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BASE-Jumping

BASE-Jumping

Base jumping bezeichnet das Fallschirmspringen von festen Objekten. Die Abkürzung BASE steht für die englischen Bezeichnungen Building ("Gebäude"), Antenna ("Antenne"), Span ("Brücken") und Earth ("Erde").

Weitere Unterschiede zum "normalen" Fallschirmspringen

# Der BASE-Jumper trägt oft keinen Reservefallschirm, da im Falle sehr niedriger Absprunghöhen die Zeit bzw. Höhe für dessen rechtzeitige Aktivierung und/oder Wirksamkeit im Falle einer Störung bei der Öffnung des Hauptschirmes nicht ausreichen würde. # Die Schirmöffnung erfolgt meist über einen kleinen Hilfsfallschirm, den der Springer schon beim Absprung ("Exit") in der Hand hält und im richtigen Moment losläßt. # Insbesondere bei sehr niedrigen Absprunghöhen werden eigens konstruierte spezielle Fallschirme verwendet, um angesichts des Verzichts auf Reservefallschirme Öffnungssicherheit wie Öffnungsgeschwindigkeit zu erhöhen sowie möglichst auch eine bestimmte Flugrichtung des "Hauptschirmes" unmittelbar nach Öffnung zu gewährleisten.

Rechtliche Situation

Wenngleich Basejumping nicht an sich verboten ist, so bedürfen die Absprünge von nicht natürlichen Objekten der Zustimmung der Gebäudeverwaltung, doch auch an manchen natürlichen Absprungstellen werden Sprünge mit Ordnungsstrafen verhängt. Die meisten spektakulären Gebäudesprünge von Hochhäusern geschehen daher nach heimlicher Vorbereitung; kaum gelandet wird der Springer meist von einem Helfer im Auto weggefahren. Erwähnenswerte Ausnahmen sind eine Brücke in Idaho und, immer am dritten Samstag im Oktober ("Bridge Day") von der New River Gorge Bridge in Fayetteville, West Virginia.

Geschichte

Das BASE-Jumpen ist eine relativ junge und gleichzeitig quasi die älteste Disziplin des Fallschirmspringens. Einerseits gab es bis in die 80er-Jahre des 20. Jahrhunderts nur vereinzelt Menschen, die mit "normaler" Fallschirm-Ausrüstung von festen Objekten sprangen, andererseits beginnt die Geschichte des Fallschirmspringen mangels geeigneter Luftfahrzeuge zu dieser Zeit natürlich mit dem Absprung von festen Objekten: Als erster belegbarer Fallschirmsprung gilt gemeinhin der 1617 vom Kroaten Faust Vrančić vom 86 m hohen Glockenturm des St. Martinsdoms in Bratislava ausgeführte "Base jump".

Spektakuläre Sprünge

- Am 1. Dezember 1999 sprang der österreichische Basejumper Felix Baumgartner vom rechten Arm der Christusstatue (der in nur 29 Meter Höhe liegt!) auf dem Corcovado in Rio de Janeiro aus mit dem Fallschirm ab. Zuvor ließ er sich auf dem Gelände einschließen, wartete fünf Tage auf gutes Wetter, dann kletterte er an einem mit einer Armbrust übergeschossenen Seil hinauf.

Weblinks

- [http://hometown.aol.com/base194/myhomepage/base_fatality_list World BASE Fatality List]
- [http://www.basewiki.com BASE-WIKI] Kategorie:Sportart

Fallschirmspringen

Fallschirmspringen bezeichnet die Gesamtheit von Absprung, anschließendem Fall bzw. Flug und abschließender Landung einer Person aus einer so erhöhten Position (meist aus Luftfahrzeugen), dass ohne die Benutzung eines Fallschirms das Auftreffen am Boden Verletzung oder Tod zur Folge hätte. Der Fallschirm dient dabei letztlich dem Erreichen einer verträglichen Sinkgeschwindigkeit (in der Regel bis ca. 5 m/sek) zum Zeitpunkt der Landung. Diese Verringerung der Sinkgeschwindigkeit wird, je nach Fallschirmtyp, alternativ allein durch Vergrößerung des Luftwiderstandes (Rundkappenfallschirme) oder durch Nutzung eines aerodynamisch erzeugten Auftriebes (Flächenfallschirme) erreicht. Die Verzögerungswirkung des Fallschirms kann entweder unmittelbar beim Absprung oder auch erst zu einem späteren Zeitpunkt während des Falles automatisch oder manuell aktiviert werden, erfordert zur sicheren Nutzung jedoch eine gewisse Mindesthöhe respektive Mindestzeit. Fallschirmspringen findet Anwendung zur Rettung der Besatzung von Luftfahrzeugen in Luftnot, ist militärisch eine der möglichen Einsatzarten der Fallschirmjägertruppe und sonstiger Spezialeinheiten und zivil auch als Luftsportart verbreitet. Für das sportliche Fallschirmspringen hat sich weitgehend auch der englische Begriff Skydiving eingebürgert. Zum Teil ist der Fallschirm dabei nur noch Mittel zum Zweck der verletzungsfreien Landung und der sportliche Schwerpunkt liegt auf dem noch verzögerungslos ausgeführten Fall bzw. Flug vor Öffnung des Fallschirms, der dann (trotz der physikalisch i. e. S. wegen des wirkenden Luftwiderstandes unzutreffenden Bezeichnung) als Freifall (siehe auch Freier Fall) bezeichnet wird.

Allgemein

Freier Fall Gesprungen wird meistens aus einem Flugzeug oder einem Hubschrauber, grundsätzlich sind Absprünge aber aus jeder Art von Luftfahrzeug möglich (z. B. auch aus Heißluftballons, Motorseglern, Segelflugzeugen etc.). Je nach zugelassenem Sprungplatz (eng. drop zone) und verwendetem Luftfahrzeug erfolgt ein Fallschirmsprung im Allgemeinen aus ca. 1.000 bis 4.500 Metern über Grund. Im freien Fall kann die Geschwindigkeit zwischen 150 km/h und weit über 300 km/h betragen (bei der "klassischen" Freifallhaltung in Bauchlage liegt die Durchschnittsgeschwindigkeit bei etwa 180 km/h). Sie wird im Wesentlichen durch den Luftwiderstand und die Körperhaltung des Springers bestimmt. Der Fallschirm wird in der Regel zwischen 1.200 und 700 Metern über dem Erdboden geöffnet. Gesteuert wird der Flächenfallschirm durch eine rechte und eine linke Steuerleine, die die Kappe jeweils einseitig abbremsen. Durch gleichzeitiges Ziehen an beiden Steuerleinen vermindert sich die Geschwindigkeit, und man wird im Idealfall so stark abgebremst, dass eine stehende Landung möglich ist. Im Notfall, also bei Öffnungsstörungen etc., kann die Hauptkappe durch ein sog. Trennkissen (bzw. bei Rundkappen durch Kappentrennschlösser) abgetrennt werden und durch Betätigen einer zweiten Öffnungsvorrichtung der Reserveschirm geöffnet werden. Weitere Sicherheit wird durch sogenannte Öffnungsautomaten (z. B. Cypres) erreicht. Diese messen Höhe und Fallgeschwindigkeit des Springers und öffnen automatisch die Reserve wenn in einer definierten Höhe eine definierte Geschwindigkeit überschritten wird. Zum Erlernen gibt es zwei zugelassene Ausbildungsmethoden: die neuere AFF-Ausbildung und die ältere konventionelle Fallschirmausbildung.

Sicherheitsausrüstung

Öffnungsautomat

Der sogenannte Öffnungsautomaten (z. B. Cypres - der einzige Anbieter) gibt dem Fallschirmspringer eine sehr große zusätzliche Sicherhiet. Der Öffnungsautomat mißt die Höhe und Fallgeschwindigkeit des Springers und öffnet automatisch den Reservefallschirm, wenn in einer definierten Höhe eine definierte Geschwindigkeit überschritten wird.

Reservefallschirm

Alle aktuellen Sprungsysteme haben neben dem Hauptschirm eine Reservekappe.
- Sollte sich der Hauptschirm nicht öffnen, dann kann der Reserveschirm manuell geöffnet werden. Der Öffnungsautomat öffnet kurz unterhalb 500 m (je nach Einstellung A oder B) den Reserveschirm automatisch.
- Sollte sich der Hauptschirm zwar geöffnet haben, aber so verknotet sein, dass er nicht tragfähig ist, dann muß er unbedingt abgeworfen werden, bevor der Reservschirm geöffnet wird, sonst verwickelt sich der Reserveschirm im bereits verknotetn Hauptschirm und nutzt gar nichts. Das Entfernen des Hauptschirms erfolgt durch das Ziehen des Trennkissens, welches fest in die Hand genommen und durch kräftigen Ruck vom Körper weggezogen wird. Es ist mit einem Kabelzug mit dem linken Schultergurt verbunden, von dort führt ein weiterer Kabelzug zum rechten Schultergurt. Der Zug an diesem Kabel trennt den Hauptschirm an der Schulter vom Fallschirmspringer. Nun fällt der Fallschirmspringer wieder im freien Fall ohne Fallschirm und seine Hauptkappe flattert einsam davon. Erst jetzt darf mit einem zweiten Handgriff der Reserveschirm geöffnet werden. Dazu wird das gelbe Reservekissen an der rechten Brust gezogen. Das Ziehen der Reserve geschieht bei modernen Schirmen mit einem einfachen Handgriff - dem Ring an der linken Brustseite. Der Reservegriff kann ein Ring oder ein faustgroßes farbiges Kissen sein, das mit Klettband ziemlich fest an der linken Brustseite befestigt ist. Das Abwerfen des Hauptschirms bzw. die Aktivierung des Notschirms wird durch den Fallschirmspringer als Sicherheitsübung vor jedem Sprung am Boden simuliert. Dies soll ihn in die Lage versetzen, auch in Stresssituationen den Notschirm routiniert bzw. reflexartig aktivieren zu können.

Höhenmesser

right Beim Fallschirmspringen trägt der Fallschirmspringer einen großen Höhenmesser am Handgelenk oder an der Brust. Die Höhenmesser haben meist eine Skala bis 3.000 m (fast eine volle Umdrehung). Der Fallschirmspringer entscheidet mit Hilfe des Höhenmessers, in welcher Höhe er den Fallschirm öffnet (Öffnungshöhe). Das Kreissegment von 0 - 800 m ist deutlich rot markiert. Vor dem Start wird der Höhenmesser auf 0 m gestellt. Die übliche Öffnungshöhe ist 1.000 bis 500 m. Unter 500 m wird gewöhnlich bereits der Reservefallschirm ausgelöst.

Schutzhelm

Fallschirmspringer, die sich beim Freifall nahe kommen können eine hohe Relativgeschwindigkeit zueinander entwickeln. Das kann zu schweren Kopfverletzungen führen - besonders bei Gruppensprüngen. Für Sprungschüler sind Helme meist vorgeschrieben. Da die Helme in der Bewegungsfreiheit einschränken, ziehen manche Springer Lederkappen vor.

