Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Brodeln in der Atmosphärensuppe

05.07.2002


Umwelt: Schwachstelle der Wettervorhersage ist die Prognose von Unwettern

Karlsruher Meteorologen untersuchen im Schwarzwald, wie warme Luft in die Höhe steigt. Das Ziel: Unwetter besser vorherzusagen. Unter Ohren betäubendem Schrillen der Alarmglocke öffnet sich die stählerne Schiebetür des Flugzeughangars. Ein Hase hoppelt aufgeschreckt übers Rollfeld. Ulrich Corsmeier checkt ein letztes Mal die Messgeräte in der DO128. Noch ein kurzer Anruf bei den Kollegen im Lagezentrum in Karlsruhe über die Wettervorhersage und die geplante Route, dann gibt Corsmeier das Kommando: „Wir fliegen.“ Wenig später rollt die zweimotorige Propellermaschine auf die Startbahn des Baden-Airpark und startet nach Nordosten in Richtung Schwarzwald.


Die Mission an diesem Morgen gehört zu „Vertikator“, einem ehrgeizigen Programm des gemeinsamen Instituts für Meteorologie und Klimaforschung (IMK) von Universität Karlsruhe und Forschungszentrum Karlsruhe. In dem Projekt mit dem Titel „Vertikaler Austausch und Orographie“ soll geklärt werden, wie warme und feuchte Luft vom Boden bis in zehn km hohe Atmosphärenschichten aufsteigt und welchen Einfluss Tageszeit und Geländebeschaffenheit dabei haben. Daraus möchten die Wetterforscher um Institutsleiter Professor Franz Fiedler Rückschlüsse auf Wolkenbildung und Niederschläge ziehen.

Die Forscher hoffen, in wenigen Jahren lokale Schauer und Gewitter vier bis sechs Stunden im Voraus vorhersagen zu können. Die Prognose wann und wo ein Unwetter niedergehen wird, steckt verglichen mit dem Stand der übrigen Wettervorhersage noch in den Kinderschuhen – „wie eine Anlasserkurbel am Formel-1-Rennauto“, sagt Corsmeier.

Die Karlsruher haben die DO128 und vier weitere Flugzeuge mit Messelektronik voll gestopft. Mehrere Ausleger an Nase und Flügelspitzen tragen Sensoren, die im Flug alle 50 cm Temperatur, Druck, Feuchte und Windstärke messen. Durch ein Rohr oben am Rumpf wird Luft angesaugt und auf die Konzentration von Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Ozon analysiert. Unten hängen zwei Kameras, die Geländeprofil und Vegetation dokumentieren. Besonders stolz ist Corsmeier auf die Abwurfsonden, die in Styropor verpackt an einem Fallschirm zu Boden segeln und laufend Wetterdaten erfassen. Wird die Sonde vom Winde verweht, lässt sich aus den Satelliten-Positionsdaten die Windgeschwindigkeit ableiten. Ein integriertes Handy, das pausenlos SMS verschickt, meldet den Ort, wo die Sonde landet. Das klappt nicht immer. „Wer eine Sonde findet und einschickt, bekommt 50 Euro“, verrät Corsmeier – ein bescheidener Posten im Vertikator-Gesamtetat von 1,7 Mio. ¿, der zum Teil vom Bundesforschungsministerium stammt.

Der Schwarzwald und die Alpen, wo ab Anfang Juli gemessen wird, sind für die Karlsruher Meteorologen und die Kollegen vom Deutschen Wetterdienst, dem Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt sowie der Uni München ideal. An den Hängen brennt die Sonne schon vormittags senkrecht zu Boden, entsprechend stark ist die Konvektion in der Atmosphäre – wie in einem Topf Suppe, wenn die Nudeln beim Kochen nach oben brodeln. Die auftreibenden Luftmassen führen zu mächtigen Wolken und Gewittertürmen. Deshalb regnet es im Sommer in den Bergen heftiger als im Flachland. An der Rheinseite des Schwarzwalds können es pro Jahr 1500 mm Niederschlag sein, an der Wetter abgewandten Seite am Neckar ist es nur halb so viel.

Wie schnell sich Wolken bilden können, zeigt Corsmeier an den Daten des Vortags: „Um 15 Uhr gab es bei Freudenstadt kleine Schäfchenwolken, eine halbe Stunde später reichte eine Schauerwolke bis in 12 Kilometer Höhe.“ Welche physikalischen Prozesse dabei ablaufen, ist im Prinzip bekannt: Warme Luft steigt auf, kühlt sich ab und kondensiert – es regnet oder hagelt. Doch wann und wo das passiert, ist für die Meteorologen Kaffeesatzleserei. Das soll sich mit Vertikator ändern, hofft Bernhard Vogel, der am IMK an der Verfeinerung von mathematischen Wettervorhersage-Modellen tüftelt. Zusammen mit einem Kollegen vom IMK hat Vogel an diesem Tag Stellung in Brandmatt bezogen, einem Feriendorf an den Hängen des Schwarzwalds, berühmt für seinen herrlichen Blick auf die Rheinebene. „Wie Sie sehen, sehen Sie nichts“, sagt Vogel, weil heute wegen der unbewegten Atmosphäre viele Partikel in der Luft seien und der Rhein im Dunst liege. Alle zwei Stunden lassen die Meteorologen an einer Schnur einen rosaroten Heliumballon mit einer Sonde in die brütend heiße Luft steigen und sammeln zusätzliche Messdaten aus geringer Höhe. Zur selben Zeit sitzen weitere Messteams über den Schwarzwald verteilt.

Am Nachmittag ändert sich die Wetterlage: Das Flackern kleiner Konvektionszellen über dem Boden vereinigt sich weiter oben zu großen Schornsteinen – schwere Gewitter kündigen sich an. Wo es genau regnen wird, könnte Vogel aus seinen Modellen bisher nicht herauslesen. Lassen sich die Vertikator-Daten verallgemeinern, fließen diese in die Rechenmodelle ein, die dann auch für andere Regionen eine genauere Vorhersage von Niederschlagsmenge und Unwetter erlauben würden.

Doch die wichtigste Frage bleibt unbeantwortet: Wie wird das Wetter diesen Sommer? „Keine Ahnung“, grinst Vogel und zuckt die Schultern.

| VDI nachrichten.com

Weitere Berichte zu: IMK Meteorologe Sonde Unwetter Wettervorhersage

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Neues Labor für die Aufbautechnik von ultradünnen Mikrosystemen
21.02.2017 | Hahn-Schickard

nachricht 36 Forschungsprojekte zu Big Data
21.02.2017 | Schweizerischer Nationalfonds SNF

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie