Technogene Erderwärmung: Die Rundfunktheorie des Klimawandels

Um 1910 begannen die Industrieländer dann damit, leistungsfähige Netze transozeanischer Langwellen-Radiotelegrafiestationen aufzubauen, um mittels Morsezeichen mit anderen Ländern zu kommunizieren (siehe Abb. 9).

Ein Zitat aus einem Artikel über die Geschichte des Rundfunks zeigt, wie viel Energie diese frühen Stationen mithilfe der leistungsstarken Funkenstreckensender erzeugt haben:

„Es wurden riesige Funkenstationen mit enormer Leistung entwickelt, die große Antennen verwendeten. Gemessen an späteren Standards waren diese frühen Stationen viel zu leistungsstark – tatsächlich waren sie so stark, dass ihre Signale wahrscheinlich mehr als einmal um die Welt gingen. Die Empfänger waren jedoch so unsensibel, dass diese Sendegiganten gebraucht wurden, um ein qualitativ hochwertiges Angebot zu gewährleisten.²¹

Nach dem Untergang der Titanic im Jahr 1912 – und am Ende des Ersten Weltkriegs – begann das US-Militär mit dem Einsatz von Löschfunkensendern und Längstwellenfunkübertragungen (VLF, 3 bis 30 kHz), die von großen Antennenkomplexen an der Küste und zu Sicherheitszwecken auf Schiffen ausgestrahlt wurden.

Abb. 9. Links: Kommerzieller Radiotelegrafieempfänger aus dem ersten Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts. Rechts: Die Funkstation Grimeton in Südschweden, eine frühe Langwellenstation für drahtlose, transatlantische Telegrafie. Von den 1920er bis in die 1940er Jahre übertrug sie Telegrammverkehr per Morsezeichen nach Nordamerika und in andere Länder.

Die Technologie entwickelte sich weiter, als Amateure zu forschen begannen. Während des Krieges beschlagnahmte die Regierung jedoch alle Sende- und Empfangsgeräte. Die einzige zivile Station, die weiter betrieben werden durfte, war Westinghouse.

Frühe Experimente zeigten auch, dass Längstwellen in Meerwasser eindringen können – eine Tatsache, die von der britischen Royal Navy während des Ersten Weltkrieges ausgenutzt wurde. Durch eine Reihe von Funkverbreitungsexperimenten mit Längstwellenfrequenzen entwickelte das Forschungslabor der US-Marine die Unterwasserkommunikation weiter. Diese Aufrüstungen führten zum heute geltenden Längstwellenkommunikationsnetz der US Navy. Andere Länder folgten diesem Beispiel.

1919 bis 1925: Der Rundfunk boomt

Mit dem Ende des Ersten Weltkriegs und den damit verbundenen Rundfunkbeschränkungen begann der Rundfunkboom der frühen 1920er Jahre. Ab 1920 waren regelmäßig menschliche Stimmen und Musik über den Äther zu hören. Im Jahr 1921 gab es einen regulären Rundfunksender; im März 1923 waren bereits 556 Sender zugelassen. Zwischen 1921 und 1926 breitete sich das Radio explosionsartig aus, wobei der Hauptboom zwischen 1922 und 1925 stattfand. Zeitungen und Kaufhäuser begannen mit Rundfunkwerbung. Die Niederlande, Argentinien und andere Länder folgten dem Beispiel, als sich dieser Trend über die ganze Welt verbreitete.

Mit Beginn der Übertragung stieg die globale Temperatur schneller und höher, wie wir in der Grafik der globalen Temperaturanomalien während der Erwärmungsperiode des frühen 20. Jahrhunderts sehen können. Zwischen 1925 und 1945 gab es einen Temperaturanstieg von 0,37 Grad Celsius (siehe Abb. 10).

Mit der Erforschung höherer Frequenzen wurde ein neues Phänomen entdeckt: Raumwellen. Raumwellensignale prallen von der Ionosphäre zurück und erzeugen über große Entfernungen eine Vielzahl von Interferenzen, die manchmal dazu führen, dass mehr als ein Programm gleichzeitig gehört wird. Die frühe Frequenzsteuerung war schlecht und änderte sich, wenn die Antennen im Wind schwankten. 1923 war klar, dass der Rundfunkdienst grundlegend überholt werden musste.

Der kontinuierliche Ausbau brachte weitere Regulierungen, Vorschriften und Probleme mit sich, mit denen sich die Regierung auseinandersetzen musste. Bis 1925 gab es 536 Anbieter von Rundfunkstationen für schätzungsweise eine halbe Million Radioempfänger. Von diesen Stationen sendeten 200 im Gyrofrequenzbereich, mit ausreichend Leistung (400 bis 500 Watt), um den Bailey-Effekt zu stimulieren.