Disziplinen

Reservefallschirm Reservefallschirm Das Fallschirmspringen untergliedert sich in verschiedene Disziplinen:
- Zielspringen - Der Springer versucht, bei der Landung einen vorgegebenen Zielpunkt möglichst präzise zu treffen.
- Para-Ski - Eine Wintersportkombination aus Zielspringen und anschließendem Riesentorlauf, die ihren Ursprung in der Bergrettung hat.
- Stilspringen - Der Springer absolviert im freien Fall eine möglichst große Anzahl vorher festgelegter exakter Figuren in möglichst sauberer Ausführung. Diese Disziplin ist inzwischen durch das breiter gefächerte Freestyle-Springen weitgehend verdrängt worden.
- Freifallformation / RW (Relative Work) - Der Springer fällt bäuchlings und bildet mit anderen Springern im freien Fall Figuren, die zwei bis mehrere Hundert Springer groß sein können [http://www.theworldteam.com/WT96_297.htm]. Die gängigsten Varianten bei Wettbewerben sind 4er- und 8er-Formationen, die in einer vorgegebenen Zeit möglichst viele vorher festgelegte Figuren absolvieren müssen.
- Kappenformation / CF (Canopy Formation) / CRW (Canopy Relative Work) - Nach dem Absprung wird sofort der Fallschirm geöffnet, und die Springer bilden Formationen am geöffneten Schirm.
- Freeflying - Der Springer fällt im Sitzen (Sitfly) oder auf dem Kopf (Headdown).
- Skysurfing - Fallschirmsprünge mit einem an den Füßen befestigten "Surfbrett", mit dem in begrenztem Umfang sogar Gleitflüge möglich sind. Einer der maßgeblichen Entwickler dieser Disziplin war der französische Extremspringer Patrick de Gayardon (1960-1998).
- BASE-Jumping - BASE steht für "Buildings, Antennas, Spans and Earth" und ist eine Bezeichnung für Sprünge von festem Untergrund, z. B. von Brücken, Hochhäusern, Antennenmasten, Felsen usw. [http://www.base-jump.de/index2.html]. Aufgrund des extremen Risikos sind BASE-Sprünge nur an wenigen Orten auf der Welt dauerhaft erlaubt, zusätzlich gibt es Einzelgenehmigungen für besondere Veranstaltungen.
- Swoopen - Disziplin, bei der am Schirm kurz vor der Landung hohe Geschwindigkeiten knapp über dem Boden (Wasser) geflogen werden. Ziel ist es, das Steigen des Schirmes, welches sich durch den erhöhten Auftrieb beim Bremsen entwickelt, solange wie möglich in ein Verhalten umzusetzen, daß der Fallschirm weder sinkt noch steigt. Gefährlichste Disziplin, da knapp über Grund noch mit voller Vorwärtsfahrt geflogen wird und, um den Effekt noch zu erhöhen, kurz vor dem eigentlichen Swoop eine sehr hohe Anfangsgeschwindikeit durch z. B. einem Hook Turn aufgebaut wird.
- Wingsuits - Durch einen Flügelanzug, bei dem sich zwischen den Beinen und zwischen Armen und Körper Stoff befindet, wird aus dem vertikalen Fall ein Fliegen, mit einer vertikalen Geschwindigkeit von 80 km/h bei einer Vorwärtsgeschwindigkeit von 120 km/h. Häufig wird auch der Ausdruck Birdman-Anzug, nach dem führenden Hersteller, synonym verwendet. Abgesehen von den Disziplinen "Zielspringen" und "Kappenformation" liegt der Schwerpunkt beim Skydiving auf dem freien Fall, nicht auf der Fahrt am geöffneten Schirm.

Geschichte

BASE-Jumping Bereits Anfang des 14. Jahrhunderts benutzten chinesische Zirkusartisten Sonnenschirme, um von hohen Türmen zu springen. Leonardo Da Vincis pyramidenförmiger Fallschirm aus Leinen und Holz hätte damals auch schon aus ~3km Höhe funktioniert, er fliegt sogar sanfter als moderne Fallschirme, nur sein Gewicht von 90kg ohne Lenkung bereitet Probleme beim Aufsetzen. Der Kroate Faust Vrančić gilt als der erster Mensch, der erfolgreich einen Fallschirm ersann, baute und erprobte: Im Jahr 1617 sprang er vor zahlreichen Zuschauern mit einem 6x6 m stoffbespannten Holzrahmen vom Glockenturm des 86 m hohen St. Martinsdoms in Bratislava. Später widerholte er seine Sprünge unter anderem auch in Venedig. Als erster Mensch der Neuzeit sprang der Franzose André-Jaques Garnerin (1769-1823) am 22. Oktober 1797 aus einem ca. 400 m hoch fliegenden, mit Wasserstoff gefüllten Ballon über Paris ab. [http://www.spartacus.schoolnet.co.uk/AVgarnerin.htm] Als eine der ersten Fallschirmspringerinnen gilt die deutsche Luftakrobatin Käthe Paulus (1868-1935). Sie war zugleich auch die erste deutsche Berufsluftschifferin und die Erfinderin des zusammenlegbaren Fallschirms.

Urban Legend

Des öfteren hält sich das Gerücht, der Fallschirmspringer würde beim Öffnen des Schirms wieder nach oben gezogen. Das ist aber falsch. Bei Filmaufnahmen hat man manchmal den Eindruck als würde sich ein Fallschirmspringer beim Öffnen des Fallschirms nach oben bewegen. Diese Aufnahmen entstehen, wenn der Kameramann ebenfalls mit dem Fallschirm abspringt und neben dem Springer nach unten fällt. Da der Springer, welcher der Kamera gegenüber fliegt, bei der Schirmöffnung extrem abgebremst wird und der Kameramann aber mit gleichbleibender Geschwindigkeit weiter nach unten fällt, sieht es so aus als würde der aufgenommene Fallschirmspringer sich nach oben bewegen

Weblinks

Verbände und Behörden

- [http://www.daec.de/fs/ Deutscher Aero Club e.V. (DAeC)]
- [http://www.fallschirmsportverband.de/ Deutscher Fallschirmsportverband e.V. (DFV)]
- [http://www.uspa.org United States Parachute Association (USPA)]
- [http://www.aeroclub.at/ Österreichischer Aero Club (ÖAeC)]
- [http://www.parachuting.ch/ Schweizerischer Fallschirm-SportVerband (FSV)]

Allgemeine Informationen

- [http://www.skydivingmedia.com/ Fallschirmspringerfilme und Bücher]
- [http://www.lmtm.de/skydivefaq/ Skydive-FAQ]
- [http://www.fallschirmspringen-hsv.at/sicherheit/ Sicherheit beim Fallschirmspringen]
- [http://www.skyger.de/ Netzwerk für Fallschirmspringer]
- [http://skydance.at/ Skydiving - Nachrichtenportal mit Forum und Lexikon] Kategorie:Luftsport ja:スカイダイビング

Gebäude

Ein Gebäude - umgangssprachlich auch oft als Haus bezeichnet - ist ein Bauwerk, das von Menschen betreten werden kann und geeignet oder bestimmt ist, dem Schutz von Menschen, Tieren oder Objekten zu dienen (so oder ähnlich werden Gebäude in den Bauordnungen der deutschen Bundesländer definiert). Ein Gebäude besitzt nicht zwingend Wände oder einen Keller, jedoch immer ein Dach. Ansonsten treffen die Eigenschaften eines Bauwerks auch auf ein Gebäude zu.

Differenzierung

Wie bei dem Begriff Bauwerk gibt es auch hier keine einheitliche oder verbindliche, allgemein anerkannte Kategorisierung. Man kann nach verschiedenen Aspekten differenzieren:

nach Konstruktion und Material

Zum Beispiel:
- Massivbau, Schottenbauweise oder Skelett-bauweise
- Mauerwerksbau, Lehmbau oder Holzbau siehe dazu auch: :Kategorie:Baukonstruktion

nach Funktion

auch bei der Unterscheidung nach Funktionen gibt es keine einheitliche oder verbindliche Kategorisierung. Einige Funktionen sind:
- Wohnen: Wohngebäude, Wohnhaus
- Arbeiten: z.B. Bürogebäude, Fabrik, Werkstatt
- Handel, Lagerung, Warenumschlag: Speicher, Kaufhaus
- Gesellschaftliches Leben: z.B. Öffentliche Gebäude wie Rathäuser, Regierungsgebäude
- Gesundheit und Fürsorge: z.B. Krankenhäuser, Heime, Strafvollzugsanstalten
- Kultur: z.B. Versammlungsgebäude, Bibliotheken, Konzerthäuser, Opernhäuser
- Religion: z.B. Sakralgebäude wie Tempel, Kirchengebäude
- Freizeit: z.B. Sporthallen, Schwimmbäder
- Verkehr: z.B. Parkhäuser, Bahnhöfe, Busbahnhöfe, Fluggastabfertigungsgebäude, siehe dazu auch: :Kategorie:Gebäude

nach Gestalt

Es existieren freistehende Gebäude (Einzelhaus) genauso wie Doppelhäuser und Reihenhäuser. Auch zusammenhängende Gebäudeeinheiten können als einzelne Gebäude gelten, wenn sie jeweils ein eigenes Erschließungssystem (eigener Eingang und eigenes Treppenhaus), ein eigenes Ver- und Entsorgungssystem besitzen und einzeln nutzbar sind. Auch Ensembles verschiedenartig genutzer Gebäude können eine gestaltliche Einheit darstellen, z.B. Dreiseithof oder Vierseithof. siehe dazu auch: :Kategorie:Bauform und :Kategorie:Gebäudeensemble

nach Energiestandard

Es gibt Niedrigenergiehäuser, Passivhäuser bis hin zu sogenannten Plusenergiehäusern. Das sind verschiedene Energiestandards, die eine Aussage über den Energiebedarf des Gebäudes treffen. siehe dazu auch: :Kategorie:Energiestandard (Gebäude)

Siehe auch

- Portal:Architektur und Bauwesen
- Architektur, Bauingenieurwesen
- Liste von Gebäuden

Weblinks

!Gebäude Kategorie:Stadtbaugeschichte ja:建築物

Antenne (Technik)

Eine Antenne (von lateinisch antenna oder antemna – „Segelstange, Rahe“) sendet oder empfängt elektromagnetische Wellen.

Geschichte

Erstmals bemerkte Luigi Galvani im 18. Jahrhundert, dass Froschschenkel bei Gewitter oder in der Nähe einer Elektrisiermaschine zuckten, wenn sie mit einem kurzen Stück Draht verbunden wurden. Systematische Untersuchungen gehen zurück auf den deutschen Physiker Heinrich Hertz, aufbauend auf den theoretischen Grundlagen des Engländers James Clerk Maxwell. Dem Italiener Guglielmo Marconi gelang 1896 erstmalig die drahtlose Telegraphie.

Prinzip

Die Ausstrahlung elektromagnetischer Wellen ist mit der Beschleunigung von Ladungen verbunden, die ein wechselndes Dipolfeld erzeugen. Eine einfache Dipolantenne kann man sich als entarteten Schwingkreis aus Kondensator und Spule vorstellen: die Kondensatorplatten werden auseinander gezogen, um 180° zueinander verdreht und zu einem Leiter geformt; die Leiter übernehmen gleichzeitig die Funktion der Spule. Die Anordnung nennt man Hertzschen Dipol, wenn sie viel kleiner ist als die Wellenlänge λ der anregenden Wechselspannung. Sie ist für theoretische Überlegungen wichtig, da sich jede Antenne in kleine strahlende hertzsche Dipole zerlegen läßt. Wird der Kreis schnell genug angeregt, bilden sich geschlossene elektrische (E) Feldlinien, die das Sytem mit Lichtgeschwindigkeit verlassen. Die senkrecht zum E-Feld verlaufenden Magnetfelder bilden geschlossene Kreise um den Leiter. Im Nahfeld nimmt die Feldstärke proportional zur dritten Potenz der Entfernung r ab. Im Fernfeld verringert sie sich lediglich proportional 1/r und ist deshalb auch in großen Entfernungen nachweisbar (sonst wären Sterne unsichtbar). Die elektromagnetischen Felder sind polarisiert. Das Empfangssignal nimmt ab, wenn Empfangs- und Sendeantenne nicht parallel zueinander ausgerichtet sind. Eine Antenne hat einen hohen Wirkungsgrad, wenn sie auf die Wellenlänge abgestimmt ist, die sie empfangen oder senden soll. Eine stehende Welle kann sich dann ausbreiten, wenn die Antenne eine vielfache Länge von λ/2 besitzt. Die Stromknoten liegen an den offenen Enden einer Antenne. Bei einer symmetrischen Antenne befindet sich ein Spannungsknoten in der Mitte, an dem die Antenne niederohmig gespeist werden kann.

Antennenparameter

Verschiedene Parameter charakterisieren eine Antenne. Der Wellenwiderstand auch Strahlungswiderstand ist die Impedanz einer Antenne. Maßeinheit: Ohm Ein λ/2-Dipol hat eine Impedanz von 73 Ohm, die Impedanz von professionellen Antennen ist immer 50 Ω. Der Wirkungsgrad gibt an, welchen Anteil der aufgenommenen Leistung die Antenne als elektromagnetische Strahlung abgibt. Zum Testen einer Sendeanlage dient eine sogenannte künstliche Antenne mit dem Wirkungsgrad η von 0. Maßeinheit: % Der Antennengewinn gibt an, wieviel Leistung eine Antenne in ihrer Hauptrichtung, bezogen auf eine Vergleichsantenne, abgibt oder empfängt. Maßeinheit: dBd bzw. dBi der Öffnungswinkel ist der Winkel der Vorzugskeule im Richtdiagramm einer Antenne, bei dem das Signal auf die Hälfte abfällt. Maßeinheit: ° Die Bandbreite gibt den Frequenzbereich maximaler Empfindlichkeit der Antenne an, meist bezogen auf einen Abfall von 3dB. Bandbreite und Öffnungswinkel können zusammengefasst werden zu einem 3 dimensionalen Bereich im Wellenvektor-Raum, k-Raum, Fourier-Raum (oder wie er auch gerade genannt wird) in dem die Impedanz der Antenne dem Empfänger / Sender angepasst ist. Bei einem Flugzeug oder Auto müssen viele Bereich dieses k-Raums den verschiedenen Instrumenten (Abstandsradar, Bodenradar, Mobiltelefon, AM-Radio, FM-Radio, GPS, Funk-Bojen, Sprechfunk, Satelliten-Internet) zugeordnet werden. Man hat dann die Wahl zwischen:
- Ein Menschen kann mit einem Auge in verschiedene Richtungen gucken und verschiedene Farbe (Frequenzen) sehen
- Ein Insekt braucht für jede Richtung ein eigenes Auge, welches nur eine Farbe sieht.

