f.eks. terrestriske gammastråling. De computermodeller vi bygger vil give os indsigt i de kinetiske processer bag elektriske udladninger i tordenvejr, og hvordan disse påvirker koncentrationen af drivhusgasser, og vil dermed kunne bidrage til mindre usikkerhed i klimamodeller. Endvidere vil de afdække, hvordan TGF’er påvirker dannelsen af organiske molekyler, og måske åbne en ny vej for dannelse af liv, som vil ændre vores forståelse af, hvordan livet opstod og vores egen eksistens.

Hvad vil det betyde for din forskerkarriere, at du indgår i Sapere Aude-programmet?

Sapere Aude-programmet vil give mig mulighed for at opbygge en stærk forskningsgruppe og at etablere mig som en international leder inden for tordenvejrsforskning. Bevillingen vil give mig mulighed for at være på forkant med videnskaben, have langsigtede forskningsperspektiver og indlede langsigtede samarbejder. Endelig er dette program et springbræt til at søge yderligere midler, f.eks. fra Det Europæiske Forskningsråd.

Lidt om mennesket bag forskeren

Jeg voksede op i Nordtyskland. Efter at have lavet mine ph.d.-studier i Holland flyttede jeg til Belgien og derefter til Danmark. Jeg bor i Bagsværd og nyder at spille videospil og læse bøger. Hvis tiden tillader det, kan jeg godt lide at være sammen med mine venner og/eller spille basketball eller fodbold. I weekenderne rejser jeg jævnligt til Tyskland for at se min kæreste.

Bopælskommune

Bagsværd

Gymnasium

Freiherr vom Stein Gymnasium, Oldenburg in Holstein (Tyskland, Germany)