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Wetter

Satellitengestützte Wetterbeobachtung

Das Wetter ist der Zustand, in dem sich die Atmosphäre an einem bestimmten Ort und zu einer bestimmten Zeit befindet. Es kann zum Beispiel gerade regnen oder schneien bzw. trocken oder windig sein.

Die Komplexität des Wetters auf der Erde hat ihre Ursache vor allem in der ungleichmäßigen Erwärmung des Planeten durch die Sonne. Dadurch entsteht ein Temperaturgefälle, das die Atmosphäre in Bewegung versetzt, wobei Wettersysteme Wärme von niedrigen Breitengraden zu höheren Breitengraden transportieren.

Hoch- und Tiefdruckgebiete, Winde, Wolken und Regen oder Schnee werden alle direkt oder indirekt durch diese ungleichmäßige Erwärmung der Erde durch die Sonne verursacht.

Wettervorhersagen

Das Wetter hat einen großen Einfluss auf unser Leben. Daher sind verlässliche Wettervorhersagen so wichtig, insbesondere dann, wenn es um Extremwetterlagen, z. B. Stürme, Hitzewellen oder tropische Wirbelstürme, geht.

Auch für den Alltag in Wirtschaft und Industrie sind Wettervorhersagen von größter Bedeutung. Piloten, Bauern, Fischer und Seeleute, aber auch der Einzelhandel, die Energie-, Tourismus- und Bauwirtschaft... sie alle verlassen sich für ihr Geschäft auf korrekte Wettervorhersagen.

Für die Wettervorhersagen von heute greift man auf leistungsfähige Supercomputer zurück, die hunderttausende aktuelle Wetterbeobachtungen anhand mathematischer Modelle der Meere und der Atmosphäre verarbeiten, um so das zukünftige Wetter vorherzusagen.


Die Erde aus 36.000 km Entfernung vom EUMETSAT-Satelliten Meteosat-10 aus betrachtet
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Dieses Verfahren wird als numerische Wettervorhersage bezeichnet und bildet die Grundlage der modernen Wettervorhersage.

Eine Wettervorhersage ist immer nur so gut wie die Daten, auf denen sie basiert. Aus diesem Grund ist es für die numerische Wettervorhersage entscheidend, dass der aktuelle Zustand der Atmosphäre und der Erdoberfläche genau bekannt ist.

Meteorologen greifen zu diesem Zweck auf Daten aus einem globalen Netz aus Wetterstationen, Wetterradaranlagen, Radiosonden, Meeresüberwachungsbojen usw. zurück. Um sich ein umfassenderes Bild über das zu verschaffen, was sich in der Atmosphäre abspielt, stehen Wettersatelliten zur Verfügung.

Satellitengestützte Wetterbeobachtung

Die europäischen Wettersatelliten werden von EUMETSAT, betrieben, wobei man zwischen zwei Hauptsatellitentypen unterscheiden muss: dem geostationären Meteosat-Satelliten und dem Metop-Satelliten mit polarer Umlaufbahn.

Der neue Supercomputer, der beim Deutscher Wetterdienst in Betrieb genommen wurde, hat eine Leistung, die der von mehr als 30.000 PCs entspricht.

Meteosat

Die Meteosat-Satelliten befinden sich auf einer geostationären Umlaufbahn 36.000 km über der Erde. Da sie sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Erde bewegen, bleiben sie immer über dem gleichen Punkt über dem Äquator, sodass sie aus ihrer Position alle fünfzehn Minuten eine Gesamtansicht bzw. alle fünf Minuten eine kleinere Ansicht von Europa liefern können.

Diese Satelliten eignen sich besonders für das Erkennen von Wetterveränderungen, wie etwa der Bildung von Stürmen oder Nebel, sowie für die Vorhersage ihrer weiteren Entwicklung in den nächsten paar Stunden. Die Daten werden auch für längerfristige Wettervorhersagen und die Klimaüberwachung verwendet.

Das Hauptinstrument an Bord der zweiten Meteosat-Generation ist das SEVIRI-Instrument, das in der Lage ist, sich schnell ändernde Wettermuster zu erfassen und rund um die Uhr hochauflösende Bilder zu liefern.

Das SEVIRI-Instrument verfügt über 12 Spektralkanäle, über die Daten zu Stürmen, Wolken, Winden, Nebel, Regen, Schnee, Sonneneinstrahlung, Vulkanasche, Staub, Oberflächentemperatur von Land und Meer sowie sogar Feuer gesammelt werden können.

 

Dieser Film zeigt die Entwicklung von Gewittern über Europa zwischen dem 18. und 19. Juni 2013 gemäß den Beobachtungen des Meteosat-10-Satelliten, der sich in einer Umlaufbahn um die Erde in 36.000 km Höhe befindet. Durch die Bilder von Meteosat ist eine kontinuierliche Überwachung aller Entwicklungsstadien eines Gewitters möglich.

Zweite Generation von Meteosat-Satelliten

Das aktuelle Meteosat-System, das sich aus Meteosat Second Generation (MSG)-Satelliten und dem Hauptinstrument SEVIRI zusammensetzt, ist in der Lage, alle 15 Minuten ein Full-Disk-Bild, d.h. ein Bild der gesamten Erdscheibe, und alle 5 Minuten ein Bild von Europa zu liefern, sofern es im Rapid Scanning Service (RSS)-Modus betrieben wird. EUMETSAT nutzt zwei MSG-Satelliten gleichzeitig, um immer sowohl ein Full-Disk-Bild als auch den Rapid Scanning Service über Europa anbieten zu können.