Antennen-Bauformen

Grundsätzlich ist eine Empfangsantenne auch zum Senden geeignet und umgekehrt (Reziprozitätsgesetz). Die Bauform verhindert meist einen wechselseitigen Einsatz, beispielsweise durch die begrenzte elektrische Belastbarkeit oder die Verschaltung elektrischer Vorverstärker. Da sich die Größe der Antennenelemente an der der Wellenlänge orientiert, ist die Frequenz ein wichtiges Kriterium für den Aufbau einer Antenne. Die Auswahl sortiert die Antennen nach ihrem Bauprinzip :

Dipolantennen
- Einfache Dipolantennen
- T-Antenne
- L-Antenne
- Marconi-Antenne
- Faltdipol
- Schlitzantenne
- Patchantenne
- Schmetterlingsantenne
- Fraktalantenne
- logarithmisch periodische Antenne (LPA) [http://www.itnu.de/radargrundlagen/antennen/at12-de.html]

- Mehrfach-Dipolantennen
- Yagi-Antenne (eigentlich Yagi-Uda-Antenne)
- Quadantenne
- Reusenantenne
- phasengespeiste Antennen-Arrays (Gruppenantenne)
- Langdrahtantenne, Länge größer λ/2
- Beverage-Antenne
- Bodendipol
- Schrägdrahtantenne

Spiegelantennen
- Parabolantenne
- Offsetparabolantenne
- Cassegrain-Antenne
- Gregory-Antenne
- große Hornantenne (eine Begrenzungswand ist ein Spiegelsegment)

magnetische Antennen (magnetischer Loop)
- Ferritantenne
- Isotronantenne
- Rahmenantenne

Sonstige Antennen:
HB9CV-Antenne, Backfireantenne, Vorhangantenne, Delta-Loop, Slooper

Weitere Bauformen:

- Wendelantenne
- Mastantenne
- Schirmantenne
- Alexanderson-Antenne
- Richtstrahlantenne
- Schwundmindernde Antenne
- Wullenweber-Kreisantennenanlage
- Sendeantenne

Anmerkungen

- Tscherenkow-Licht ist ein weiteres Beispiel für die Ausstrahlung elektromagnetischer Wellen. Ausgelöst wird sie durch Ladungsverschiebungen, die hochenergetische Partikel in Festkörpern oder Flüssigkeiten erzeugen. Die Anregungsfrequenzen sind so hoch, dass die Strahlung auch als sichtbares Licht ausgestrahlt wird.
- Nach dem Atommodell der klassischen Physik umkreisen negativ geladene Elektronen den Atomkern. Danach würde die Bahnbeschleunigung ein wechselndes Dipolfeld erzeugen, wodurch Atome ständig Energie in Form elektromagnetischer Wellen verlieren würden. Erst die Quantenmechanik fand mit der Einführung diskreter Energieniveaus eine Erklärung für die Stabilität von Atomen.
- Jede beschleunigte elektrische Ladung erzeugt elektromagnetische Strahlung: z.B. Synchrotronstrahlung, Röntgenröhre, Freie-Elektronen-Laser (FEL)

Bilder

Bild:Wurfantenne.jpg|Wurfantenne (zusammengerollter Faltdipol für UKW-Empfang). Bild:Zimmerantenne.jpg|Aktive Zimmerantenne für VHF- und UHF-Empfang Bild:20050609 1040 2804-800px--ultra-low-cost dvb-t schmetterlingsantenne.jpg|Selbstbau DVB-T Schmetterlingsantenne

Literatur

- Karl Rothammel, Antennenbuch, Frankh Verlag Stuttgart, 9. Auflage 1988, ISBN 3-440-05853-0
- Albrecht Hock, Arastou Tscharmi, Antennenpraxis Expert-Verlag, Dezember 1995, ISBN 3816911501
- Günther Grünbeck, Der Antennenbaukasten, Juli 2003, ISBN 3881803947
- Lothar Starke und Herbert Zwaraber, Praktischer Aufbau und Prüfung von Antennen- und Verteilanlagen, Hüthig Verlag, Juli 2002, ISBN 3778528971

Siehe auch

- Sendeantenne
- Antenna Diversity
- Papstfinger
- Rundfunk
- Kurzwellenrundfunk
- Stehwellenverhältnis
- EIRP Effective isotropic radiated power
- Frequenzbänder
- DVB-T, Schmetterlingsantenne
- Laser Communication Terminal (Optische Datenübertragung)

Weblink

- [http://www.wolfgang-rolke.de/antennas/ Breitbandantennen]
- [http://www.itnu.de/radargrundlagen/antennen/at01-de.html (Radar-) Antennentechnik] Kategorie:Funktechnik ja:空中線 ms:Antena

Brücke

Eine Brücke ist ein Bauwerk zum Führen von Verkehrswegen (Straße, Eisenbahn, Kanal) oder baulichen Anlagen über natürliche (z.B. Gewässer, Schluchten) oder künstliche (z.B. Autobahnen) Hindernisse. Hindernis Hindernis

Geschichte des Brückenbaus

Hindernis Bis zu Beginn des 19. Jahrhunderts waren Stein und Holz die wichtigsten Baustoffe für Brücken. So wurden im 6. Jahrhundert v. Chr. Brücken aus Zypressen- und Zedernholz über den Euphrat gebaut. Den Bau von Bogenbrücken aus Natursteinen oder Beton beherrschten schon die Römer, wie das Pont du Gard heute noch eindrucksvoll belegt. Mit der Industrialisierung entstand 1779 mit dem neuen Baustoff Gusseisens die erste Eisenbrücke der Welt, die Ironbridge, eine Bogenbrücke von 30 m Spannweite über den Fluss Severn bei Coalbrookdale, die A. Darby erbaute. Die weitere Entwicklung des neuen Baustoffes zu zähem und zugfestem Schmiedeeisen ermöglichte den Bau von langen Kettenhängebrücken. Eine der ersten bedeutenden war die Menai-Brücke in Wales mit einer Hauptspannweite von 177 m, bei einer Gesamtlänge von 521 m, von Thomas Telford zwischen 1818 und 1826 erbaut. Die industrielle Herstellung von Walzträgern förderte den Bau von Fachwerkbalkenbrücken, wie der Britanniabrücke in Wales von Robert Stephenson aus dem Jahr 1860, mit Spannweiten von 146 m Länge. Der zweite moderne Baustoff Beton wurde ab 1860 als Stampfbeton bei Bogenbrücken eingesetzt, die erste Eisenbetonbalkenbrücke wurde 1875 von Joseph Monier auf einem Landsitz bei Chazelet über einen Bach erbaut. Eisenbetonbrücken mit großen Spannweiten wurden Anfang des 20. Jahrhunderts insbesondere als Bogenbrücken ausgeführt, wie zum Beispiel 1930 bei dem Salginatobelbrücke mit 90 m Spannweite. Mit der Entwicklung des Spannbetons nach dem 2. Weltkrieg wurde schließlich die schlanke vorgespannt Balkenbrücke aus Beton möglich. So quert zum Beispiel die Rheinbrücke Bendorf von 1956 den Strom mit einer Spannweite von 205 m. Parallel zu den Spannbetonbrücken wurde im Stahlbau die neue Konstruktionsform der weitgespannten Schrägseilbrücke entwickelt. Die erste große Brücke diesen Typs war in Deutschland die 1957 eröffnete Theodor-Heuss-Brücke (Düsseldorf) mit einer Spannweite von 260 m und einer Gesamtlänge von 914 m. siehe auch Geschichte des Brückenbaus

Einteilung

Die Einteilung von Brücken kann nach unterschiedlichen Kriterien erfolgen. Die beste Variante ist die Typologie nach Form und Konstruktion.

