Anwendungsgebiete sind vorzugsweise die Entnebelung von Flug- häfen und Straßen, aber auch von Produktionsstätten, open-air- und Sportveranstaltungen, sowie der Einsatz in der Wehrtech- nik, das Abregnen von Wolken für die Landwirtschaft und Trink- wasserversorgung.

Für den Luft-, Straßen-und Schiffsverkehr stellt Nebel auf- grund der eingeschränkten Sicht trotz der nahezu ausgereiften Ortungssysteme, wie z. B. Satellitennavigation, Funkortung und speziellen Beleuchtungsanlagen, eine enorme wirtschaftliche und sicherheitstechnische Beeinträchtigung dar. Die Kosten, die durch Ausfälle, Änderungen und Verzögerungen in der Ver- kehrswirtschaft und nicht zuletzt aufgrund von Unfällen ent- stehen, können nur schwer bemessen werden. Sie betragen aber weltweit jährlich bis zu einer Milliarde Euro. Hinzu kommt, dass die Unfälle oft mit schweren Verletzungen und Todesfällen verbunden sind. Für die nächsten 5-10 Jahre werden Steigerun- gen des Flugverkehrs um bis zu 25% angegeben. Trotz moderner Ortungssysteme, auch unter Wetterbedingungen der Kategorie I- CAO II und III, müssen Verzögerungen in der Landungsfrequenz bis zu 50% in Kauf genommen werden. Für die Betriebsführung unter Nebelbedingungen werden weltweit örtlich angepasste Ne- belprognosemodelle entwickelt. Ein effektives Verfahren zur Nebelbeseitigung gewinnt daher zunehmend an Bedeutung.

Nebel behindert die Durchführung von open-air-und Sport- veranstaltungen, wie zum Beispiel Wintersportwettkämpfe, ins- besondere Skirennen und-springen, Stadionveranstaltungen, vor allen Dingen Fußballspiele. Aufgrund der schlechten Sicht für Sportler, Schiedsrichter, Zuschauer und Fernsehzuschauer kommt es vielfach zu Absagen und zeitlichen Verzögerungen bzw. bei Durchführung der Veranstaltungen trotz schlechter Sichtver- hältnisse zu sicherheitstechnischen und sportlichen Beein- trächtigungen. Wirtschaftliche Ausfälle treten aufgrund der Fernseh-und Werberechte auf.

Des weiteren kommt es bei Nebel im Bereich von Baustellen so- wie Produktionsstätten, wie beispielsweise im Tagebau, zu Pro- duktionsausfällen und somit zu wirtschaftlichen Folgen.

Aus den dargestellten Gründen besteht ein großes wirtschaft- liches und sicherheitstechnisches Interesse an Verfahren, die Nebel schnell und effektiv auflösen.

Nun zeigt die Statistik von Nebelereignissen, dass am häufigs- ten warmer Nebel (T > 0°C) auftritt, für dessen Beseitigung teilweise andere physikalische Prinzipien als bei der Beseiti- gung von kaltem Nebel (T < 0°C) ausgenutzt werden müssen.

Viele Gebiete der Erde weisen geringe jährliche Niederschlags- mengen auf. Insbesondere wenn diese Regionen dicht bevölkert sind, reichen die Niederschläge zur Deckung des Trinkwasserbe- darfs und zum Betreiben einer effektiven Landwirtschaft nicht aus. Es besteht daher ein großes wirtschaftliches und lebens- notwendiges Interesse an Verfahren, die gezielt Wolken zum Ausregnen bringen.

Auch im Hinblick auf die lokale Verknappung von Trinkwasser- ressourcen besteht weltweit ein dringender Bedarf an einer Technologie zur Erzeugung von Trinkwasser.

In der DE 100 05 898 A1 wurde ein bisher noch nicht genutztes Prinzip-die Nukleationskollision-zur Entfernung von kaltem Nebel mittels Trockeneisstrahlen vorgestellt, welches effek- tiv, d. h. schnell und kostengünstig, kalten Nebel beseitigt.

Das Verfahren eignet sich aber nicht zur Entfernung von warmem Nebel, da die in den Nebel eingestrahlten Trockeneispartikel zum einen sehr schnell verdampfen und zum anderen durch die lokale Unterkühlung (Taupunkterniedrigung) sich viele zusätz- liche Tropfen bei T > 0°C bilden, sodass der Nebel sogar noch verstärkt wird.

Warmer Nebel kann nicht durch Kondensationswachstum der Trop- fen, d. h. lokales Gefrieren, beseitigt werden.

Einzige bisher bekannte physikalische Prinzipien bestehen im Erzielen eines Tropfenverdampfens durch beispielsweise Erwär- men der nebelhaltigen Luft oder Vermischen dieser Luft mit un- tersättigter Luft, die zumeist aus den nebelfreien Randgebie- ten entnommen wird sowie Entfernen der Nebeltropfen (bei- spielsweise durch mechanische Prinzipien oder chemische Reak- tionen) als auch erzwungenes Wachstum der Tropfen (Koales- zenz), damit diese ab einer bestimmten Größe sich durch Sedi- mentation am Boden absetzen (Abregnen).

Eines der ältesten Patente, welches diese Prinzipien ausnutzt, betrifft Böller, Wetterkanonen und Raketen, die über den in die Wolke eingebrachten Druckstoß nach der Explosion, die Ge- witterbildung und Hagelbildung zu verhindern versuchen (DE 10 77 06).

Alle bisher bekannten Verfahren konnten aus Gründen der zu ge- ringen Effizienz, der Verwendung umweltfeindlicher chemischer Substanzen oder der zu hohen Investitions-oder Betriebskosten nicht über den Versuchsbetrieb hinaus in die Praxis überführt werden.

Bereits in den 1940er Jahren hat man auf dem Londoner Flugha- fen erfolgreich mit Brennern (es wurden Tausende Tonnen Öl pro Tag verbrannt) warmen Nebel beseitigt. Diese Versuche wurden bis in die 1960er Jahre unter Verwendung von ausgedienten Flugzeugtriebwerken in verschiedenen'Ländern fortgesetzt. Auf- grund der hohen Kosten und der Umweltfeindlichkeit konnten sich diese Methoden nicht durchsetzen.

Ein thermo-kinetisches Verfahren, wonach warmer Nebel durch vorsichtiges Erwärmen der Luft um nur 5-10 °C mittels Brenner und Ventilator, beides in einem Standardcontainer auf einem Fahrzeug untergebracht, beseitigt wird, wurde ebenfalls vorge- <BR> <BR> schlagen (A. A. Chernikov, M. N. Khaikine und B. Pani : "Warm Fog Dispersal at the Highway Venuice-Trieste using electric preci- pitators", 2nd Int. Conference on Fog and Fog Collection, St.

John's (Canada) July 15-20,2000).

Ein Tropfenwachstum im warmen Nebel kann durch eine Beschleu- nigung der Koaleszenz (H. -R. Pruppacher und D. Klett. Microphysics of clouds and precipitation. D. Reidel Publ. Comp., Dordrecht, 1978), dem Zusammenstoß und Vereinigen von kleinen Tropfen, derart erzielt werden, dass durch unterschiedliche Verfahren eine elektrostatische Aufladung der Tropfen oder eine Verände- rung der Oberflächeneigenschaften der Tropfen, z. B. durch elektrische Entladungen, das Einbringen von Ionen und Poly- elektrolyten sowie speziellen wasserlöslichen Polymeren, er- zielt wird.

Diese Verfahren weisen ebenfalls eine geringe Effizienz auf, da sie für eine praktische Anwendung bei der Nebelauflösung oder der Niederschlagsbildung aus Wolken zu langsam sind.

Ebenfalls wird ein seit langem bekanntes Prinzip der elektro- statischen Aufladung von Tropfen, wodurch ein beschleunigtes Tropfenwachstum erzielt wird, angewandt. Letzteres Verfahren kann nur stationär betrieben werden, es kann nur eine kleine Fläche behandelt werden. Außerdem erfordert die Anwendung von Hochspannung zahlreiche Sicherheitsvorkehrungen (A. A. Cherni- kov, M. N. Khaikine und B. Pani :"Warm Fog Dispersal at the Highway Venuice-Trieste using electric precipitators", 2nd Int.

Conference on Fog and Fog Collection, St. John's (Canada) July 15-20,2000).