Nebel vom Weltraum aus betrachtet

Meteosat-Aufnahmen ermöglichen eine Rund-um-die-Uhr-Überwachung der Verteilung und des Verhaltens von Nebel. Zusammen mit anderen Techniken dienen sie der Erkennung und Überwachung von Nebelbildung sowie zur Vorhersage, wann sich der Nebel voraussichtlich wieder auflöst. Diese Daten sind insbesondere rund um Flughäfen, wichtige Straßennetze, Schifffahrtsrouten und Häfen von großer Bedeutung.

Metop

Die Metop-Satelliten umkreisen die Erde in einer ungefähr von Pol zu Pol führenden Umlaufbahn. Da sie in einer geringeren Höhe (817 km) um die Erde kreisen, können sie ein sehr viel näheres und detailliertes Gesamtbild von Atmosphäre, Meeren und Landflächen liefern.

Jeder Metop-Satellit ist mit acht Hauptinstrumenten zur Atmosphärenmessung ausgestattet, darunter solche für Temperatur- und Feuchtigkeitsprofile, Wolkeneigenschaften sowie Treibhaus- und Spurengase, wie etwa Ozon, Stickstoffdioxid, oder Schwefeldioxid.

Die Metop-Instrumente beobachten auch Meere und Ozeane sowie die kontinentalen Landflächen und stellen so Messungen zu den Windverhältnissen auf den Ozeanen, Eis, Schnee und Bodenfeuchtigkeit bereit.

 

Die Daten aus dem Metop-Instrumenten, wie etwa die zu Temperatur, Feuchtigkeit und Wind, werden für die Vorhersage des Wetters bis zu 10 Tage im Voraus verwendet. Auch bei der Klima- und Umweltüberwachung spielen diese Satelliten eine wichtige Rolle.

Metop live verfolgen

Das Weltwetter im Verlauf eines Jahres aus dem Weltraum betrachtet

Die Animation wurde aus Aufnahmen der geostationären Satelliten von EUMETSAT, NOAA und der JMA erstellt. Zu sehen ist der globale Wetterverlauf des ganzen Jahres 2013, wie er von Satelliten aus 36.000 km über der Erde beobachtet wurde. Die Kommentare stammen von Mark Higgins, Schulungsverantwortlicher bei EUMETSAT.

 

Reise in die Vergangenheit – der erste Wettersatellit

Der weltweit erste Wettersatellit, TIROS-1, wurde am 1. April 1960 von Cape Canaveral (Florida/USA) aus gestartet. TIROS (Television Infrared Observation Satellite, dt. Fernsehkamera- und Infrarotbeobachtungssatellit) war ein Satellit in einer polaren Umlaufbahn, der mit zwei Kameras und zwei Videoaufnahmegeräten ausgestattet war.

Dank diesem Satellit konnten Forscher erstmalig die Erde aus dem Weltraum betrachten, wodurch gleichzeitig auch ein neues Zeitalter der Satellitenmeteorologie eingeläutet wurde.

Nützliche Links

WMO - Website für Wetter- und Klimabildung (in verschiedenen Sprachen)

Met Office Factsheets - Eine Reihe von Informationsblättern zu verschiedenen Wetteraspekten (in englischer Sprache)

Météo-France - Die Bildungswebsite von Météo-France (in französischer Sprache)

MetLink website- Ressourcen für Wetter und Klima als Unterrichtsthema an Schulen (in englischer Sprache).

Wichtige Fakten

  • Die Komplexität des Wetters auf der Erde hat ihre Ursache in der ungleichmäßigen Erwärmung des Planeten durch die Sonne
  • Wettervorhersagen sind für den Schutz von Menschenleben und Sachwerten sowie für reibungslose Abläufe in Wirtschaft und Industrie von größter Bedeutung.
  • Eine Wettervorhersage ist immer nur so gut wie die Daten, auf denen sie basiert. Aus diesem Grund greifen Meteorologen auf ein globales Netzwerk aus Wetterstationen und -radaren, Radiosonden, Meeresüberwachungsbojen sowie Wettersatelliten zurück
  • Die europäischen Wettersatelliten werden von EUMETSAT betrieben, wobei man zwischen zwei Hauptsatellitentypen unterscheiden muss: den geostationären Meteosat-Satelliten und den Metop-Satelliten mit polarer Umlaufbahn
  • Die Hauptaufgabe der Meteosat-Satelliten besteht darin, Extremwetterlagen, wie etwa Gewitter oder Nebel zu erkennen und schnell bis zu sechs Stunden im Voraus vorherzusagen
  • Metop-Satelliten liefern, da sie in einer geringeren Höhe um die Erde kreisen, ein sehr viel detailliertes Gesamtbild. Die so gewonnenen Daten werden für Wettervorhersagen bis zu 10 Tage im Voraus sowie für die Klima- und Umweltüberwachung verwendet.

Weitere Lektüre (nur in englischer Sprache)

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