Aerologie und Sondierung der Atmosphäre

Die Aerologie als wichtiges Teilgebiet der Meteorologie beschäftigt sich mit dem Zustand der Atmosphäre bis in große Höhen.

Erst durch die Kenntnis der Temperatur, der Feuchte und des Druckes der Luft bis in Höhen um 12 km ist es möglich die großräumigen Strömungsverhältnisse und zum Beispiel die Vorgänge der Wolkenbildung, somit "das Wetter", zu verstehen und in weiterer Folge vorherzusagen.

Ballonradiosonde

Schon im Laufe des 19. Jahrhunderts gewannen Forscher mittels
bemannter Ballone und durch Drachenaufstiege wichtige Erkenntnisse
über den vertikalen Aufbau unserer Atmosphäre. Zum Beispiel wurde
dabei bewiesen, dass die Temperatur mit der Höhe bis in etwa 12 km
Höhe (Höhe der Troposphäre, in der sich unser Wetter in Europa
abspielt) mit 0,5 bis 1 °C pro 100 m abnimmt. Diese Temperaturabnahme
mit der Höhe stimmt mit den schon früher erstmals berechneten
theoretischen Werten überein.

Gegen Ende des 19. Jahrhunderts sorgten dann unbemannte Ballone mit
selbstaufzeichnenden Messgeräten für einen weiteren Fortschritt und
immer mehr Daten aus großer Höhe. Ein schwerwiegender Nachteil war
dabei jedoch, dass nach Platzen des Ballons die herabgefallenen
Instrumente zuerst gefunden werden mussten, um an die gemessenen
Werte heranzukommen!

Erst als es den Pionieren Robert Bureau (Frankreich) bzw. Pawel
Moltschanow (Russland) in den späten 1920er und frühen 1930er Jahren
gelang die Daten der Wetterballone mittels Funksignalen am Boden zu
empfangen, war die moderne "Radiosondierung" der Atmosphäre erfunden.
Nun war es möglich sehr zeitnah an die gesammelten Daten
heranzukommen. Dies gilt als Grundvoraussetzung für die sinnvolle
Nutzung zur Wetteranalyse und -prognose.
Im Laufe der Jahre wurden immer ausgeklügeltere Messegeräte in den
Radiosonden verbaut und ein weltweites Messnetz aufgezogen. Die
daraus gewonnenen Daten gelten auch heute noch als unverzichtbar und
werden zum einen direkt von den Meteorologen zur Wettervorhersage
genutzt (z.B. für die Gewittervorhersage) und zum anderen von den
modernen computergestützten Wettervorhersagemodellen
weiterverarbeitet.

Das ständige Streben der Meteorologen nach mehr Informationen aus
unserer Atmosphäre um die Prognosen fortan zu verbessern, führte
dazu, dass am 1. April 1960 der Satellit TIROS 1 als erster reiner
Wettersatellit von den USA ins All geschossen wurde. Somit begann ein
neuer Abschnitt in der aerologischen Messtechnik, seitdem versorgen
uns immer modernere, auch europäische, Wettersatelliten ständig mit
mehr Daten. Aufgezeichnet wird dabei die Strahlung in verschiedenen
Wellenlängenbereichen (sichtbar, infrarot). Ergebnisse daraus sind
nicht nur die allen bekannten Wolkenbilder, sondern durch geschickte
Rückrechnung auch die Temperatur- und Feuchteverteilung in unserer
Atmosphäre. Es entsteht dabei eine riesige Menge an Daten, welche in
die Wettermodelle einfließen und gerade dort einen großen Mehrwert
bringen. Ein großer Vorteil dieser satellitengestützten Messmethode
ist nämlich die flächendeckende Verfügbarkeit der Daten. Zum Beispiel
sind über den Ozeanen und in wenig besiedelten Gebieten kaum
Wetterstationen, geschweige denn Radiosondendaten vorhanden.
Satelliten versorgen uns hingegen auch dort mit einer Vielzahl an
Daten in hoher zeitlicher Auflösung.
Nachteile der Satellitenmessungen sind, dass die Genauigkeiten der
Messungen und die vertikale Auflösung Grenzen unterliegen und somit
nur eine Ergänzung zur relativ genauen Radiosondierung darstellen.

Erweitert werden die angesprochenen aerologischen Daten in der
heutigen Zeit durch Messungen aus Flugzeugen und durch verschiedene
bodengestützte Fernerkundungsmessgeräte wie zum Beispiel dem
Wetterradar.

Mag.rer.nat. Michael Tiefgraber
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 13.01.2014

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Bild: NOAA