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METEOSAT
Satelliten nehmen Gewitter ins Visier
Redaktion / idw / Pressemitteilung des Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e. V.
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23. Februar 2015

Gewitter können mit Blitzschlägen, Starkregen, Hagel und Wind für erhebliche Sachschäden sorgen und auch Menschenleben gefährden. Wissenschaftler untersuchen daher, wie sich ein entstehendes Gewitter besser vorhersagen lässt. Dabei stützen sie sich auf Daten von Wettersatelliten, allerdings ist eine Prognose gegenwärtig noch nicht so einfach.

Meteosat-Bild

Meteosat-Aufnahme eines Gewitters über dem Westen Deutschlands am frühen Nachmittag des 23. Mai 2012. Bild: TROPOS / EUMETSAT [Großansicht]

Satellitenmessungen aus dem Weltall könnten künftig dabei helfen, rechtzeitiger vor Starkregen, Hagel und Blitzschlägen zu warnen. Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung (TROPOS) haben dazu die Temperaturen an der Wolkenoberkante von Gewittern in Mitteleuropa während ihres Wachstums ausgewertet. Dabei zeigten sich typische Veränderungen bereits eine halbe bis eine Stunde vor der Gewitterhauptphase.

Um mehr darüber zu erfahren, wie Kumuluswolken zu ausgewachsenen Gewittern werden, hatten die Wissenschaftler Daten des Wettersatelliten Meteosat-8 analysiert. Meteosat verfügt zwar über eines der modernsten Radiometer zur Erdbeobachtung. Wegen der großen Entfernung zwischen der geostationären Bahn des Satelliten und der Erde lässt sich das Wettergeschehen aber trotzdem nur mit rund drei mal sechs Kilometern pro Pixel auflösen.

Ein großer Vorteil ist aber, dass die Satellitenaufnahmen, sowohl im Bereich des sichtbaren Lichtes als auch für die Wärmeabstrahlung in mehreren Spektralbereichen zur Verfügung stehen - und dies alle fünf Minuten. Es bietet sich damit die einzigartige Möglichkeit die zeitliche Entwicklung von Wolken genau zu charakterisieren. Mit Hilfe der zeitlichen Veränderung der Infrarottemperatur an der Wolkenoberkante kann so das vertikale Wachstum von Kumuluswolken abgeschätzt werden.

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Auf diese Weise wurden neun starke Gewitter in Mitteleuropa im Sommer 2012 genauer unter die Lupe genommen, die mit Starkregen, Hagel oder heftigem Wind für erhebliche Sachschäden sorgten. "Bei der Auswertung haben wir beobachtet, dass im Schnitt zwischen dem frühest detektierbarem Stadium einer Gewitterwolke und dem Zeitpunkt des schnellsten Anwachsens eine halbe bis dreiviertel Stunde vergehen. Dann dauert es noch rund eine weitere halbe Stunde, bis die Wolke 'erwachsen' geworden ist und an der Tropopause, der Oberkante der Troposphäre, anstößt. Von da an kann das Gewitter gefährlich werden", berichtet Dr. Fabian Senf vom TROPOS.

Die Beobachtung der Ausdehnung der Wolken per Infrarot aus dem All könnte also der Schlüssel zu frühzeitigeren Warnungen vor solchen Unwettern sein. Die jetzt veröffentlichte Studie entstand im Rahmen des OASE-Projektes, das eine Kooperation zwischen TROPOS, dem Meteorologischen Institut der Universität Bonn und dem Deutschen Wetterdienst im Rahmen des Hans-Ertel-Zentrums für Wetterforschung ist.

Die neuartige Analyse wurde auf das Wachstum von Gewitterwolken in Europa angewendet. Ähnliche Untersuchungen dazu gab es bisher vor allem aus Nordamerika. Beide Kontinente werden jedoch von unterschiedlichen Satelliten beobachtet. Nordamerika wird bisher nur routinemäßig im 15-Minuten-Takt abgescannt. Erst ab 2016 wird der neue amerikanische Satellit GOES-R aller fünf Minuten ein aktuelles Bild liefern wie es bereits in Europa Standard ist.

Die nächste Meteosat-Generation, die ab 2020 geplant ist, soll in diesem Wettrennen den Europäern wieder einen Vorsprung verschaffen. Geplant sind dann Aufnahmen alle zweieinhalb Minuten mit einer Auflösung von ein mal zwei Kilometern, was wesentlich mehr Details bietet und damit die Chance bietet, die Entstehung solcher Unwetter noch genauer zu verstehen.

Bis diese Entdeckung die Wettervorhersagen revolutioniert, wird jedoch noch einige Zeit vergehen. Vorher gilt es, verschiedene Probleme in den Griff zu bekommen. Dazu gehört unter anderem auch, dass dünne Zirruswolken über den Gewitterwolken das Signal verfälschen und die Algorithmen bisher in die Irre führen können.

Die Wissenschaftler planen, die Entwicklung von Gewittern weiter zu untersuchen, Regen- und Blitzdaten mit einzubeziehen und hoffen auf diese Weise, das Verfahren so optimieren zu können, dass damit künftig Kürzestfrist-Vorhersagen und auch entsprechende Wetterwarnungen möglich werden.

Über ihre Untersuchung berichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Journal of Applied Meteorology and Climatology.

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Links im WWW
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