Form und Konstruktion

- Balkenbrücken Das äußere Kennzeichen der Balkenbrücke ist die sichtbare Trennung der Überbaus (Brückenträger) vom Unterbau (Stützen, Widerlager) durch das Vorhandensein von Lagern. Die Lager übertragen die Überbaulasten auf den Unterbau und geben dem Brückenträger die notwendige Stabilität und Bewegungsmöglichkeit. Die Querschnittsform in Längsrichtung entspricht äußerlich einem Balken, meist ist die Trägerhöhe konstant. Die Balkenbrücke ist vor allem wegen der vergleichsweisen einfachen Fertigung häufig bei Brücken anzutreffen. Der Balken nutzt die Biegesteifigkeit des Querschnittes und Werkstoffes optimal aus und wird bei üblichen Brücken mit kleinen bis mittleren Spannweiten (ca. 80 m) als Tragsystem verwendet. Die Berechnung der Balkenbrücken erfolgt mit der Balkenstatik. Balkenbrücken können in Querrichtung mit verschiedenen Querschnittsgeometrien ausgeführt werden. So zum Beispiel als:
- Plattenbalken Balkenstatik Der Plattenbalken ist eine Verbindung von den positiven Eigenschaften einer Platte und denen des Balkens. Da bei Brücken mit großer Länge eine Platte sehr dick werden würde, werden unter die Platte ein oder mehrere Träger angeordnet. Dadurch leitet die Platte die Belastungen nur in Querrichtung über die kurze Strecke zu den Längsträgern (anders als alleine, die weite Strecke zum Auflager). Damit kann die Platte wiederum dünner ausgeführt werden. Die Träger leiten dann die Kräfte zu den Auflagern.
- Hohlkasten Plattenbalken Ergänzt man den Plattenbalken mit einer unteren Platte, so hat man einen geschlossenen Querschnitt, den Hohlkasten. Insbesondere bei Balkenbrücken mit mittleren und größeren Spannweiten oder bei gekrümmter Linienführung werden Hohlkastenquerschnitte eingesetzt. Diese zeichnen sich durch eine große Biege- und Torsionssteifigkeit aus, wodurch große Schlankheiten und rationelle Bauverfahren, wie das Taktschiebeverfahren, möglich sind.
- Rahmenbrücke Taktschiebeverfahren Rahmenbrücken entstehen aus Balkenbrücken durch die biegesteife Verbindung des Überbaus (Brückenträger) mit dem Unterbau (Widerlagerwände und/oder Stützen). Dadurch werden die Biegemomente der Brückenträger vermindert und somit lässt sich dessen Bauhöhe reduzieren. Außerdem entfallen Lager, was den Unterhalt und die Wartung der Brücke vereinfacht. Brücken die gar keine Fugen und Lager besitzen, d.h. in die Widerlagerwände und etwaige Stützen eingespannt sind, bezeichnet man auch als integrale Brücken.
- Plattenbrücke Die Platte ist vom statischem System her ähnlich dem Balken. Der Vorteil gegenüber dem Balken ist jedoch, dass eine zweidimensionale Tragwirkung vorhanden ist, welche größere Schlankheiten (Verhältnis Spannweite/Trägerhöhe) ermöglicht, sowie die einfache Querschnittsgeometrie. Dieser Brückentyp ist in bezug auf die Herstellung sehr einfach. Er eignet sich vor allem für Überführungen, insbesondere schiefe, mit beschränkter Bauhöhe und bis maximal 30 m Spannweite.
- Fachwerkbrücke Fachwerke sind aufgelöste Tragwerksstrukturen. Diese weisen den Vorteil auf, dass sie einen geringeren Materialverbrauch haben, als vergleichbare vollwandige Tragwerke wie Balken und ein dementsprechend geringeres Eigengewicht. Dabei werden die Stäbe des Fachwerks vorwiegend auf Zug und Druck belastet. Von Nachteil ist die meist größere Bauhöhe der Konstruktion. Fachwerkbrücken werden vor allem mit Stahl, aber auch mit Holz ausgeführt. Aufgrund der hohen Verkehrslasten werden sie oft bei Eisenbahnüberführungen gebaut, finden aber auch ihre Anwendung bei Strassenbrücken mit größeren Spannweiten, insbesondere in den USA. Fachwerke verbergen sich in der Regel auch unter der Verkleidung von gedeckten Holzbrücken. Es gibt viele Arten von Fachwerken (auf den Brückenbau bezogen), so unter anderem: Ein berühmtes deutsches Beispiel einer großen Fachwerkbrücke, die zudem ohne Strompfeiler auskommt, ist das 1893 fertiggestellte Blaue Wunder in Dresden.
- Bogenbrücke Der Bogen ist für Massivbaustoffe, wie Stein oder Beton, mit ihrer hohen Druckfestigkeit die geeignetste Tragwerksart, da er bei richtiger Geometrie nur durch Druckkräfte belastet wird. Allerdings muss der Baugrund ausreichend fest sein, um den Bogenschub aufnehmen zu können. Deshalb ist diese Art der Konstruktion bei vielen alten Brücken zu sehen. Heute werden Bogenbrücken mit oben liegender Fahrbahn bei tiefen Tälern oder Einschnitten gebaut. Mit einem Stahlbogen sind Spannweiten von bis zu 500 m möglich, bei einem Massivbogen 300 m. Bogenbrücken mit unten liegender Fahrbahn kommem aufgrund der kleinen Bauhöhe der Fahrbahntafel, vor allem im Flachland bei der Überwindung von Gewässern vor. Eine Bogenbrücke besteht aus einem Bogen, der Fahrbahn und den Hängern bzw. Stehern. Es gibt mehrere Konstruktionsformen von Bogenbrücken:
- Schrägseilbrücke Die Schrägseilbrücke oder auch Schrägkabelbrücke hat sich zur Überbrückung breiterer Gewässer oder Flächen mit Spannweiten zwischen 200 m und 1000 m als technisch besonders geeignet und auch als wirtschaftlich erwiesen. Die Brücke wird meist im Freivorbau errichtet. Der Bauzustand mit der weit auskragenden Brücke ist aufgrund der seitlichen Windbeanspruchung maßgebend für die technisch möglichen Spannweiten. Aufgrund ihrer hohen Steifigkeit kann sie auch für den Eisenbahnverkehr verwendt werden. Eine Schrägseilbrücke besteht aus den Pylonen, der Fahrbahn und den Seilen. Alle lotrechten Kräfte der Brücke werden über die Seile in den Pylon eingebracht, der diese dann senkrecht als reine Druckkräfte in den Untergrund einbringt. Die Schrägseilbrücke entspricht einer Auslegerbrücke, die Fahrbahntafel bildet den druckbeanspruchten Untergurt, die Seile sind Auslegerzuggurte, welche die vertikalen Lasten an die Pylone abtragen und in der Fahrbahntafel rückverankert sind. Ein bekanntes Beispiel dieser Brückenform ist die Hamburger Köhlbrandbrücke.
- Hängebrücke Die Hängebrücke wird überwiegend bei der Überbrückung breiterer schiffbarer Gewässer mit Spannweiten oberhalb von 800 m gebaut. Wegen der Tendenz zu größeren Verformungen wird sie im Regelfall nicht als Eisenbahnbrücke verwendet. Sie ist statisch ähnlich der Bogenbrücke mit untenliegender Fahrbahn. Bei der Hängebrücke wird zwischen Pylonen ein Tragseil aufgehängt. An diesem Tragseil werden Hänger befestigt, senkrechte Seile, welche die Fahrbahn tragen. Sie sind jedoch bei weiten Spannweiten sehr gegen Windschwingungen anfällig, wie es der Einsturz der Tacoma-Narrows-Brücke in den USA am 1. Juli 1940 gezeigt hat. Berühmtes Beispiel einer Hängebrücke ist die Golden Gate Bridge in San Francisco, USA.
- Spannbandbrücke USA] Die Spannbandbrücke findet vor allem ihre Anwendung als Fußgängerbrücke. Das tragende Element einer Spannbandbrücke sind mehrere Spannbänder, die eine Fahrbahn tragen und an den Auflagern auf Zug befestigt sind. Charakteristisch ist das konkave Durchhängen, denn je größer der Krümmungsradius ist, desto stärker wird die Zugspannung aufgrund des (Eigen-) Gewichts. Zur Begrenzung der Durchhängetiefe können Zwischenpfeiler eingefügt werden, wobei dann die Spannbandbrücke ein schlangenlinienförmiges Höhenprofil einnimmt. Ein bekannter Vertreter dieser Brückengattung ist die Holzbrücke bei Essing über den Rhein-Main-Donau-Kanal, die neben der ungewöhnlichen Verwendung von verleimten Holzlatten als Spannband mit 193 m zugleich die längste Holzbrücke Europas ist.
- bewegliche Brücke Bewegliche Brücken werden gebaut, wenn sich aus den örtlichen Gegebenheiten ergibt, dass eine feste Brücke nicht wirtschaftlich oder konstruktiv möglich ist. Dies kann sein, wenn zum Beispiel im Flachland eine Anrampung zu teuer wäre und ohne Anrampung eine zu geringe Durchfahrtshöhe für die unten liegende Verkehrslinie bliebe. Dieser Brückentyp hat den Nachteil, dass die Kreuzung des Verkehrs nicht von einander unabhänig stattfinden kann, sondern immer einer der Verkehrswege gesperrt ist. Die Brücken werden durch die Art der Konstruktion genauer beschrieben. So gibt es die Zugbrücke oder Ziehbrücke, bei der die Fahrbahn mit Zugseilen hoch geklappt wird, die Klappbrücke, deren Mechanismus keine Zugseile hat (das berühmteste Beispiel ist die Tower_Bridge in London), und als besondere Variante die Dreifeldzugklappbrücke, wie die Hörnbrücke in Kiel. Weitere bewegliche Brückentypen, die Schifffahrtsstraßen kreuzen und größere Durchfahrtsbreiten ermöglichen, sind die Drehbrücke, die komplett um ihre vertikale Achse gedreht werden kann (z.B. die Drehbrücke Malchow (Mecklenburg)) und die Hubbrücke, die komplett hoch gehoben wird (z.B. die Kattwybrücke über die Hamburger Süderelbe). Kattwybrücke
- Schwimmbrücken Bei diesem Brückentyp wird eine Straße oder Eisenbahn über Pontons geführt, die sehr eng beieinander liegen und durch kleine "Brücken" verbunden sind. Die Funktionsfähigkeit derartiger Brücken wird insbesondere vom Wasserstand und der Wasserströmmung stark beeinflusst. Häufig werden Schwimmbrücken auch am Ufer abgespannt, da sie nur eine geringe Quersteifigkeit besitzen. Pontons sind Schwimmkörper, z.B. Schiffe, Schlauchboote oder Hohlplatten. Schwimmbrücken werden üblicherweise nur im Notfall eingesetzt, um zerstörte Infrastruktur bis zur Wiederherstellung befelfsmäßig zu ersetzen. Eine typische Anwendung liegt im militärischen Bereich, wobei es einerseits darum geht zerstörte Infrastruktur temporär wiederherzustellen, andererseits aber auch darum durch Flexibilität Vorteile gegenüber einem Feind zu erlangen.

Material

- Holzbrücke Ponton Holz ist in Form eines Baumstammes über eine Schlucht oder ein Gewässer das älteste Brückenbaumaterial. Es wird meist bei Fachwerkbrücken verwendet. Im 18. Jahrhundert erreichte der Holzbrückenbau mit der Rheinbrücke Schaffhausens von Johann Ulrich Grubenmann einen ersten Höhepunkt. Diese war 120 m lang und hatte nur einen Zwischenpfeiler. Die Weiterentwicklung erfolgte in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts in Nordamerika beim Bau der Eisenbahnstrecken durch den Kontinent, unter anderem mit den hölzernen Trestlebrücken, bestehend aus einfachen Balkenbrücken mit einer feinmaschigen Anordnung von Rundhölzern . Heute verwendet man Holz bei insbesondere bei Fußgängerbrücken bzw. Stegen oder anderen untergeordneten Brücken wie Güterwegbrücken oder Hauszufahrten. Von Vorteil ist dabei insbesondere das niedrige Eigengewicht des Holzes. Eher selten wird Holz heute für größere Brücken verwendet, wie zum Beispiel in der Nähe des finnischen Mäntyharju. Dort wurde 1999 mit mit 168 m längste (maximale Spannweite 42 m) für den Straßenverkehr zugelassene Holzbrücke der Welt gebaut. [http://www.rantakokko-co.com/Vihantasalmen_bridge.htm]
- Steinbrücke 1999 1999 Ebenfalls schon früh wurde Stein als Brückenbaumaterial eingesetzt und zwar in Form von Naturbrücken (Steinbögen) oder auch später in bearbeiteter Form (Bogenbrücken). Die Halbkreisbogenbrücken der Römer hatten Spannweiten bis ungefähr 25 Meter. Maximal 40 Meter Spannweite sind bei dieser Geometrieform mit Steinbrücken möglich. Mit dem im Mittelalter eingeführten Flachbogen, der statisch wesentlich günstiger ist, konnten dann mit Steinrücken auch Öffnungen bis rund 60 Meter überbrückt werden. Heute hat Stein beim Brückenbau nur noch eine untergeordnete Bedeutung in Form von Verkleidungen.
- Seilbrücke Auch die Seilbrücke gehört zu den älteren Brückentypen. Dabei gibt es mehrere Arten der Konstruktionsformen.
- Die 1-Seilbrücke ist die einfachste Variante und besteht aus einem schrägen gespannten Seil, das man an einer Rolle hängend benutzen kann.
- Die 2-Seilbrücke besteht aus einem Tragseil (unten) und einem Halteseil (oben). Dies ist eine sehr wackelige Angelegenheit, weil sich Trag- und Halteseil horizontal zueinander verschieben können.
- Eine Verbesserung der 2-Seilbrücke durch ein weiteres Halteseil und Verbindungen zwischen Halteseilen und Tragseil ist die 3-Seilbrücke. Dadurch erreicht man eine höhere Stabilität und das Benutzen der Brücke wird sicherer.
- Die 4-Seilbrücke ist gegenüber der 3-Seilbrücke durch ein weiteres Tragseil ergänzt. Dabei wird zwischen den beiden Tragseilen ein Belag (meistens aus Holz) befestigt. Dies erhöht den Komfort bei Benutzung.
Reine Seilbrücken findet man noch in Afrika, Asien, Südamerika und Mikronesien. Das Seil besteht oft aus Naturfasern, manchmal auch aus Stahl.
- Gusseisenbrücke Gusseisen ist eine Eisen-Legierung mit niedrigerem Schmelzpunkt als Stahl und daher leichter verarbeitbar. Auf Grund der geringeren Stabilität hat Gusseisen bei Konstruktionsbauten keine Bedeutung mehr und wurde durch Stahl ersetzt. Viele Brücken wurden früher aus Gusseisen gebaut, zum Beispiel die Gusseisenbrücke über den Severn. Die meisten der Gusseisenbrücken waren der steigenden Belastung nicht gewachsen und wurden daher durch Stahlbrücken ersetzt.
- Stahlbrücke Stahl weist er eine sehr hohe Festigkeit gegenüber Druck- sowie Zugkräften auf. Stahl wird im Brückenbau vor allem in Form von Seilen, Profilen oder Blechen verwendet. Heute werden in vermehrtem Umfang auch Teile aus Stahlguss eingesetzt. Ein entscheidender Nachteil ist jedoch das Rosten (Korrosion), was üblicherweise Korrosionsschutzbeschichtungen erforderlich macht und zu einem hohen Unterhaltungsaufwand führt. Stahl wird beim Überbau vor allem von Stabbogenbrücken, Deckbrücken, Fachwerkbrücken und Hängebrücken eingesetzt.
- Betonbrücke Korrosion Korrosion Korrosion Beton ist ein Gemisch aus Zement, Gesteinskörnung (Sand und Kies) und Wasser. Er kann außerdem Betonzusatzstoffe und Zusatzmittel enthalten. Dieses Baumaterial eignet sich hervorragend, um Brücken zu bauen, weil es sich flüssig in jede Form (Schalung) gießen lässt und nach Aushärtung einen gut auf Druck beanspruchbaren künstlichen Stein ergibt. Beton ist (wie auch Stein) nur in der Lage große Druckkräfte und geringe Zugkräfte aufzunehmen, weshalb er vor allem bei den Bogenbrücken verwendet wurde.
- Stahlbetonbrücke bzw. Spannbetonbrücke Stahlbeton vereint die Vorteile von Beton und Stahl. Dabei umschließt der Beton den Stahl und schützt diesen so vor Korrosion. Der Stahl bringt seine Zugfestigkeit in diese Verbindung mit ein, die nur möglich ist, weil beide Stoffe einen sehr ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizient haben. Es gibt mehrere Arten von Stahlbeton:
- Stahlbeton: In eine Schalung wird die Bewehrung eingebaut und diese dann mit Beton ausgegossen. Dies wird auch als schlaff-bewehrt bezeichnet.
- Spannbeton: Die Verwendung von Spannbetonbrücken ist ab. Spannweiten von mehr als ungefähr 10 m der Regelfall. Hierbei wird ein Teil der Bewehrung, der Spannstahl, vorbelastet (gespannt). Dadurch ergibt sich eine Druckspannung im Beton, welche eine Rissbildung des Betons und somit größere Durchbiegungen verhindert. Dies ermöglicht niedrigere Bauhöhen der Brückenträger.
Bezüglich der Lage des Spannstahles im Brückenquerschnitt unterscheidet man zwischen interner Vorspannung und externer Vorspannung. Bei der internen Vorspannung sind die Spannkabel im Betonquerschnitt angeordnet und vollständig vom Beton umhüllt. Bei der externen Vorspannung liegen die Spannglieder außerhalb des Betonquerschnittes und sind auswechselbar. Die Spannkräfte werden nur an Umlenksätteln oder Konsolen in den Betonquerschnitt eingeleitet. Die externe Vorspannung wird meist bei Hohkastenquerschnitten in Kombination mit der internen verwendet.

