Der gestern beschriebene Satellit MTG-S1 ist ein sogenannter "geostationärer" Satellit, daher wollen wir diese Art als erstes etwas näher unter die Lupe nehmen. Die Bezeichnung kommt daher, dass sie die Erde genau so umkreisen, dass sie von der Oberfläche aus gesehen immer über demselben Ort stehen. Sie drehen sich also mit der gleichen (Winkel-)Geschwindigkeit wie die Erde. Aus physikalischen Gesetzen lässt sich dann herleiten, dass eine stabile Umlaufbahn (auch Orbit genannt) nur auf einer Höhe von 35800 km über dem Äquator möglich ist. Wäre der Satellit näher an der Erde würde ihn die stärkere Erdanziehungskraft langsam aber sicher zum Boden ziehen. Ähnlich wie beim Diskuswurf, wenn der Diskus losgelassen wird, würde eine zu große Umlaufhöhe dazu führen, dass der Satellit durch fehlende Anziehungskraft aus seiner Bahn geschleudert würde und in das All verschwindet.
Die Vorteile eines solchen Satelliten liegen auf der Hand: Sie bieten eine hohe zeitliche Auflösung für den Bereich, dem sie von ihrer Position aus zugewandt sind, da sie alle paar Minuten ein Bild liefern. Dies ist besonders nützlich, um beispielsweise die zeitliche Verlagerung von Tiefdruckgebieten nachzuvollziehen. Satellitenfilme, wie man sie zum Beispiel aus dem Fernsehen kennt, stammen von geostationären Satelliten.
Nachteilig ist aber, dass sie immer nur den gleichen Teil der Erdoberfläche beobachten können. Das bedeutet, dass mindestens drei dieser Satelliten benötigt werden, um ein Gesamtbild der Erde zu erhalten. Im Vergleich zu anderen Orbits befindet sich der geostationäre auch sehr hoch. Das resultiert in einer allgemein niedrigeren räumlichen Auflösung. Gleichzeitig wird die Auflösung in Richtung des Süd- und Nordpoles schlechter, da sich der Satellit über dem Äquator befindet und somit immer "schräger" auf die höheren Breiten schaut.
Die Pole sind gar nicht einsehbar, daher gibt es eine zweite Kategorie: Polnah verlaufende Orbits.
In diesem Fall ist die Umlaufbahn gegenüber dem Äquator geneigt. In einer Höhe von ca. 850 km umlaufen sie die Erde in etwa 100 Minuten. Das bedeutet, dass 14 Umläufe am Tag durchgeführt werden können. Nun dreht sich während dieser Umläufe die Erde aber auch weiter und so wird bei jedem Umlauf ein etwas versetzter Streifen der Erdoberfläche überflogen.
Solche Wettersatelliten haben zusätzlich noch die Eigenschaft, dass sie "sonnensynchron" sind. Dabei ist die Umlaufbahn so konstruiert, dass jeder Ort immer zur exakt gleichen lokalen Uhrzeit passiert wird. Dies bietet die Möglichkeit, die gelieferten Bilder untereinander besser vergleichen zu können.
Der allgemeine Vorteil dieser Orbits liegt darin, dass sie (zwar nicht alles zur gleichen Zeit) die gesamte Erdoberfläche abbilden können. Auch bieten sie durch ihre niedrigere Flughöhe eine höhere räumliche Auflösung.
Der offensichtliche Nachteil liegt darin, dass sie jede Region nur wenige Male am Tag überfliegt und man deshalb nicht in der Lage ist, zeitlich kontinuierliche Informationen zu bekommen.
Die Kombination aus verschiedenen Satellitentypen ergibt ein sich ergänzendes weltumspannendes Beobachtungssystem (siehe Grafik 1). Für die Wettermodelle sind diese Daten von unschätzbarem Wert und ermöglichen bessere Vorhersagen, auch in Gebieten, in denen ohne Satelliten gar keine Daten verfügbar wären.
M.Sc. Meteorologe Fabian Chow
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 07.07.2025
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