Wettersatelliten gehören zu den wichtigsten Werkzeugen der modernen Meteorologie. Sie liefern globale Daten, die für Wettervorhersagen, Klimaforschung und die Einschätzung von Wettereinflüssen unverzichtbar sind.
Doch wie funktionieren diese Satelliten, welche Arten gibt es – und warum profitieren auch wir im Alltag davon? Unser Wetterexperte Roland Schmidt gibt einen verständlichen Einblick in die faszinierende Welt der Satellitenmeteorologie.
Warum Wettersatelliten so wichtig sind
Wer sich mit der Wetterbeobachtung beschäftigt, bemerkt sehr schnell, dass der Blick vom eigenen Standort zum Himmel zwar das aktuelle Wetter gut erkennen lässt, doch alles, was jenseits des Blickhorizonts liegt, bleibt unbekannt. In der Frühzeit der Meteorologie arbeitete man deshalb zunächst daran, viele lokale Beobachtungen möglichst schnell zusammen zu führen, um so eine umfassende Aufnahme der aktuellen Wettersituation zu erreichen.
Doch in wenig bewohnten Gebieten der Erde wie den polaren Bereichen oder auch dem Hochgebirge blieb die Zahl der Beobachtungsstationen gering und von den riesigen Flächen der Meere lieferten nur Schiffe punktförmige Wettermeldungen. Außerdem bildeten sämtliche Beobachtungen nur einen Blick von unten in die Atmosphäre ab.
Entwicklung der Satellitenmeteorologie
Erst mit der Erfindung der Aerologie im frühen 20.Jahrhundert kamen durch Ballonaufstiege Informationen aus höheren Luftschichten dazu. Doch die Entwicklung der Satellitentechnik in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts brachte der Wetter- und Klimaforschung dann einen großen Erkenntnissprung – endlich war ein Gesamtblick auf die großen Wettergebilde unserer Erde möglich.
Ab den 1960er Jahren wurden mehr und mehr Satelliten in eine Erdumlaufbahn gebracht und damit ein immer präziserer Blick auf die Atmosphäre möglich.
Grundsätzlich unterscheiden muss man dabei zwischen zwei verschiedenen Beobachtungsarten:
Geostationäre Wettersatelliten
Geostationäre Satelliten befinden sich in einer Höhe von rund 36.000 Kilometern über dem Äquator der Erde. Ihre Bewegungsgeschwindigkeit ist so eingestellt, dass sie sich im Gleichklang mit der Rotation unseres Planeten befinden – dadurch scheinen sie über einem bestimmten Punkt der Erdoberfläche still zu stehen. Aus dieser großen Höhe können sie mehr als ein Drittel der Atmosphäre überblicken und fotografieren; schon mit drei richtig platzierten Satelliten ist eine komplette Darstellung der Wettersysteme möglich.
Da die in kurzen zeitlichen Abständen von fünf bis 30 Minuten entstehenden Aufnahmen immer den gleichen Ausschnitt zeigen, lassen sie sich gut zu kurzen Filmsequenzen zusammenfügen; alle Satellitenfilme des Wetters, die wir in den Medien sehen können, stammen von geostationären Satelliten. Ihre räumliche Auflösung ist mit ein bis fünf Kilometern allerdings nur mäßig, sie wird zu den Rändern hin deutlich schlechter. Damit werden insbesondere die Arktis und die Antarktis nur unzureichend erfasst.
Polare Wettersatelliten
Um diesen Mangel auszugleichen, gibt es Wettersatelliten auf polaren Umlaufbahnen. Diese polaren Wettersatelliten fliegen mit etwa 800 Kilometer Höhe deutlich niedriger als die geostationären, auf ihrer sonnensynchronen Bahn über beide Pole benötigen sie rund 100 Minuten für einen Umlauf.
Innerhalb von zwölf Stunden hat solch ein Satellit die Atmosphäre vollständig aufgenommen, durch die Nähe zur Erde ergibt sich eine sehr gute räumliche Auflösung von hundert bis 1000 Metern und Arktis und Antarktis werden ebenso gut erfasst wie die anderen Regionen.
Wie Wettersatelliten unser Wetter heute prägen
Die Kombination dieser beiden Satellitenarten ermöglicht der Meteorologie seit Ende der 1970er Jahre immer bessere und vielfältigere Einblicke in das Wettergeschehen. Waren es zunächst nur Aufnahmen im sichtbaren Licht, kamen nach und nach auch der infrarote und der mikrowellen Spektralbereich dazu, außerdem können moderne Satelliten nicht nur passiv Strahlung empfangen, sondern auch aktiv Radar- oder Laserwellen aussenden und die reflektierte Strahlung empfangen.
So lassen sich heute dank der Wettersatelliten genaue Informationen über Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Wind– und Luftdruck-Verhältnisse in verschiedenen Höhen der Atmosphäre gewinnen und zu einem genaue Bild der globalen Wettersituation zusammenfügen. Auch die für die Klimaforschung wichtigen Parameter wie Boden- oder Meeresoberflächentemperatur, Eisbedeckung oder Vegetationsveränderungen werden von diesen im All kreisenden Sonden gemessen und zur Erde gesendet.
Sie sind innerhalb eines halben Jahrhunderts zu unersetzlichen Hilfsmitteln der Meteorologie geworden – auch alle Rechnermodelle zur kommenden Wetterentwicklung sind auf ihre Daten angewiesen. Da mittlerweile von verschiedenen Nationen sehr viele Wettersatelliten in einen Umlaufbahn gebracht wurden, führt der Ausfall einzelner Geräte auch nicht mehr zu einer spürbaren Störung des unablässigen Datenstroms, der uns die Erde und ihre Atmosphäre jederzeit sichtbar macht.
Von Satellitendaten zur lokalen Wettervorhersage
Moderne Wettervorhersagen entstehen aus einer Vielzahl internationaler Messdaten, zu denen auch Wettersatelliten beitragen. Sie liefern den globalen Überblick über Wolken-Strukturen, Temperaturfelder und großräumige Wetterentwicklungen. Diese Informationen werden in Wettermodellen zusammengeführt und bilden die Grundlage für regionale Prognosen – wie jene, die Sie über das TFA.me System abrufen können.
Während Vorhersagen zeigen, wie sich das Wetter entwickeln wird, ermöglichen Wetterstationen einen Blick auf das tatsächliche Wetter direkt bei Ihnen zu Hause. Sie erfassen die aktuellen Werte an Ihrem Standort – Ihr persönliches Mikroklima, das keine App und kein Satellit in dieser Genauigkeit darstellen kann.
Die großräumigen Informationen aus dem All und die unmittelbaren Messwerte vor Ort ergänzen sich ideal. So entsteht ein umfassendes Bild des Wetters: von den Entwicklungen auf globaler Ebene bis zu den Bedingungen in Ihrem eigenen Garten oder auf dem Balkon.