- Verbundbrücke Tragwerke des Verbundbaus haben räumlich getrennte Querschnitte, die aus zwei oder mehreren Baustoffen bestehen. Anders als z.B. beim Stahlbeton wird der Verbund untereinander durch besondere Verbindungsmittel hergestellt. Zum Beispiel liegt bei einer Stahlverbundbrücke auf dem stählernen Brückenträger die Fahrbahnplatte, die aus Stahlbeton besteht. Der Verbund zwischen beiden Baustoffen wird über Kopfbolzendübel sichergestellt. Dadurch kommt es zu einer kraftschlüssigen Verbindung und beide Querschnitte wirken zusammen als ein Querschnitt. Bei Kopplung von Spannbeton- und Stahlverbundkonstruktionsteilen spricht man auch von einer hybriden Brücke.

Funktion

Stahlverbundbrücke um 1900]] Eine weitere Möglichkeit der Einteilung von Brücken ist ihre Funktion. Danach kann man unter anderem unterscheiden zwischen Straßenbrücke, Fußgängerbrücke, Eisenbahnbrücke, Kanalbrücke (Trogbrücke) und Wildbrücke (Grünbrücke). Oft hat aber eine Brücke mehrere Bestimmungszwecke. Weitere Brückentypen mit Funktionsnamen sind unter anderem die Förderbandbrücke (z.B. im Bergbau), die Leitungsbrücke (z.B. im Chemiewerk) aber auch die Pionierbrücke oder die Behelfsbrücke.

Lage

Die topologische Lage ist auch ein mögliches Kriterium für die Zuordnung von Brücken. So kann man unter anderem unterscheiden zwischen Talbrücken, Hangbrücken, Stadtbrücken und Flussbrücken.

Grundrissgeometrie

Pionier Der Kreuzungswinkel zwischen beispielsweise einer Landstraße und einer Autobahn muss nicht rechtwinklig sein. Bei der zugehörigen Brücke spricht man dann von einer schiefen Brücke, anderenfalls wäre es eine gerade Brücke. Es ist auch möglich, dass sich zum Beispiel die Straße in einer Kurve befindet, dann man spricht dann von einer gekrümmten Brücke.

Viadukt und Durchlass

- Viadukt Als Viadukt bezeichnt man heute mehr oder minder hohe und lange Brücken einer Straße oder Eisenbahn, die steigungsarm ein Tal oder eine Senke mit Pfeilern und meist Bögen überspannen. Ähnliche Konstruktionen, die Aquädukte, wurden von den Römern zur Trinkwasserversorgung benutzt. Viadukte wurden später im Eisenbahnbau häufig errichtet.
- Durchlass Als Durchlass gilt ein kleines Brückenbauwerk mit einer lichten Weite von weniger als zwei Meter. Er wird dann gebaut, wenn ein Fußweg oder kleiner Bach durch einen Straßen- oder Eisenbahndamm zu führen ist. Durchlässe werden meist als Stahlbetonrahmenkonstruktion oder mit Wellstahlrohren ausgeführt.

Bauelemente

Einzelne Bauelemente einer Brücke werden beispielhaft anhand einer Straßenbrücke aufgezählt. Andere Brückenarten haben manche Teile nicht, dafür wiederrum zusätzlich andere (vergleiche feste und bewegliche Brücken). Auch besitzt nicht jede Straßenbrücke alle Bauelemente, sondern werden für jede Brücke nach den Erfordernissen vom Planer ausgewählt.

Überbau

Der Überbau besteht aus der Fahrbahnplatte, den Hauptträgern (oder Kastenträger) sowie etwaigen Querträgern. Der Überbau trägt die Lasten zum Unterbau. Eisenbahn

Unterbau

Als Unterbau einer Brücke bezeichnet man die Widerlager und etwaige Mittelunterstützungen. Der Unterbau nimmt die über die Brückenlager zentrierten Auflagerkräfte (sofern Lager vorhanden) auf und leitet diese in die Gründung ab.
- Widerlager Widerlager befinden sich am Brückenanfang und –ende und bilden den Übergang vom Damm zum Brückenüberbau. Sie übertragen die Überbaulasten auf die Gründung und nehmen den Erddruck durch die Widerlagerwand in Richtung der Brücke sowie durch Flügelwände in Querrichtung auf.
- Mittelunterstützung Die Mittelunterstützungen verringern die Stützweite des Überbaus zwischen den Widerlagern und ermöglichen damit eine geringere Bauhöhe. Sie leiten entsprechend den Stützweiten Teile der Überbaulasten in den Baugrund. Die Mittelunterstützungen werden meist als Einzelpfeiler oder Pfeilerscheiben ausgeführt. Bei Schrägseil- oder Hängebrücken wird die Mittelunterstützung durch ein Hochhängen der Brückenlasten beansprucht. In diesem Fall spricht man von einem Pylon.

Gründung

Die Gründung der Widerlager und Mittelunterstützungen und Abtragung der Brückenlasten erfolgt mit Flachgründungen (Streifenfundamente, Fundamentplatten) oder Tiefgründungen (Bohrpfähle oder Brunnen).
- Kämpfer Kämpfer ist eine besondere Bezeichnung eines Widerlagers bei einer Bogenbrücke. Siehe auch: Gründung_(Bauwesen)

Lager und Fahrbahnübergänge

Die Lager einer Brücke sind die Kontaktpunkte zwischen Über- und Unterbau. Sie müssen so beschaffen sein, dass sie die erforderlichen Dreh- und Kippbewegungen sowie Verschiebungen ermöglichen und eine zwängungsarme Übertragung der Auflagerkräfte ermöglichen.
- Lager aus Stahl Lager Stahllager gibt es als feste Linienkipplager oder als bewegliche Linienlager (Rollenlager). Da in der Vergangenheit zahlreiche Schäden aufgetreten sind, werden diese heute bei Brückenneubauten in Deutschland nicht mehr eingesetzt. Rollenlager bestehen aus Stahlzylindern, die seitlich gehalten werden und Lagerplatten, ebenfalls aus Stahl. Sie können große Bewegungen der Brücke ausgleichen.
- Elastomerlager Elastomerlager sind Verformungslager, d.h. sie übertragen die Kräfte über die Verformung des Elastomers. Sie bestehen aus einem flexiblen alterungsbeständigen Kunststoff, in den bei bewehrten Lagern Stahlplatten eingearbeitet sind, welche die Druckfestigkeit und Inkompressibilität erhöhen. Die Verformungslager sind allseits beweglich und erlauben die Aufnahme horizontaler und vertikaler Lasten bei gleichzeitiger Verdrehung um drei Achsen und bei gleichzeitiger Verschieblichkeit in zwei Richtungen. Die Verschieblichkeit in horizontaler Richtung kann durch die Anordnung von Festhaltekonstruktionen aus Stahl verhindert werden. Das Elastomerlager kann nicht so große Bewegungen wie ein Rollenlager aufnehmen, ist jedoch wartungsärmer, weil die Stahlbleche nicht mit Luft und Feuchtigkeit in Berührung kommen und deshalb korrosionsgeschützt sind und weil keine beweglichen Teile vorhanden sind. Bei größeren Verformungen benutzt man das Verformungsgleitlager, bei welchem das Elastomerlager mit einer zusätzlichen Gleitschicht versehen ist.
- Fahrbahnübergang Der Überbau einer Brücke verformt sich in Längsrichtung infolge Temperaturwechsel und Längskräfte aus Bremsen des Fahrzeugsverkehrs sowie bei Spannbetonbrücken zusätzlich durch die Vorspannung und das Kriechen und Schwinden des Betons. Diese Verformungen treten am Widerlager nicht auf und müssen daher durch eine Übergangskonstruktion ausgeglichen werden. Außerdem sollen die Fahrbahnübergänge ein sicheres Überqueren auch bei hohen Geschwindigkeiten ermöglichen.

Kappen

Die Stahlbetonkappen werden nachträglich erst nach dem Ausschalen der Fahrbahnplatte und nach Herstellung der Abdichtung zusammmen mit dem Gesims aufbetoniert. So können Maßungenauigkeiten im Kragarm des Überbaus verdeckt werden. Die Kappen sind mit dem Überbau durch eine am Kragarm horizontal heraussstehende Anschlußbewehrung und in Sonderfällen durch Telleranker kraftschlüssig verbunden. Auf den Kappen werden Geländer sowie je nach Bedarf Schutzplanken und Lärmschutzwände befestigt. Die Kappen dienen auch der mechanischen Sicherung des Verkehrsraumes. Im innerstädtischen Bereich sind die Kappen meist gleichzeitig Geh- und/oder Fahrradweg und sichern diese durch einen 15 cm hohen Schrammbord vor einem abirrenden Kraftfahrzeug. Im Normalfall sind die Kappen gegenüber der Fahrbahn nur um 5 cm erhöht und sichern durch darauf angeordnete Distanzschutzplanken den Verkehrsraum.

Fahrbahnbelag und Brückenentwässerung

- Fahrbahnbelag Der Fahrbahnbelag hat heutzutage in Deutschland einen dreiteiligen Aufbau aus Abdichtung, Schutzschicht und Deckschicht. Die ca. 1 cm starke Dichtungsschicht besteht aus Bitumenschweißbahnen und soll den Brückenüberbau gegen das Eindringen von Oberflächenwasser, Frost und Tausalz und somit Korrosion schützen. Die ungefähr 3,5 cm starke Schutzschicht besteht aus Gussasphalt oder Asphaltbeton und dient dem Schutz der Abdichtung vor mechanischer Beanspruchung aus dem Verkehr und vor Witterungseinflüssen. Auf die Schutzschicht wird zur unmittelbaren Abtragung der Fahrbahnlasten eine ungefähr 3,5 cm starke Deckschicht aus Asphaltbeton aufgebracht. Auf untergeordneten privaten Wegen, wie Forstwegen oder Hauszufahrten, werden Fahrbahnbeläge auch aus Holz verwendet, bei alten Brücken (z.B. Römerbrücken) wurde Naturstein.
- Entwässerung Die Entwässerung soll das anfallende Oberflächenwasser rasch und vollständig ableiten und zwar nicht nur aus Gründen der Verkehrssicherheit, sondern auch damit der Belag möglichst rasch austrocknen kann. Im Regelfall wird das Wasser über ein Entwässerungssystem in Regenüberlaufbecken abgeleitet.

