Panorama

Eine kurze Geschichte der Wettersatelliten

22.03.2021 - Satellitendaten sind heute für Wettervorhersagen, Klimatologie und Ozeanographie unabdingbar. 1960 begann die Ära der Wettersatelliten.

Im April 1960 begann die Ära der Wetter­satelliten. Satelliten, die eine Fernsehkamera an Bord hatten, lieferten zum ersten Mal regelmäßig Bilder aus dem Erdorbit, wenn auch mit niedriger Auflösung. Anfangs konnten diese Bilder nur an wenigen Stellen auf der Erde empfangen werden, von dort wurden sie weiter­verbreitet. Der Durchbruch gelang Mitte der 1960er Jahre, nachdem die Satelliten die Daten direkt an die Nutzer schicken konnten. Ab 1969 wurden Satelliten gestartet, die nicht nur Bilder lieferten, sondern auch Temperatur- und Feuchte­profile erstellten.

Der nächste Entwicklungssprung waren geostationäre Wetter­satelliten mit GOES um Jahr 1975 und Meteosat 1977. Sie waren nun fest über einem Ort der Erde positioniert und konnten mit hoher zeitlicher Auflösung Bilder erstellen, während ein niedrig­fliegender Satellit im polaren Orbit einen bestimmten Ort nur zweimal täglich überquert. Mit der hohen zeitlichen Auflösung ließen sich nun aus der Verlagerung der Wolken erstmals Wind­vektoren berechnen.

Das wachsende Angebot an großflächigen meteorologischen Satelliten­daten beflügelte auch den Fortschritt der numerischen Wetter­vorhersage­modelle. Anfangs erfassten die Vorhersage­modelle des Deutschen Wetter­diensts (DWD) nur die Nord­hemisphäre, rechneten nur mit wenigen vertikalen Schichten und sehr niedriger Auflösung. Im Lauf der Zeit wurde die Modell­physik erweitert, die Auflösung immer weiter gesteigert und die Süd­hemisphäre hinzugenommen. Seit 2015 betreibt der DWD das globale numerische Vorhersage­modell ICON mit einer Auflösung von 13 Kilometern.

Ohne Satellitendaten ließen sich die heutigen Vorhersage­modelle nicht mehr zuverlässig betreiben. Sie verarbeiten die Daten von zahlreichen passiven und aktiven Instrumenten an Bord, die nicht nur Temperatur und Feuchte­profile liefern, sondern zum Beispiel mit Radar den Wind an der Meeres­oberfläche bestimmen. Überdies werden Satellitendaten auch genutzt, um lange Klima­zeitreihen zu bestimmen oder hochpräzise die Höhe des Meeresspiegels erfassen, um dessen Anstieg zu verfolgen. 
 

 

Die Europäische Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten (EUMETSAT) bringt in den nächsten Jahren mehrere neue Wetter­satelliten ins All, darunter die METEOSAT Third Generation (MTG) in den geostationären Orbit. Damit bekommt Europa einen Satelliten, der neben der abbildenden Mission zum ersten Mal auch Temperatur- und Feuchte­profile aus dem geostationären Orbit und Informationen über Spurengase in der Atmosphäre liefern wird. Und die im erdnahen Orbit über die Pole umlaufenden EPS-SG-Satelliten besitzen unter anderem erstmals einen Ice Cloud Imager, der für die Vorhersage­modelle neue Informationen über den bislang weit­gehend unbekannten Einfluss von Cirren auf Wetter und Klima liefern wird. 

Wie 1971 wird es auch in Zukunft einen Wettlauf zwischen der Anzahl der zur Verfügung stehenden meteorologischen Daten, der Physik, die man in numerischen Modellen umsetzen kann und den immer leistungs­fähigeren Computern geben. Das Ziel sind immer zuverlässigere Wetter­vorhersagen.

Jörg Asmus, Schlüchtern 

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