Atmosphärensondierung mit Blickkontakt von Satellit zu Satellit


Erste satellitengestützte Atmosphärenprofile (Temperatur, Feuchte) unter Nutzung von GPS-Signalen

Atmosphärensondierung mit Blickkontakt von Satellit zu Satellit
Pilotprojekt zur Verbesserung der Wettervorhersage

GFZ Potsdam,22.02.01 – Der am 15. Juli 2000 gestartete Satellit CHAMP des GeoForschungsZentrums Potsdam (GFZ) hat erstmals erfolgreich Vertikalprofile von Temperatur und Wasserdampf in der Atmosphäre mithilfe von GPS-Radiosignalen gemessen.
Eine wichtige Bestimmungsgröße für die Wettervorhersage ist die vertikale Verteilung von Temperatur und Wasserdampf in der Atmosphäre. Diese wird üblicherweise mit Ballonsonden gemessen, die allerdings nur an wenigen Orten auf der Erde und auch nur mit großen zeitlichen Abständen von sechs oder zwölf Stunden gestartet werden. Das auf CHAMP eingesetzte Verfahren ermöglicht unter Nutzung der GPS-Navigationssatelliten eine globale Bestimmung der Vertikalstruktur der Atmosphäre.
Vom Satelliten CHAMP aus gesehen geht immer einer der jeweils 24 aktiven GPS-Satelliten hinter der Erde unter. In den letzten zwei Minuten kann CHAMP noch das Radiosignal des untergehenden GPS-Satelliten empfangen, das durch die Erdatmosphäre gebrochen, quasi zu CHAMP hingebogen wird. Aus der Stärke dieser Brechung läßt sich die vertikale Temperatur- und Wasserdampfverteilung bestimmen, und zwar global, denn CHAMP umrundet einmal alle 93 Minuten die Erde. Damit besteht die Möglichkeit, die riesigen Lücken im meteorologischen Messnetz zu schließen.
Dieses auch GPS-Meteorologie genannte Verfahren wird satellitengestützt auf CHAMP weltweit erstmals im Dauerbetrieb angewandt. In einem Höhenbereich von 100 Kilometern bis nahezu an die Erdoberfläche werden die Daten erfasst und zu einem Profil verarbeitet, das in die Computermodelle zur Wettervorhersage eingefüttert werden soll. In einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Strategiefondsprojekt untersucht das GeoForschungsZentrum Potsdam u.a. in Kooperation mit dem Deutschen Wetterdienst die dadurch entstehenden Möglichkeiten zur Verbesserung der Kurzfrist-Wettervorhersagen.
Zum ersten Mal konnten mit CHAMP auch die an Eis- und Ozeanoberflächen reflektierten GPS-Signale empfangen werden. Daraus ergeben sich vielfältige Möglichkeiten der Kartierung des polaren Eises, der Überwachung der Ozeane und der globalen Windsysteme.

Abbildungen in druckfähiger Auflösung finden sich unter:
http://www.gfz-potsdam.de/news/foto/champ/

Franz Ossing
GFZ GeoForschungsZentrum Potsdam
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