1925 bis 1945: Experimente und Chaos

1927 überflutete eine Vielzahl neuer Stationen und Frequenzen den Äther, und landesweit war eine Zunahme der Interferenzen zu spüren. Als die Zustände immer chaotischer wurden, schlossen sich Stationen zusammen, um den Äther absichtlich zu stören und so eine neue Regulierungsstruktur zu erzwingen, die von Radiostationen im ganzen Land gefordert wurde.

1928 wurde endlich eine neue Struktur für das Rundfunksystem definiert und die Anzahl der Stationen auf 585 reduziert. Die Reservierung bestimmter Frequenzen für kanadische Kanäle und die sogenannten Clear Channels, die damit ohne Interferenzen von anderen Stationen senden konnten, ermöglichte den Kanalbetreibern eine Nutzung mit einer Leistung von bis zu 50 Kilowatt. Diese Neuzuweisung brachte schließlich Ordnung aus dem Chaos, und fast 70 Jahre später bildet diese historische Festlegung immer noch die Grundlage für das Mittelwellenrundfunkband.

Abb. 10: Mit Beginn des Ersten Weltkriegs wurden fast alle zivilen Rundfunksendungen eingeschränkt – und die globale Temperatur stagnierte. Als die Kriegsrestriktionen endeten und der Rundfunkboom begann, stieg auch die globale Temperatur an.

In den folgenden Jahren halfen uns drei große Rundfunkexperimente dabei, die Grenzen des Möglichen zu erfassen und zu erkennen, wie turbulente ionosphärische Prozesse durch die Rundfunktechnik angeheizt worden sein könnten:

1. die Apex-Stationen, auch „Skyscraper Radio“ genannt;
2. Amerikas erster „Supersender“ WLW 700 und
3. der Aufschwung der UKW-Frequenzmodulation

1932 bis 1941: Apex „Skyscraper Radio“ (25 bis 42 MHz)

Die US-Rundfunkbehörde FCC ermutigte die Rundfunkanstalten, mit „Ultrahochfrequenzen“ über 20 MHz zu experimentieren, und ab 1934 wurden regelmäßige Sendungen in New York ausgestrahlt. Im Jahr 1937 beschloss die FCC dann, ein Hochfrequenz-Rundfunkband einzuführen, in dem jeder Kanal die vierfache Bandbreite eines typischen Mittelwellenkanals hatte. Dadurch sollte es weniger Interferenzen geben, und es konnte ein besser klingendes, aber immer noch mittelwellentaugliches Signal erzeugt werden, das einen neuen Maßstab in der praktischen Funktechnologie setzte. Es handelte sich um eine Form der Ultrakurzwelle, die wegen ihrer hohen Frequenzen und Antennenstandorte „Apex“ (dt.: Spitze) genannt wurde.

Bis 1939 gab es in 34 Städten in 22 US-Bundesstaaten Apex-Stationen, die bis zu 1.000 Watt mit Frequenzen von 25 bis 26 MHz und 42 MHz sendeten. In den frühen 1930er Jahren war jedoch nicht viel über die Ausbreitungseigenschaften bei 25 bis 40 MHz bekannt, und wie heutige Funkamateure wissen, variieren die Ausbreitungsbedingungen der von den Apex-Stationen benutzten Frequenzen über den elfjährigen Sonnenfleckenzyklus enorm. Als 1932 die ersten Versuche mit Apex begannen, kam die Sonne gerade aus einem Sonnenfleckenminimum. Daher konnten die neuen Stationen in den ersten Betriebsjahren wahrscheinlich eine weitgehend störungsfreie Abdeckung garantieren. Aber 1936 war ein Höhepunkt der Sonnenfleckenaktivität erreicht, und plötzlich waren die experimentellen Apex-Stationen rund um den Globus zu hören!

Abb. 11: Für die Apex-Frequenz von 42 MHz wurde festgestellt, dass sie starke Interferenzen und ionosphärische Turbulenzen hervorrief. Als die Ausstrahlung von Apex eingestellt wurde, stoppte der Anstieg der globalen Temperatur.

Das allein erwies sich als großes Problem. Im Jahr 1945 erkannte das US-Kriegsministerium außerdem, dass 42-MHz-Frequenzen besonders starke Interferenzen mit von der Ionosphäre abprallenden Raumwellen hervorrufen.

Mit diesen Problemen und der Entdeckung der Ultrakurzwelle wurden die Apex-Stationen im Jahr 1941 abgeschaltet. Zu dieser Zeit verlangsamte sich der kometenhafte Anstieg der globalen Temperatur (siehe Abb. 11).

Eine Frage der Rundfunktheorie lautet: Könnte es sein, dass durch die Abschaltung der Apex-Stationen die ionosphärischen Turbulenzen und die EEP-NO_x-Ozonabbauprozesse der oberen Atmosphäre nicht mehr stimuliert wurden?