Dem Wetter auf der Spur

News: Dem Wetter auf der Spur

Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen haben am 9. Dezember 1999 der Öffentlichkeit erste Ergebnisse des Mesoscale Alpine Programme (MAP) vorgestellt, dem größten Atmosphären- Experiment in den Alpen. Im Rahmen von MAP wurden Wetterdaten aus einem dichten Meßnetz fester Wetterstationen, eigens eingerichteter Beobachtungspunkte und aus Experimenten mit Forschungsflugzeugen gewonnen. Sie fließen nun in die ausführlichste Klimadatenbank für den Alpenraum ein. Diese soll als 'Eichstandard' verwendet werden und insbesondere präzise Wettervorhersagen für Gebiete bis zu einer Größe von wenigen Quadratkilometern ermöglichen. Ziel ist ferner eine genauere Katastrophenvorhersage, ein besserer Service bei der täglichen Wetterprognose, größere Detailinformation für die Landwirtschaft sowie die Erhöhung der Luftsicherheit.

Erst die Kombination von herkömmlichen und neu entwickelten Meßtechniken ermöglichte diese intensiven Wetteruntersuchungen. Die Wissenschaftler setzten erstmals neu entwickelte Geräte auch im DLR-Forschungsflugzeug Falcon ein, um Wolkenstrukturen und Windverhältnisse zu studieren. Mit der Laser-Technik „H2O-DIAL" werden Lichtblitze senkrecht aus zwölf Kilometer Höhe nach unten gesendet. Wasserdampfmoleküle und Schwebeteilchen, Aerosole genannt, streuen das Licht zurück und verraten damit ihre Lage und Konzentration. Die Forscher interessierte besonders der Verlauf von sogenannten Gebirgs- oder Schwerewellen. Die Luft folgt dabei der Schwerkraft und dem Auftrieb und beschreibt wellenförmige Bewegungen, die bis über zehn Kilometer Höhe aufsteigen können. „Brechen" diese Wellen dann, können sie den Luftverkehr erheblich gefährden.

Solche Schwerewellen können auch Cirruswolken beeinflussen. Die Wissenschaftler haben erstmals in das Innere solcher Wolken hineingeschaut. Mit den dabei gewonnenen Bildern können Rückschlüsse auf den atmosphärischen Strömungszustand in den Wolken gezogen werden. Ein weiteres Phänomen, das mit „H2O-DIAL" erkundet wurde, sind Trockenlufteinbrüche von der Strato- in die Troposphäre. In derartigen Zonen konnten niedrige Feuchten unter 200 parts per million erstmals mit hoher räumlicher Auflösung genau detektiert werden.

Im Rahmen des Mesoscale Alpine Programme wurde auch das Windfeld unter Flugzeugen gemessen. Dabei wurde aus zwölf Kilometer Höhe bis auf den Boden die Windgeschwindigkeit in verschiedenen Höhen ermittelt. Die dabei festgehaltenen "Windprofile" enthalten wichtige Informationen zur Überprüfung von Wettervorhersagemodellen. Zukünftig soll diese Technik – "Lidar WIND" – von Satelliten aus eingesetzt werden und täglich bis zu 2000 Windprofile, verteilt über die gesamte Erde, erstellen. Erstmals lagen Genehmigungen in Europa vor, Meßsonden aus Forschungsflugzeugen auch über Land abzuwerfen, so daß auf diesem Weg gezielter als bisher Atmosphärendaten gewonnen werden konnten. Die Falcon nahm in einer Höhe von zwölf Kilometern Meßwerte auf und warf Meßsonden ab. Sie sendeten im freien Fall kontinuierlich Temperatur-, Druck- und Feuchtewerte zurück. Ein eingebautes GPS-System, das eine genaue Ortsbestimmung über Satelliten ermöglicht, gab den exakten Verlauf der Sonden wieder. Daraus ließen sich die Windverhältnisse in ihrem Höhenverlauf ableiten.

Unter der Schirmherrschaft der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) waren dreizehn Nationen aus Europa und Amerika an MAP beteiligt, darunter unter anderem Wetterdienste und Forschungsinstitute der Alpenländer, das National Center for Atmospheric Research (NCAR) – ein Zusammenschluß aller amerikanischer Universitätsinstitute für Atmosphärenforschung – und das DLR.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 17.4.1998
"Bevor es turbulent wird"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum Ticker vom 9.1.1998
"Mit Laserlicht und Schall Ozonwerte bestimmen"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum der Wissenschaft 1/96, Seite 22
"Dreidimensionale Analyse der Luft auf Schadstoffe mittels LIDAR"
(nur für Heft-Abonnenten online zugänglich)