Science
13.08.2018

ESA-Satellit startet am 21. August und soll Wettervorhersage deutlich verbessern

Das Ziel des ESA-Satelliten "Aeolus" ist es, mit Hilfe ganz neuer Windprofile die Wettervorhersage wesentlich genauer zu machen.

"Aeolus" heißen der griechische Gott der Winde und die fünfte Erd-Erforschungs-Mission der ESA. Der Wissenschaftssatellit "Aeolus" der Europäischen Weltraumagentur soll erstmals Windprofile von der ganzen Erde erstellen und so völlig neue Erkenntnisse für die Wettervorhersagen bringen. Wie beeinflussen Winde in den tropischen Bereichen des Pazifiks das Wetter in Europa? Und: Können bessere Beobachtungen eines Höhenwindes, des Jetstreams, Sturmprognosen verbessern?

Zu solchen Fragen sollen erstmals Windprofile aus dem All erstellt werden. "Wir erwarten, dass die Messungen von "Aelous" die Modelle der Winddynamik der Erdatmosphäre deutlich voranbringen", sagte Anne Grete Straume, Missionswissenschaftlerin von "Aeolus" bei der ESA. Der Start ist für den 21. August vom Weltraumbahnhof Kourou im südamerikanischen Französisch-Guayana geplant.

Windgeschwindigkeit rund um den Globus

Zwar gibt es zahlreiche Wetterballone, Bojen, Schiffe, Flugzeuge und Satellitenmessungen, die Daten über Winde liefern. Doch auf der Südhalbkugel, über den Ozeanen, den Tropen und oberhalb von zehn Kilometern Höhe ist dieses Netz dünn. "Aeolus" soll erstmals die Windgeschwindigkeit rund um den Globus aus 30 Kilometern Höhe bis zum Boden oder über dicken Wolken messen.

"Derzeit gibt es fast eine Millionen Wind-Messungen innerhalb von 24 Stunden. Mit "Aeolus" kommen etwa acht Prozent dazu", berichtet Straume vom ESA-Technologiezentrum im niederländischen Noordwijk. "Wenn man mehr Satelliten dieser Art hätte, die in verschiedene Richtungen gucken, wäre das der Durchbruch in der Wettervorhersage."

Voraussichtlich innerhalb des ersten Jahres nach dem Start von "Aeolus" werden europäische Wetterdienste wie der Deutsche Wetterdienst (DWD) in Offenbach die Daten in ihren Vorhersage-Modellen berücksichtigen können, wie Straume sagt. Die Fachwelt erwarte, dass vor allem die Fünf-bis-Sieben-Tage-Vorhersage damit "signifikant besser" werde.

Derzeit keine Windprofile vorhanden

Meteorologe Alexander Cress aus der DWD-Forschungsabteilung verspricht sich zudem eine Verbesserung für die Zwei-bis-Vier-Tage-Vorhersage. "Es gibt derzeit keine Windprofile von Satelliten, nur einzelne Messungen." Wenn "Aeolus" wie geplant Daten und Zeitreihen liefere, sei dies ein großer Fortschritt für die Wettervorhersage.

Dazu nennt Cress ein Beispiel: Eine Störung in der Atmosphäre über dem Pazifik unterhalb des Jetstreams sei aus Datenmangel falsch interpretiert worden. Die nicht richtig erkannte Störung sei über den Pazifik, Amerika und den Atlantik gezogen und habe sich in Europa verstärkt. Die Folge: Ein Sturm sei völlig unterschätzt worden. "Das konnten wir nicht richtig vorhersagen."

15 Jahre Vorbereitung

Rund 15 Jahre hat die Vorbereitung der "technisch höchst komplizierten und anspruchsvollen wissenschaftlichen Mission" gedauert, heißt es bei der ESA über "Aeolus". Der mehr als 300 Millionen Euro teure Satellit sei "extrem fragil". Die Technik sei hoch kompliziert und sehr empfindlich.

Das Instrument "Aladin" (Abkürzung für Atmospheric Laser Doppler Lidar Instrument) bestehe im wesentlichen aus einem Laser, einem Spiegelteleskop und einem Set aus Lichtempfängern und -detektoren. Es sende Licht in die Atmosphäre, wo es von Luftmolekülen, Staubpartikeln und Wassertröpfchen zerstreut werde.

Aus den zum Satelliten zurückkommenden Strahlen lasse sich die Geschwindigkeit der Luft ablesen. Mit den so entstehenden Daten ließen sich dann besonders präzise Windgeschwindigkeitsprofile erstellen - mit einer Genauigkeit von bis zu einem Meter pro Sekunde.

Begrenzte Lebenszeit

Der "Gott der Winde" wird die Erde in einer Höhe von nur 320 Kilometern umkreisen. Weil Luftwiderstand und Reibung die Sonde in dieser Höhe bremsen und in den Sinkflug schicken, sind permanente Manöver und Korrekturen der Flugbahn notwendig. "Das begrenzt die Lebenszeit von "Aeolus", sagt Paolo Ferri, Leiter des ESA-Missionsbetriebs im ESA-Raumflugkontrollzentrum ESOC in Darmstadt. Voraussichtlich nach vier Jahren im All werde der Treibstoff aufgebraucht sein und der Satellit in der Erdatmosphäre verglühen.