Ausrüstung

- Geländer Brückengeländer dienen als Absturzsicherung für Fußgänger oder Radfahrer. Die Geländer sind aus Stahl oder Aluminium und haben bei Absturzhöhen von weniger als 12 Metern eine Mindesthöhe von 1,0 Meter, bei größeren Absturzhöhen betragt die Mindesthöhe 1,1 Meter. Neben Radwegen ist in Deutschland eine Geländerhöhe von mindestens 1,2 Meter vorgeschrieben. Bei Straßenbrücken mit mehr als 20 m Länge enthält der der dann zweiteilige Handlauf zusätzlich ein Drahtseil.
- Distanzschutzplanken Leitplanken oder Distanzschutzplanken dienen als Absturzsicherung für Kraftfahrzeuge oder zur Sicherung der Gegenfahrbahn gegen ein Ausbrechen von Fahrzeugen.

Sonstige Begriffe

Wichtige Begriffe einer Brücke sind u.a.: : Spannweite: die Strecke zwischen den Auflagerpunkten : lichte Weite: die Strecke zwischen den Widerlagern (kann senkrecht zur Achse eines Fließgewässers oder in Fahrbahnachse gemessen werden) : lichte Höhe: die Strecke zwischen Untergrund und Tragwerksunterkante

Gestaltung

Herstellung

Betonbrücken mit geringer Höhe über Gelände können kostengünstig mit einem Lehrgerüst hergestellt werden. Bei mehrfeldrigen Brücken wird der Überbau meist abschnittsweise betoniert, wozu ein Lehrgerüst oder bei hohen Brücken ein Vorschubgerüst verwendet werden kann. Vorschubgerüste sind Gerüste, die sich selbständig von einem Brückenfeld zum nächsten verschieben. Anwendung finden diese Art von Gerüsten vor allem bei Brücken mit wechselnden Kurvenradien, unterschiedlichen Steigungen, wechselnden Spannweiten und Eisenbahnbrücken, die aus einer Kette von Einfeldträgern bestehen. Sonst werden längere Spannbetonbrücken, Durchlaufträger mit regelmäßigen Stützenabstände, oft mit dem weit verbreiteten wirtschaftlichen Taktschiebeverfahren hergestellt (Taktschiebebrücken). Bei großen Spannweiten findet man auch Freivorbaubrücken, insbesondere zum Überbauen von breiten Gewässern. Dabei wird am frei auskragenden Ende der jeweils folgende Bauabschnitt angefügt.
Insbesondere bei Stahlbrücken oder Verbundbrücken kann der Überbau auch oft durch Autokran oder Winden eingehoben werden. Daneben gibt es im Spannbetonbau auch noch die Möglichkeit eine Brücke mit Fertigteilen zu bauen. Dies geschieht in Deutschland vor allem bei Autobahnüberführungen, bei denen die Brückenträger vorfabriziert werden und die Fahrbahnplatte nur noch darauf betoniert werden muss. Dagegen ist außerhalb von Deutschland auch der Brückbau mit Fertigteilquerschnittssegmenten sehr weit verbreitet. Dabei wird die Brücke durch das Aneinanderfügen und Verspannen von einzelnen vorfabrizierten Querschnittselementen hergestellt.

Brückeneinstürze

Immer wieder gab es aus den verschiedensten Gründen Brückeneinstürze. Ursachen waren entweder Naturkatastrophen, Schiffskollisionen, Materialfehler oder Sabotageakte.

Gesetzliche Definition

Deutschland

"Als Brücken gelten alle Überführungen eines Verkehrsweges über einen anderen Verkehrsweg, über ein Gewässer oder über tieferliegendes Gelände, wenn ihre lichte Weite zwischen den Widerlagern 2,00 m oder mehr beträgt. (...)" (Definition nach DIN1076 aus Verkehrsblatt-Dokument Nr. B 5276 Vers. 07/97)

Österreich

Wird in der RVS Kapitel 4 Kunstbauten definiert.

Zitate

- Von allem, was der Mensch baut und aufbaut, gibt es nichts Besseres und Wertvolleres als Brücken. (Ivo Andrić, Jugoslawischer Nobelpreisträger, 1892 - 1975)

Bilder

Bild:vach-bruecke-v-s.jpg|Korbbogenbrücke in Vach bild:Rendsburgerhochbruecke.jpg|Rendsburger Hochbrücke Bild:075 jpg.jpg|Akashi-Kaikyo-Brücke, von der Insel Awaji aus gesehen Bild:Budapest_Kettenbrücke_gr.jpg|Kettenbrücke in Budapest bei Nacht Bild:Erasmusbrücke.jpg|Erasmusbrücke in Rotterdam Bild:Müngstener01.jpg|Das Innere der Müngstener Brücke Bild:BrueckeMaxau.jpg|Schrägseilbrücke und Fachwerkbrücke bei Wörth am Rhein Bild:Hubbrücke.jpg|Hubbrücke in Magdeburg Image:Bridge_in_Edmonton.jpg|Brücke in Edmonton

Literatur

- Lucien F. Trueb: Betonbrücken - Symbiose von Ingenieurwissenschaft und Kunst. Naturwissenschaftliche Rundschau 57 (10), S. 537 - 543 (2004), ISSN 0028 - 1050
- Richard R. Dietrich: Faszination Brücken. Baukunst - Geschichte - Technik (1998)

Siehe auch:

- Liste der Brücken
- Bauingenieurwesen
- Portal:Architektur und Bauwesen
- Soda-Brücke

Weblinks

- http://www.deutsche-bruecken.de/ - „Ingenieur Bau Kunst in Deutschland“
- http://www.bernd-nebel.de/bruecken/
- http://www.brueckenbau-links.de/ – Brückendatenbank
- http://www.brueckenweb.de
- http://www.karl-gotsch.de/
- http://www.structurae.de/ – Internationale Galerie und Datenbank des Ingenieurbaus mit über 10 000 Brücken
- http://www.bridgebuilder-game.com/ - Computerspiel, das den Brückenbau simuliert ! ja:橋 ko:다리 ms:Jambatan simple:Bridge

Erde

Die Erde (von indogermanisch er[t]) ist der dritte Planet des Sonnensystems. Sie ist ca. 4,55 Milliarden Jahre alt und ist der einzige bekannte belebte Ort. Das Planetenzeichen ist 18px oder 14px. Der lateinische Name ist Terra. Die Erde zählt zu der Gruppe der erdähnlichen (terrestrischen) Planeten.

Entstehung und Aufbau der Erde

Hauptartikel: Entstehung der Erde, Innerer Aufbau der Erde, Erdfigur und Plattentektonik Plattentektonik Die Erde ist der größte Gesteinsplanet im uns bekannten Sonnensystem. Alle anderen Planeten sind kleiner oder bestehen wie Jupiter hauptsächlich aus Gas in stark komprimierten Zuständen. Die Erde entstand vor etwa 4,6 Milliarden Jahren. Man geht heute allgemein davon aus, dass sie während der ersten 100 Millionen Jahre einem intensiven Bombardement von Meteoriten ausgesetzt war. Heute ist nur noch ein geringer Beschuss zu verzeichnen. Die meisten der Meteore werden von Objekten kleiner als 1 cm hervorgerufen. Im Gegensatz zum Mond sind auf der Erde die meisten Einschlagkrater durch geologische Prozesse wieder ausgelöscht worden. Durch die kinetische Energie der Impakte während des schweren Bombardements und durch die Wärmeproduktion des radioaktiven Zerfalls erhitzte sich die junge Erde, bis sie größtenteils aufgeschmolzen war. In der Folge kam es zu einer gravitativen Differenzierung des Erdkörpers in einen Erdkern und einen Erdmantel. Die schwersten Elemente, vor allem Eisen, sanken in die Richtung des Schwerpunkts des Planeten, während leichte Elemente, vor allem Sauerstoff, Silizium und Aluminium nach oben stiegen. Aus diesen Elementen bildeten sich hauptsächlich silikatische Minerale, aus denen auch die Gesteine der Erdkruste bestehen. Aufgrund ihres vorwiegenden Aufbaus aus Eisen und Silikaten hat die Erde wie alle terrestrischen Planeten eine recht hohe mittlere Dichte von 5,515 g/cm³. Die Erde hat, wie alle Planeten, durch die Eigengravitation ihrer großen Masse annähernd die Form einer Kugel. Durch die Fliehkräfte ihrer ziemlich schnellen Rotation ist sie an den Polen geringfügig abgeplattet. Der Äquatorumfang ist dadurch mit 40.075,004 km um 67,183 km bzw. um 0,17 % größer als der Polumfang mit 39.940,638 km. Der Poldurchmesser ist mit 12.713,500 km dementsprechend um 42,77 km bzw. um 0,34 % kleiner als der Äquatordurchmesser mit 12.756,270 km. Solch ein geometrisches Verhältnis ist das eines Ellipsoids. Der Meeresspiegel (das Geoid) weicht davon nochmals um ± 100 Meter ab. Die Unterschiede im Umfang tragen mit dazu bei, dass es keinen eindeutig höchsten Berg auf der Erde gibt. Nach der Höhe über dem Meeresspiegel ist es der Mt. Everest im Himalaya und nach dem Abstand des Gipfels vom Erdmittelpunkt der auf dem Äquatorwulst stehende Vulkanberg Chimborazo in den Anden. Von der jeweils eigenen Basis an gemessen ist der Mauna Kea auf der vom pazifischen Meeresboden aufragenden großen vulkanischen Hawaii-Insel am höchsten. Wie die meisten festen Planeten und fast alle größeren Monde, z. B. der Erdmond, weist auch die Erde eine deutliche Dichotomie ihrer Oberfläche auf, d. h. eine Zweiteilung in unterschiedlich ausgeprägte Halbkugeln. Die Oberfläche der Erde unterteilt sich in eine Landhemisphäre und eine Wasserhemisphäre. Die Wasserfläche hat in der gegenwärtigen geologischen Epoche einen Gesamtanteil von 70,7 %. Die von der Landfläche umfassten 29,3 % entfallen hauptsächlich auf sieben Kontinente; der Größe nach: Asien, Afrika, Nordamerika, Südamerika, Antarktika, Europa und Australien. Wobei Europa als große westliche Halbinsel Asiens im Rahmen der Plattentektonik wahrscheinlich nie eine selbstständige Einheit gewesen ist. Die kategorische Grenzziehung zwischen Australien als kleinstem Erdteil und Grönland als größter Insel wurde nur rein konventionell festgelegt. Die Fläche des Weltmeeres wird im Allgemeinen in drei Ozeane einschließlich der Nebenmeere unterteilt: In den Pazifik, den Atlantik und den Indik. Die tiefste Stelle, das Witjastief 1 im Marianengraben, liegt 11.034 m unter dem Meeresspiegel. Nach seismischen Messungen ist die Erde hauptsächlich aus drei Schalen aufgebaut: Aus dem Erdkern, dem Erdmantel und der Erdkruste. Diese Schalen sind durch seismische Diskontinuitätsflächen (Unstetigkeitsflächen) voneinander abgegrenzt. Die Erdkruste und der oberste Teil des oberen Mantels bilden zusammen die so genannte Lithosphäre. Sie ist zwischen 50 und 100 km dick und zergliedert sich in große und kleinere tektonische Einheiten, die Platten. Die größten Platten entsprechen in ihrer Anzahl und Ordnung in etwa jener der von ihnen getragenen Kontinente, mit Ausnahme der pazifischen Platte. All diese Schollen bewegen sich gemäß der Plattentektonik relativ zueinander auf den teils aufgeschmolzenen, zähflüssigen Gesteinen des oberen Mantels, der 100 bis 150 km mächtigen Asthenosphäre. Der innere Erdkern ist fest, der äußere geschmolzen und gut 4.000 °C heiß. Ein dreidimensionales Modell der Erde wird, wie alle verkleinerten Nachbildungen von Weltkörpern, Globus genannt.

Atmosphäre

Hauptartikel: Erdatmosphäre Die Erde besitzt eine etwa 640 km hohe Atmosphäre. Deren Masse beträgt 5,13 x 10¹⁸ kg und macht somit knapp ein Millionstel der Erdmasse aus. Der mittlere Luftdruck auf dem Niveau des Meeresspiegels ist 1.013 hPa groß; bei einer mittleren Luftdichte von 1,293 kg/m³. In den bodennahen Schichten besteht die Lufthülle im Wesentlichen aus 78 % Stickstoff, 21 % Sauerstoff und 1 % Edelgasen. Dazu kommt ein wechselnder Anteil an Wasserdampf (0 – 5 %), der das Wettergeschehen bestimmt. Die auf der Erde gemessenen Temperaturextreme betragen –89,6 °C (gemessen am 21. Juli 1983 in der Wostok-Station in der Antarktis auf 3.420 Metern Höhe, was einer Temperatur von –60 °C auf Meereshöhe entspräche) und +58 °C (gemessen am 13. September 1922 in Al 'Aziziyah in Libyen auf 111 Metern Höhe). Die mittlere Temperatur in Bodennähe beträgt 15 °C; die Schallgeschwindigkeit bei dieser Temperatur beträgt in der Luft am Meeresniveau etwa 340 m/s. Die Erdatmosphäre streut den kurzwelligen, blauen Spektralanteil des Sonnenlichts etwa fünfmal stärker als den langwelligen, roten und bedingt dadurch bei hohem Sonnenstand die Blaufärbung des Himmels. Dass die Oberfläche der Meere und Ozeane vom Weltall aus gesehen blau erscheinen, weswegen die Erde seit dem Beginn der Raumfahrt auch der Blaue Planet genannt wird, ist jedoch auf die stärkere Absorption roten Lichtes im Wasser selbst zurückzuführen. Die Spiegelung des blauen Himmels an der Wasseroberfläche ist dabei nur von nebensächlicher Bedeutung.