Die Aufladung von Tropfen wurde bereits 1922 (DE 381217) vorge- schlagen, wobei eine beschleunigte Tropfenaggregation dadurch erzielt werden sollte, dass Ladungen direkt oder über geladene Teilchen eingebracht werden (DE 83 46 13).

Eine Erniedrigung der Luftfeuchtigkeit bis zum Unterschreiten des Sättigungsdampfdruckes kann durch verschiedene Verfahren erzielt werden. Dabei erfolgt die Umsetzung durch das Einbrin- gen hygroskopischer Stoffe (DE 48 84 79), durch direktes Er- wärmen der nebelhaltigen Luft, z. B. mittels Brennern, Infra- rotstrahlern, beheizten Landebahnen oder Straßen, mittels Ge- bläsen, allgemein mittels heißer Gasstrahlen, aber auch durch erzwungenes Vermischen der Nebelluft mit der untersättigten umgebenden nebelfreien Luft mittels Gebläsen und Ventilatoren, Turbinentriebwerken oder unter Nutzung der Eigenwärme eines Fahrzeuges oder durch den Einsatz von Trocknern. Die genannten Verfahren erfordern einen hohen Energieverbrauch, d. h. hohe Betriebskosten, sowie einen großen Platzbedarf und aufwendige Anlagentechnik, d. h. hohe Investitionskosten.

Verfahren zum direkten Beseitigen von Nebeltropfen basieren auf einem mechanischen Prinzip, zum Beispiel mittels Tropfen- abscheidern, oder einem elektrostatischen Prinzip oder arbei- ten mit chemischen Reaktionen, bei denen die einzubringenden Substanzen wie Metallcarbide mit den Wassertropfen reagieren und diese in gasförmige Reaktionsprodukte umwandeln. Die ange- sprochenen Verfahren sind ebenfalls kostenintensiv, wenig ef- fektiv und umweltbelastend. Prinzipiell können alle Verfahren, welche Chemikalien, außer den Hauptbestandteilen der Luftzu- sammensetzung, verwenden, als umweltfeindlich eingestuft wer- den. Viele dieser Verfahren haben den Nachteil, dass die Sub- stanzen mittels Flugzeugen von oben auf den Nebel oder die Wolke aufgegeben werden. Dies setzt voraus, dass entsprechende Flugzeuge starten können. Daher sind diese Verfahren, insbe- sondere zur Nebelbeseitigung auf Flugplätzen, ungeeignet.

Man hat auch versucht, durch das Einbringen von Wasser, in der warmen Jahreszeit zwischen 0° und +5°C, in der kalten Jahres- zeit siedendes Wasser, innerhalb der Wolken (bzw. des Nebels) ein Ausregnen herbeizuführen (DE 57 86 04).

In der DE 43 19 850 Al werden Lösungen beschrieben, bei denen durch das Versprühen von flüssigem Wasser aus Düsen der Nebel infolge von Kollision zwischen dem verspritzten Wasser und den Nebeltropfen entfernt werden soll. Es wurden stationäre, um- fangreiche Anlagen vorgeschlagen, die sehr kostenintensiv sind und darüber hinaus große Mengen an Wasser verbrauchen.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass alle bisher be- kannten Verfahren wenigstens einen der nachfolgend aufgeliste- ten, zumeist aber mehrere Nachteile in Kombination, aufweisen : geringe Effizienz und/oder Langsamkeit des Prozesses, Umweltbelastung meist durch Verwendung toxischer Substanzen und hohe Investitions-und/oder Betriebskosten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem die Auflösung insbesondere von warmem Nebel und/oder die Niederschlagsbildung aus Wolken schnell, effizient und umweltfreundlich durchzuführen ist.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Danach ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass Wasser- eiskörner mit einer Anfangsgeschwindigkeit zwischen ca. 10 m/s und ca. 300 m/s, vorzugsweise zwischen ca. 100 m/s und ca. 200 m/s, wobei der Korndurchmesser größer als der Tropfendurchmes- ser gewählt wird, in den Nebel und/oder die Wolke eingebracht werden.

