17.07.2006 / Autor: Michael Stein Raumfahrt > Raumsonden

MetOp - Europas neuer Beitrag zum Klima-Monitoring

Mit MetOp-A startet Europa den ersten polaren Klimasatelliten, der mit seiner Vielzahl an Messgeräten den Klimaforschern weltweit wichtige Daten über das globale Klimageschehen liefern wird.

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MetOp-A in der Erdumlaufbahn.
(Grafik: ESA)
Bereits seit langer Zeit ist Europa in der satellitengestützten Wetterbeobachtung engagiert: Im November 1977 startete mit Meteosat-1 der erste europäische Satellit, bereits damals unter Beteiligung von EUMETSAT (Europäische Organisation für die Nutzung von meteorologischen Satelliten). Seitdem sind eine ganze Reihe von Wettersatelliten gefolgt, zuletzt in den Jahren 2002 und 2005 die ersten beiden Satelliten der Meteosat Second Generation (MSG), die sich durch eine deutliche Leistungssteigerung gegenüber ihren Vorgängern auszeichneten. Allen europäischen Wettersatelliten bis hin zu MSG-2 hatten jedoch eine Gemeinsamkeit: Sie nahmen nach dem Start eine geostationäre Umlaufbahn in 35.880 Kilometern Höhe ein und beobachteten von ihrem jeweils scheinbar festen Standort aus das Wettergeschehen.

MetOp-A wird als erster europäischer Wetterbeobachtungssatellit auf einer deutlich niedrigeren, quasi-polaren Umlaufbahn die Erde umkreisen. Aus 817 Kilometer Höhe wird der Satellit das globale Klima mit einer Vielzahl von Instrumenten beobachten. Bereits jetzt sind für MetOp (= Meteorological Operational Satellite Programme) zwei Nachfolger eingeplant, die im Abstand von jeweils fünf Jahren gestartet werden und somit eine kontinuierliche Beobachtung bis mindestens zum Jahr 2020 garantieren sollen. Die sonnensynchrone Umlaufbahn von MetOp-A ist so gewählt, dass der rund 4,1 Tonnen schwere Satellit immer um 09:30 Uhr lokaler Zeit den Äquator überfliegt. In den etwa 100 Minuten, die der Satellit für einen Umlauf um die Erde benötigt, dreht sich der Planet um 5 Grad unter MetOp-A weiter. Alles in allem führt diese Orbitcharakteristik dazu, dass sämtliche Beobachtungsinstrumente des Satelliten innerhalb von maximal fünf Tagen den gesamten Planeten einmal überflogen haben. Dadurch ist MetOp-A im Gegensatz zu den Meteosat-Satelliten in der Lage, Daten über das globale Klimageschehen zu liefern.

Im Rahmen des so genannten "Initial Joint Polar-Orbiting Operational Satellite System" (IJPS) arbeitet EUMETSAT mit der US-amerikanischen Organisation NOAA ("National Oceanic and Atmospheric Administration", zu deutsch etwa "Nationale Wetter- und Ozeanbehörde") zusammen: MetOp-A und seine Nachfolger übernehmen wie bereits erwähnt den "Vormittagsdienst", fliegen also immer am Vormittag lokaler Zeit über den Äquator, während die amerikanischen polaren Wettersatelliten im Rahmen des IJPS-Programms jeweils Nachmittags den Äquator überfliegen, so dass sich die Beobachtungen der Satelliten optimal ergänzen. Die Beobachtungsdaten der Satelliten werden dabei zwischen EUMETSAT und NOAA ausgetauscht, so dass auf beiden Seiten des Atlantiks mit den vollständigen Datensätzen gearbeitet werden kann.

Und Daten wird es einige geben: MetOp-A ist geradezu mit hochsensiblen Messinstrumenten übersät, die verschiedenste Parameter der Erdatmosphäre erfassen und damit nicht nur Daten für die Beobachtung des aktuellen Wettergeschehens liefern, sondern auch unerlässliche Ist-Werte für die Erstellung von Klimamodellen. Insgesamt sind dreizehn Instrumente an Bord des Satelliten versammelt, ein Teil davon Nachfolger beziehungsweise Kopien von Messinstrumenten, wie sie bereits auf amerikanischen Wettersatelliten fliegen. Hauptaufgabe vieler Geräte ist die möglichst genaue Messung von Temperatur und Feuchtigkeit (also Wasserdampfgehalt wie auch Regen, Eis oder Schnee) auf der Erdoberfläche sowie in verschiedenen Regionen der Atmosphäre. Die Messinstrumente ergänzen sich dabei oft insoweit, dass sie mit verschiedenen Verfahren teilweise gleiche Parameter messen. Neben Temperatur und Feuchtigkeit können einzelne Instrumente auch Windgeschwindigkeiten und -richtungen erfassen, das Vorhandensein verschiedener Gase und Spurenelemente in der Atmosphäre erfassen sowie die verschiedenen Vegetationsarten auf der Erdoberfläche registrieren.

Daneben ist MetOp-A noch mit einem Instrument zur Erfassung des "Weltraumwetters" ausgestattet. Zu diesem Zweck registriert es geladene Partikel und erfasst die Aktivität des die Erde umgebenden Strahlungsgürtels sowie die Intensität des "Sonnenwinds". Weiterhin gibt es an Bord noch A-DCS, mit dem verschiedenste Daten von so genannten "Umweltplattformen" auf der ganzen Welt empfangen und anschließend an die Nutzer dieses Systems weitergeleitet werden. Dabei kann es sich beispielsweise um ozeanographische Daten handeln, die Messbojen in den Weltmeeren oder Instrumente an Bord von Schiffen erfassen und anschließend über so genannte "Platform Transmitters" abstrahlen. Ebenso gut können aber auch Daten von Seismographen an den Hängen abgelegener Vulkane von diesem Instrument erfasst und an wissenschaftliche Institute weitergeleitet werden. Komplettiert wird die Instrumentenausstattung von zwei Geräten, die Notrufe von Schiffen und Flugzeugen auffangen, verarbeiten und an Rettungszentralen weiterleiten können.

MetOp-A und seine beiden Nachfolger werden hochgenaue Daten liefern, mit denen die Wettervorhersagen zuverlässiger und langfristiger gestaltet werden können - gerade über den Weltmeeren, die extrem wichtig für das Wettergeschehen auf unserem Planeten sind, mangelt es bisher an genauen Daten. Vielleicht noch wichtiger ist aber die Rolle dieses neuen High-Tech-Satelliten bei der Beobachtung des Klimawandels, denn erst mit möglichst umfassenden und exakten Klimadaten kann die Wissenschaft versuchen, die bereits begonnenen Veränderungen zu erkennen und Entwicklungen für die Zukunft zu prognostizieren.
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