Globaler Energiehaushalt

Der Energiehaushalt der Erde wird im Wesentlichen durch die Einstrahlung der Sonne und die Ausstrahlung der Erdoberfläche bzw. Atmosphäre bestimmt, also durch den Strahlungshaushalt der Erde. Der sonstige vorwiegend durch radioaktive Zerfälle erzeugte Energiebeitrag beträgt nur etwa 0,1 %. Die Albedo der Erde beträgt im Mittel 0,367, wobei ein wesentlicher Anteil auf die Wolken der Erdatmosphäre zurückzuführen ist. Dies führt zu einer globalen effektiven Temperatur von 246 K (-27 °C). Die Durchschnittstemperatur am Boden liegt jedoch durch einen starken atmosphärischen Treibhauseffekt bzw. Gegenstrahlung bei etwa 288 K (15 °C), wobei die Treibhausgase Wasser und Kohlendioxid den Hauptbeitrag liefern.

Herkunft des irdischen Wassers

Hauptartikel: Herkunft des irdischen Wassers Die Herkunft des Wassers auf der Erde, insbesondere die Frage, warum auf der Erde deutlich mehr Wasser vorkommt als auf den anderen erdähnlichen Planeten, ist bis heute nicht befriedigend geklärt. Ein Teil des Wassers dürfte durch das Ausgasen der Magma entstanden sein, also letztlich aus dem Erdinneren stammen. Ob dadurch aber die Menge an Wasser erklärt werden kann, ist fragwürdig. Weitere große Anteile könnten aber auch durch Einschläge von Kometen, transneptunischen Objekten oder wasserreichen Asteroiden (Protoplaneten) aus den äußeren Bereichen des Asteroidengürtels auf die Erde gekommen sein. Messungen des Isotopenverhältnisses von Deuterium zu Protium (D/H-Verhältnis) deuten dabei eher auf Asteroiden hin, da in Wassereinschlüssen in kohligen Chondriten ähnliche Verhältnisse gefunden wurden wie in ozeanischem Wasser, wohingegen bisherige Messungen dieses Isotopen-Verhältnisses an Kometen und transneptunischen Objekten nur schlecht mit irdischem Wasser übereinstimmten.

Himmelsmechanik

Umlaufbahn

Der mittlere Abstand des Zentrums der Erde vom Zentrum der Sonne ist die große Bahnhalbachse und beträgt etwa 149.597.870 km. Ursprünglich wurde dieser Abstand der Definition der Astronomische Einheit (AE) zugrunde gelegt, die als astronomische Längeneinheit hauptsächlich für Entfernungsangaben innerhalb des Sonnensystems verwendet wird. Der sonnennächster Punkt der Erde, das Perihel, liegt bei 0,983 AE AE und sein sonnenfernster Punkt, das Aphel, bei 1,017 AE. Sie läuft also auf einer elliptischen Umlaufbahn mit einer Exzentrizität von 0,0167 um die Sonne. Für einen Umlauf um die Sonne benötigt sie 365 d 6 h 9 min 9,54 s, diese Zeitspanne wird auch als Siderischen Jahres bezeichnet. Die Bahnebene der Erde wird als Ekliptik bezeichnet.

Mond

Hauptartikel: Mond Die Erde wird von einem Mond umkreist. Dieser ist im Vergleich zur Erde deutlich größer als es bei den anderen Planeten mit Ausnahme des Pluto/Charon-Systems der Fall ist. Der große Mond ist verantwortlich für die Stabilität der Schiefe der Ekliptik der Erde und damit auch für die guten Bedingungen zum Entstehen von Leben auf der Erde.

Rotation und Gezeiten

Die Erde rotiert einmal in 23 h 56 min 4,09 s um ihre eigene Achse. Analog zum siderischen Jahr wird diese Zeitspanne als ein Siderischer Tag bezeichnet. Aufgrund der Bahnbewegung der Erde entlang ihrer Umlaufbahn und der daraus resultierenden leicht unterschiedlichen Position der Sonne an nacheinander folgenden Tagen ist ein Sonnentag, der als die Zeitspanne zwischen zwei Sonnenhöchstständen (Mittag) definiert ist, etwas größer als ein Siderischer Tag und wird nach Definition in 24 Stunden eingeteilt. Aufgrund der Neigung der Rotationsachse der Erde von 23,44° gegen die Ekliptik werden die Nord- und die Südhalbkugel der Erde an verschiedenen Punkten ihrer Umlaufbahn um die Sonne unterschiedlich beleuchtet, was zu den das Klima der Erde prägenden Jahreszeiten führt. Jahreszeiten Der Mond verursacht auf der Erde Gezeiten. Ebbe und Flut in den Meeren und im Erdmantel bremsen die Erdrotation und verlängern dadurch gegenwärtig die Tage um etwa 20 Mikrosekunden pro Jahr. Die Gezeiten wirken sich auch auf die Landmassen aus, die sich um etwa einen halben Meter heben und senken.
Die Rotationsenergie der Erde wird dabei in Wärme umgewandelt. Der Drehimpuls wird auf den Mond übertragen, dessen Bahn sich dadurch um etwa 4 Zentimeter pro Jahr von der Erde entfernt. Dieser schon lange vermutete Effekt ist seit etwa 1995 durch Laser-Distanzmessungen abgesichert. Die zunehmende Tageslänge kann geologisch anhand von Wachstumsringen in fossilen Korallen nachgewiesen werden. Man findet in diesen Sedimenten eine Spur für jeden Tag, und eine jährliche Regelmäßigkeit, aus der sich die Anzahl der Tage im damaligen Jahr bestimmen lässt. In der Vergangenheit zeigt sich die Zunahme der Tageslänge anhand überlieferter Sonnenfinsternisse, die bei gleich bleibender Tageslänge an einem anderen Ort auf der Erde sichtbar gewesen wären. Extrapoliert man diese Abbremsung in die Zukunft, wird auch die Erde einmal dem Mond immer die gleiche Seite zuwenden, wobei ein Tag auf der Erde dann 47 Mal so lang wäre wie heute. Damit unterliegt die Erde dem gleichen Effekt, der in der Vergangenheit schon zur gebundenen Rotation des Mondes geführt hat. Zu dem Zeitpunkt, an dem diese Korotation eintreten wird, wird das Wechselspiel der Gezeiten beendet sein. Die Flutberge verbleiben dann immer an einem Ort auf der Verbindungslinie Erde-Mond und es wird zu einer dauerhaften Verformung des Erdkörpers kommen, ähnlich dem des Mondes. Diese Überlegungen kann man allerdings als hypothetisch betrachten, da zum einen die Stabilität der Erdrotation nicht gewährleistet ist. Zum anderen wird sich durch den Übergang der Sonne zu einem weißen Zwerg auch das gesamte Sonnensystem verändert haben.

Leben und Klima

weißen Zwerg Die Erde ist bisher der einzige Planet, auf dem Leben bzw. eine Biosphäre nachweisbar ist. Nach dem gegenwärtigen Stand der Forschung begann das Leben auf der Erde möglicherweise innerhalb eines relativ kurzen Zeitraums, gleich nach dem Ausklingen eines schweren Bombardements großer Asteroiden, dem die Erde nach ihrer Entstehung vor ca. 4,6 Milliarden Jahren bis etwa vor 3,9 Milliarden Jahren als letzte Phase der Bildung des Planetensystems ausgesetzt war. Nach dieser Zeit hat sich eine stabile Erdkruste ausgebildet und soweit abgekühlt, dass sich Wasser auf ihr sammeln konnte. Die ältesten direkten, allerdings umstrittenen Hinweise auf Leben, die als versteinerte Cyanobakterien gedeutet werden, sind 3,5 Milliarden Jahre alt und wurden in Gesteinen der Warrawoona-Gruppe im Nordwesten Australiens gefunden. In 3,85 Milliarden Jahre altem Sedimentgestein aus der Isua-Region im Südwesten Grönlands wurden in den Verhältnissen von Kohlenstoffisotopen Anomalien entdeckt, die auf biologischen Stoffwechsel hindeuten könnten; bei dem Gestein kann es sich aber auch statt um Sedimente lediglich um ein stark verändertes Ergussgestein ohne derartige Bedeutung handeln. Die ältesten und eindeutigen Lebensspuren auf der Erde sind 1,9 Milliarden Jahre alte fossile Bakterien aus der Gunflint-Formation in Ontario. Die chemische wie die biologische Evolution sind untrennbar mit der Klimageschichte verknüpft. Das Leben wird in seiner Entwicklung von den herrschenden Bedingungen geprägt und hat seinerseits Einfluss auf die Entwicklung und das Erscheinungsbild der Erde. Durch den Stoffwechsel des pflanzlichen Lebens bzw. durch die Photosynthese wurde die Erdatmosphäre mit molekularem Sauerstoff angereichert und bekam ihren oxidierenden Charakter. Zudem wurde die Albedo und damit die Energiebilanz durch die Pflanzendecke merklich verändert.

Klimazonen

Die Erde wird anhand unterschiedlich intensiver Sonneneinstrahlung in Klimazonen eingeteilt, die sich vom Nordpol zum Äquator erstrecken – und auf der Südhalbkugel spiegelbildlich verlaufen. Die jahreszeitlichen Temperaturschwankungen sind umso stärker, je weiter die Klimazone vom Äquator und vom nächsten Ozean entfernt liegt.

Polarzone

Unter den Polargebieten versteht man zum einen die Region innerhalb des nördlichen Polarkreises, die Arktis, sowie den Kontinent der Antarktis auf der Südhalbkugel der Erde. Besonderes Kennzeichen der Polarregionen sind neben dem kalten Klima mit viel Schnee und Eis der bis zu einem halben Jahr dauernde Polartag mit der Mitternachtssonne bzw. die Polarnacht, aber auch die Polarlichter.

Gemäßigte Zone

Die gemäßigte Klimazone erstreckt sich vom Polarkreis bis zum vierzigsten Breitengrad und wird in eine kalt-, kühl- und warmgemäßigte Zone eingeteilt. Diese Zone weist einen großen Unterschied zwischen den Jahreszeiten auf, der in Richtung der Erdmitte jedoch etwas abnimmt. Ein weiteres Merkmal sind die Unterschiede zwischen Tag und Nacht, die je nach Jahreszeit stark variieren. Diese Unterschiede nehmen, je näher man dem Pol kommt, immer mehr zu. Die Vegetation wird durch Nadel-, Misch- und Laubwälder geprägt, wobei die Nadelwälder in Richtung Äquator immer weniger werden.

Subtropen

Die Subtropen liegen in der geographischen Breite zwischen den Tropen in Äquatorrichtung und den gemäßigten Zonen in Richtung der Pole, ungefähr zwischen 25°-40° nördlicher und südlicher Breite. Diese Gebiete haben typischerweise tropische Sommer und nicht-tropische Winter. Man kann sie unterteilen in trockene, winterfeuchte, sommerfeuchte und immerfeuchte Subtropen. Eine weit verbreitete Definition definiert das Klima dort als subtropisch, wo die Mitteltemperatur im Jahr über 20 Grad Celsius liegt, die Mitteltemperatur des kältesten Monats jedoch unter der Marke von 20 Grad bleibt. Die Unterschiede zwischen Tag und Nacht fallen relativ gering aus. Die Vegetation reicht von der Artenvielfalt, wie sie z.B. im Mittelmeer auftritt, über die Vegetation der trockenen Savanne bis hin zur kargen oder auch völlig fehlenden Vegetation in Wüsten wie der Sahara.