Die eingebrachten festen Wassereiskörner kollidieren mit einer Vielzahl von Wassertröpfchen. Dieser Effekt wird''als Kollisi- onsmechanismus bezeichnet (G. Sumner, Precipitation : Process and Analysis. 1988, J. Wiley & Sons, 455 pp.).

Da festes Wasser eine Temperatur von < 0 °C hat, kommt es zur Agglomeration mit den Nebeltropfen. Ist die Lufttemperatur un- ter 0 °C (kalter bzw. unterkühlter Nebel/Wolke) gefrieren die- se (Eiskernbildung) und je nach Umgebungstemperatur bilden sich größere Eiskristalle, die sich am Boden absetzen.

Ist die Lufttemperatur größer als 0 °C (warmer Nebel/Wolke), kommt es zum Schmelzen, sodass größere Wassertropfen entstehen und sich niederschlagen (nasse Deposition).

Im Unterschied zu dem bereits in der DE 100 05 898 Al vorge- schlagenen Verstrahlen von Trockeneiskörnen (diese besitzen eine Temperatur von-78 °C) werden die Wassereiskörner viel länger in der nebelhaltigen Luft existieren infolge des we- sentlich geringen Temperaturunterschieds zur Umgebungstempera- tur. Mit Wassereis kann bei Nebel > 0 °C keine Eiskernbildung und damit kein Kondensationswachstum erzielt werden.

Es wird jedoch der in der Wolkenphysik bekannte natürliche Seeder-Feeder-Effekt der Niederschlagsbildung ausgenutzt, wo- nach Eiskerne aus höheren Schichten in Regenwolken fallen und durch Kollision zu einem auf Koaleszenz beruhenden Tropfen- wachstum führen und schließlich zur Bildung von Niederschlags- elementen (Ausregnen).

Ähnlich erfolgt beim Eisstrahlen in den Nebel bzw. die Wolke eine erzwungene Koaleszenz und ein schnelles Tropfenwachstum, welches zum Ausregen der Tropfen und damit zur Nebel- beseitigung (bzw. Niederschlag aus Wolken) führt. Zusätzlich führt der Strahlimpuls zu einer erzwungenen Konvektion, die eine Ausweitung des Effekts auf Bereiche außerhalb der direk- ten Reichweite der Wassereiskörner bewirkt (Vermischen nebel- haltiger Luft mit bereits entnebelter Luft und damit zusätzli- che Entnebelung).

Das Verfahren hat gegenüber bisher beschriebenen Verfahren folgende Vorteile : 1. Die Wassereiskörner hinterlassen keinerlei umwelt- schädigende Rückstände, die sich im Wasser oder im Boden an- reichern.

2. Die Wassereiskörner können nicht nur von oben in den Nebel oder die Wolke eingebracht werden, sondern auch vom Boden aus mittels eines Luft-oder Gasstroms, der beispielsweise mit Hilfe eines Kompressors erzeugt wird. Der durch den Luftstrom auf die Wassereiskörner übertragene Impuls ist durch die Masse der Körner hinreichend groß, um sie einige zehn Meter vertikal oder horizontal in den Nebel oder die Wolke einzubringen.

3. Der Prozess der Auflösung von Nebel oder der Niederschlags- bildung aus Wolken ist außerordentlich schnell, d. h. der Prozess läuft innerhalb weniger Minuten ab, und wirkt sowohl bei kaltem als auch bei warmem Nebel.

4. Das Verfahren kann mobil eingesetzt werden, sodass eine An- wendung im Bereich der Verkehrstechnik wie Landebahnen, Straßen und Häfen sowie der open-air-und Sportver- anstaltungen ohne hohe Investitionskosten sowie bei geringen Betriebskosten möglich ist.

Zur Steigerung der Effizienz dieses Verfahrens können die Was- sereiskörner mit zusätzlichen chemischen Substanzen umhüllt oder versetzt werden, die den Auflösungsvorgang des Nebels oder die Niederschlagsbildung aus Wolken unterstützen. Dies erfolgt dadurch, dass es aufgrund der chemischen Substanzen zur Bildung von Kondensationskernen oder zur Verdampfung der Tropfen als Folge einer durch Kondensation erzielten Unter- sättigung kommt. Darüber hinaus können die Wassereiskörner mit zusätzlichen Substanzen umhüllt oder versetzt werden, die den Sublimationsvorgang des Wassereises verlangsamen und dadurch die Reichweite der Wassereiskörner vergrößern.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Im folgenden sind je ein Ausführungsbeispiel für die Nebelbe- seitigung und die Regenbildung aus Wolken beschrieben.