Tropen

Die Tropen befinden sich zwischen dem nördlichen und südlichen Wendekreis. Die Tropen können in die wechselfeuchten und immerfeuchten Tropen unterschieden werden. In den Tropen sind Tag und Nacht immer gleichlang (jeweils 12 Stunden). Jahreszeiten gibt es als Solches nur in den wechselfeuchten Tropen und lassen sich nur in eine Trocken- und Regenzeit unterscheiden. Typisch für die wechselfeuchten Tropen sind die Feuchtsavannen, die sich nördlich und südlich der großen Regenwälder befinden. Sie zeichnen sich durch ihre weiten Grasländer aus. Beispiele sind die afrikanische Savanne und der Bantanal in Südbrasilien und Paraguay. Für die immerfeuchten Tropen, die sich rund um den Äquator befinden, sind die großen, sehr artenreichen Regenwälder, wie z.B. der Amazonas typisch.

Jahreszeiten

Die Jahreszeiten werden in erster Linie von der Einstrahlung der Sonne verursacht und sind in der gemäßigten Zone am stärksten ausgeprägt. Die Unterschiede entstehen durch die Neigung der Erde. Dies hat zur Folge, dass die Sonne zwischen dem nördlichen und südlichen Wendekreis hin- und herwandert (daher auch der Name). Dadurch entstehen auch neben den unterschiedlichen Einstrahlungen auch die Unterschiede zwischen Tag und Nacht. Die Wanderung erfolgt im Jahresrhythmus wie folgt:
- 21. Dezember (Wintersonnenwende): Die Sonne befindet sich auf dem südlichen Wendekreis bzw. auf dem Kreis des Steinbocks. Auf der Nordhalbkugel ist nun der kürzeste und auf der Südhalbkugel der längste Tag des Jahres. Durch die nun folgende geringe Einstrahlung der Sonne auf die Nordhalbkugel beginnt nun der Winter. Am Nordpol beginnt die Polarnacht und am Südpol der Polartag.
- 19. bis 21. März: Tagundnachtgleiche auf nördlicher und südlicher Halbkugel: Frühlingsbeginn im Norden und Herbstbeginn im Süden.
- 21. Juni (Sommersonnenwende): Längster Tag im Norden und kürzester Tag im Süden. Am Nordpol beginnt der Polartag und am Südpol die Polarnacht. Auf der Nordhalbkugel beginnt nun der astronomische Sommer und auf der Südhalbkugel der astronomische Winter. Die Sonne befindet sich am nördlichen Wendekreis (Kreis des Krebses).
- 22. oder 23. September: Tagundnachtgleiche: Im Norden beginnt der Herbst, im Süden der Frühling. Die Sonne ist auf Höhe des Äquators. Zwischen den beiden Wendekreisen, wo sich die Tropen befinden gibt es kaum Unterschiede zwischen den Jahreszeiten, da die Sonne dort immer im Zenit steht.

Einfluss des Menschen

Die ersten Menschen lebten als Jäger und Sammler. Mit der Neolithischen Revolution begannen im Vorderen Orient (11.), in China (8.) und im mexikanischen Tiefland (6. Jahrtausend vor Christus) Ackerbau und Viehzucht. Die Kulturpflanzen verdrängten die natürliche Pflanzenwelt. Im Zuge der Industrialisierung wurden weiträumige Landflächen in Industrie- und Verkehrsfläche umgewandelt. Die Wechselwirkungen zwischen Lebewesen und Klima haben heute durch den zunehmenden Einfluss des Menschen eine neue Quantität erreicht. Während im Jahr 1920 circa 1,8 Milliarden Menschen die Erde bevölkerten, wuchs die Weltbevölkerung bis zum Jahr 2000 auf 6,1 Milliarden an. In den Entwicklungsländern ist für die absehbare Zukunft weiterhin ein starkes Bevölkerungswachstum zu erwarten, während in vielen hoch entwickelten Ländern die Bevölkerung stagniert oder nur sehr langsam zunimmt, deren industrieller Einfluss auf die Natur aber weiterhin wächst. Siehe auch: Klimazonen

Siehe auch

- Liste aller Länder und Staaten der Erde
- Biosphäre 2
- Magnetismus
- Jahreszeiten
- Satellit
- Geowissenschaften
- Envisat (ESA-Umweltsatellit)
- Merkurtransit, Venustransit
- Die Erde in Daten und Zahlen
- Nasa World Wind (Computerprogramm)
- Google Earth (Computerprogramm)

Literatur

- David Oldroyd: Die Biographie der Erde. Zweitausendeins 1998. ISBN 3-86150-285-2
- J. D. Macdougall: Eine kurze Geschichte der Erde. Econ Taschenbuchverlag 2000. ISBN 3-612-26673-X
- Cesare Emilliani: Planet Earth. Cosmology, Geology, and the Evolution of Live and Environment. Cambridge University Press 1992.

Weblinks

- [http://www.uni-muenster.de/MineralogieMuseum/vulkane/Vulkan-3.htm Bau der Erde und Vulkanismus]
- [http://www.raumfahrer.net/planeterde Raumfahrer.net Sonderseite: Planet Erde]
- [http://www.kowoma.de/gps/geo/mapdatum.htm Ellipsoide, Geoide und topografische Oberflächen]
- [http://home.arcor.de/m.panitzki/html/navigation/index_navigation.htm Ellipsoide, Geoide und topografische Oberflächen II]
- Real Video (Aus der Fernsehsendung Alpha Centauri):
- [http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&g2=1&f=050202.rm Wie schnell entstand die Erde?]
- [http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&f=020414.rm Warum ist die Erde warm?]
- [http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&f=010204.rm&g2=1 Wie alt ist die Erde?] Kategorie:Erde ja:地球 ko:지구 ms:Bumi simple:Earth th:โลก zh-min-nan:Tē-kiû

Reservefallschirm

Der Reservefallschirm (auch Reserveschirm) beim Fallschirmspringen gilt i.d.R. nicht als Rettungsfallschirm, sondern gehört zu den Sprungfallschirmen, da eine Fehlöffnung der Hauptkappe bei Einhalten der Sicherheitsöffnungshöhe nicht als unmittelbare Luftnot, sondern prinzipiell nur als Störung des normalen Sprungablaufs angesehen wird und mit Öffnung der Reserve nach Abtrennung der Hauptkappe der beabsichtigte Fallschirmsprung quasi gefahrlos fortgesetzt wird. Hauptschirm und Reserve könnten grundsätzlich auch getauscht werden. Beim BASE-Jumping , einer Sonderform des Fallschirmspringens, wird im Falle von sehr niedrigen Absprunghöhen ggf. auf einen Reserveschirm grundsätzlich verzichtet, da die Zeit bzw. Höhe für dessen rechtzeitige Aktivierung und/oder Wirksamkeit im Falle einer Störung bei der Öffnung des Hauptschirmes nicht ausreicht. Kategorie:Luftfahrt

Idaho

Idaho [] ist ein Bundesstaat im Nordwesten der USA. Die Hauptstadt ist Boise.

Geschichte

Boise Am 4. März 1863 unterzeichnete Präsident Abraham Lincoln ein Gesetz mit dem das "Idaho Territory" geschaffen wurde. Idaho wurde bereits 1805 durch Lewis und Clark erforscht. Zu dieser Zeit lebten etwa 8.000 Indianer in der Gegend. Zunächst war Idaho ein Teil der Territorien von Oregon und Washington, der Pelzhandel und die missionarische Tätigkeit ließen die ersten Siedler in die Region aufbrechen. Tausende durchzogen Idaho während des kalifornischen Goldrausches 1849, nur wenige ließen sich in Idaho nieder. Als es 1863 in ein Territorium umgewandelt wurde, lag die Gesamtbevölkerung unter 17.000. 1865 wurde Boise an Stelle von Lewiston Hauptstadt. Als 1866 Gold in Idaho entdeckt wurde und die transkontinentale Eisenbahn 1869 vollendet wurde, kamen zahlreiche Menschen nach Idaho, insbesondere chinesische Einwohner zum Einsatz in den Minen. Präsident Benjamin Harrison unterzeichnete ein Gesetz mit dem Idaho als US-Bundestaat am 3. Juli 1890 den Vereinigten Staaten beitrat, die damalige Bevölkerung betrug 88.548. Die damalige Verfassung von 1889 ist noch immer in Kraft. Nach der Etablierung als Bundesstaat wurden der Bergbau und andere Industrien ein bedeutender Faktor in der Wirtschaft. In den 1890er Jahren exportierte Idaho mehr Blei als jeder andere Staat. Obwohl die Abhängigkeit Idahos vom Bergbau abgenommen hat, ist der Staat weiterhin einer der bedeutendsten Produzenten von Silber und Blei. Ein historischer County von Idaho ist der Alturas County. Liste der Gouverneure von Idaho

Geographie

Idaho wird von seinen Nachbarn Washington, Oregon, Nevada, Utah, Montana, Wyoming und Kanada umrahmt. Die Landschaft ist bergig mit unberührten Gegenden. Die Rocky Mountains ziehen sich durch das gesamte Land. Bodenschätze sind in großen Mengen vorhanden. Das Wasser des Snake River rauschen durch den Hells Canyon, der tiefer als der Grand Canyon ist. Die Shoshone Falls stürzen von rauhen Felsen aus einer größeren Höhe in die Tiefe als die Niagarafälle. Der höchste Punkt in Idaho ist Borah Peak im Custer County (4.315 m). Die größeren Flüsse Idahos sind Snake River, der Clearwater River und der Salmon River. Rund 47 % des Landes ist bewaldet.

Seen

Landschafts- und Nationalparks

Bevölkerung

In Idaho leben 1.366.332 Einwohner (Stand: 2003), davon 88,0 % Weiße (darunter 18,9 % deutscher Herkunft), 7,9 % Hispanics, 1,4 % Indianer, 0,9 % Asiaten, 0,4 % Schwarze und Afro-Afrikaner. Es gibt 496.645 Haushalte.

Wirtschaft

Das Bruttosozialprodukt betrug 1999 ca.34 Milliarden US-Dollar (44. Rang). Das Pro-Kopf-Einkommen 2002 lag bei 22.560 US-Dollar. Landwirtschaftliche Erzeugnisse sind Rindfleisch, Kartoffeln, Zuckerrüben, Molkereiprodukte, Weizen und Gerste. Die industriellen Produkte sind Holzwaren, Maschinen, Computer-Hardware, chemische Erzeugnisse, Papierprodukte, Silber und andere Bodenschätze. Ein wichtiger Wirtschaftszweig ist der Tourismus.

Größte Städte

- Liste der Städte in Idaho
- Liste der Countys in Idaho

Weblinks

- [http://www.state.id.us Der Staat Idaho] Kategorie:US-Bundesstaat ja:アイダホ州 ko:아이다호 주 th:มลรัฐไอดาโฮ

Oktober

Der Oktober ist der zehnte Monat des Jahres im Gregorianischen Kalender. Er hat 31 Tage. Der Oktober beginnt mit dem selben Wochentag wie der Januar, außer in Schaltjahren.

Der Name

Die Römer nannten ihren achten Monat des Jahres mensis october (octo=acht). Obwohl der Monat nach der Julianischen Kalenderreform 46 v. Chr. an die zehnte Stelle verschoben worden ist, ist es bei seinem römischen Namen geblieben. Andere urdeutsche Namen sind "Weinmonat", dieser Name soll bereits von Karl dem Großen im 8. Jahrhundert eingeführt worden sein und weist auf den Beginn der Weinlese und der weiteren Weinverarbeitung hin, oder "Gilbhart", da sich in diesem Herbstmonat das Laub gelb und braun färbt. Bei den Jägern wird dieser Monat auch Dachsmond genannt. Der heutige Gregorianische Kalender wurde 1582 von Papst Gregor XIII. eingeführt, setzte sich aber erst nach der Französischen Revolution durch.

Feiertage und Feste

- Lichtblauer Montag ( erster Montag nach Michaelis ( 29.9) wurde in Bayern gefeiert, da die Handwerker wieder bei Licht in ihren Stuben arbeiten mussten. Meistens gaben die Meister den Lehrlingen an diesem Tag frei.
- Oktoberfest Am ersten Sonntag geht auf der Münchner Theresienwiese das größte Volksfest der Erde zu Ende. Zum ersten Mal wurde es ab dem 12. Oktober 1810 gefeiert, dem Geburtstag des bayerischen Königs Maximilian I. Er vermählte sich an diesem Tag mit Therese von Sachsen-Hildenburghausen.
- Tag de