Zur Nebelbeseitigung wird ein Schraubenkompressor auf ein Fahrzeug montiert und mit einer vertikal nach oben ausgerich- teten Strahldüse ausgestattet.

Wassereis wird entweder als kommerziell verfügbares Stangeneis in einem speziellen Eiscrasher zerkleinert oder als bereits zerkleinertes (crashed) Eis über einen rotierenden Teller aus einem Vorratsbehälter in einem Dosiersystem dem Druckluftstrom zugeführt und vor dem Austritt des Luftstroms aus der Strahl- düse weiter zerkleinert auf eine Größe zwischen 0,5 und 5 mm.

Die Wassereiskörner werden durch den Luftstrom in der Strahl- düse auf eine Anfangsgeschwindigkeit von ca. 200 m/s beschleu- nigt.

Das Fahrzeug fährt nun langsam durch das Nebelfeld und bläst die Eiskörner in den Nebel.

Aufgrund der oben beschriebenen Vorgänge kommt es zur Auflö- sung des Nebels innerhalb von wenigen Minuten.

Im Fall eines kalten Nebels (-4°C) bilden sich'für das Auge sichtbare Eiskristalle, die sich schnell ablagern.

Infolge des bei diesem Nebelereignis bereits bestehenden Bo- denfrostes und Rauhreifes führt die zusätzliche Eisablagerung zu keiner wesentlichen Veränderung des Bodenzustandes.

Im Fall eines warmen Nebels (+6°C) erhöht sich schnell die Sichtweite infolge Tropfenvergrößerung und es kommt zum Aus- regnen (Niesel). Die abgelagerte Wassermenge aus einer 20 m vertikalen Nebelschicht beträgt lediglich 5-15 g/m2, wobei die eingebrachte Wassereismenge weniger als 1 g/m3 nebelhaltiger Luft beträgt (zum Vergleich : natürlicher Nieselregen 100-200 g/m2h) Anstelle eines Vorratsbehälters für Wassereis kann dieses auch direkt in der Anlage erzeugt werden. In einem isolierten Was- serbehälter wird Wasser (bis zu einem m3) in einem Temperatur- bereich von +1 bis +10 °C, vorzugsweise bei +4 °C gehalten.

Über die Bodenfläche erfolgt ventilgeregelt ein Abfluss über eine Vielzahl von Tropfenausflüssen zum Erreichen einer Trop- fenkette, die in einen tiefgekühlten trichterförmigen Raum tropft und dabei die Tropfen (deren Größe geregelt werden kann) gefrieren. Ein rotierender Schaber verhindert ein Anba- cken an den Wänden. Die entstehenden Eiskörner fallen in den sich verjüngenden Teil des Behälters und werden anschließend über eine Dosiervorrichtung in den Luftstrahl gegeben. Den entstehenden Eiskörnern können auch Trockeneispellets seitlich zugeführt werden, um einmal eine weitere Temperaturerniedri- gung zu erreichen und zum anderen ein Anbacken des Wassereises zu verhindern.

Zur Auflösung von Wolken und zur Niederschlagsbildung wird in einem Kleinflugzeug (z. B. Agrarflugzeug) eine kompakte Eis- strahlanlage, einschließlich einem Wassereisbehälter, derart montiert, dass die Düse am Heck des Flugzeuges nach unten ge- richtet ist. Mit minimaler Geschwindigkeit (ca. 120 km/h) fliegt das Flugzeug am oberen Wolkenrand in Transportrichtung der Luftmasse und bläst die Wassereiskörner in die Wolke. In Abhängigkeit von der Wolkenausdehnung können Mäandermuster ge- flogen werden, um eine größere räumliche Ausdehnung des zu er- zielen Effektes der Niederschlagsbildung zu erzielen. Inner- halb weniger Minuten bilden sich größere Tropfen, die zur Nie- derschlagsbildung (Seeder-Feeder-Effekt) führen.