Quelle: ESA / Science & Exploration, 30. Dezember 2025

Dieses elektrische Spektakel entstand während eines Sommergewitters im Jahr 2025. Was Nichole aus dem Orbit aufnahm, ist eines der seltensten Beispiele für Transient Luminous Events (TLEs) – atmosphärische Phänomene, die von der Erde aus nur selten zu sehen sind, da sie sich über den Wolken in Höhen zwischen 40 und 80 Kilometern ereignen.
Auf dem Bild breitet sich ein blauer Strahl in Richtung der oberen Schichten der Atmosphäre aus. Dem Lichtstrahl folgen rote Blitze, die sich wie Tentakel über den Himmel ausbreiten. Das beeindruckende Ereignis dauerte weniger als eine Sekunde.

Der ESA-Astronaut Andreas Mogensen hat vor einem Jahrzehnt den ersten pulsierenden blauen Jet aus dem Weltraum aufgenommen und damit eine neue Perspektive auf die elektrische Aktivität an der Spitze von Gewittern eröffnet. Wissenschaftler begannen zu erforschen, welche Arten von Wolken solche Phänomene auslösen und wie sie sich auf die Chemie der Atmosphäre auswirken können.

Dies waren keine vereinzelten Beobachtungen von Naturfeuerwerken. In einer anderen Nacht im Jahr 2024 richtete die NASA-Astronautin Jeanette Epps eine hochauflösende Kamera von der Internationalen Raumstation auf ein Gewitter in Australien. Mit der Kamera auf die schnellste Bildrate für Zeitlupenvideos eingestellt, gelang es ihr, zum ersten Mal einen pulsierenden riesigen Jet mit blauen und roten Ausbrüchen in seiner ganzen Pracht aus dem Weltraum aufzunehmen.

Ihre Aufzeichnung ist eine Fortsetzung des Thor-Davis-Experiments, mit dem Blitze in der oberen Atmosphäre und deren mögliche Auswirkungen auf die Konzentration von Treibhausgasen untersucht werden sollen. Das Experiment ist nach dem Gott des Donners, des Blitzes und der Stürme in der nordischen Mythologie benannt und wird von der Dänischen Technischen Universität (DTU) in Zusammenarbeit mit der Europäischen Weltraumorganisation durchgeführt.

Blitze lösen fast jede Sekunde starke elektrische Entladungen in unserer Atmosphäre aus, doch die inneren Zusammenhänge dieser Naturkräfte sind noch nicht vollständig verstanden. Die Erfassung solcher Phänomene ist für Wissenschaftler, die sich mit den Wettersystemen der Erde befassen, von entscheidender Bedeutung.

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Quelle: EUMETSAT 8. Juli 2024.

8. Juli 2024 – Meteorologen aus ganz Europa und darüber hinaus haben heute rechtzeitig zur Sommergewittersaison mit dem Empfang von vorbetrieblichen Daten des ersten satellitengestützten Blitzmesssystems in Europa begonnen.

Die europäische Agentur für die Nutzung meteorologischer Satelliten, EUMETSAT, hat mit der Veröffentlichung von Daten des Instruments auf dem Satelliten MTG-I1 (Meteosat Third Generation – Imager 1) begonnen, der Ende 2022 ins All befördert worden war.

„Meteorologen aus Europa und Afrika haben damit zum ersten Mal Zugriff auf Daten dieser Art. Wir gehen davon aus, dass sie ihnen helfen werden, die Entstehung, den Verlauf und die Schwere der Gewitteraktivität zu überwachen und vorherzusagen“, sagte Phil Evans, Generaldirektor von EUMETSAT.

„Dies sind entscheidende Informationen, um Menschen in ihren Gemeinden und wichtige Branchen wie beispielsweise die Luftfahrt bei Unwetterereignissen zu schützen.

„Vor schweren Gewittern gibt es häufig abrupte Veränderungen der elektrischen Aktivität in der Atmosphäre. „Durch Beobachtung dieser veränderten Aktivität ermöglicht der Lightning Imager den Meteorologen genauere Vorhersagen schwerer Gewitter.

Der Lightning Imager auf dem MTG-I1 ist mit vier Kameras ausgestattet, deren Sichtfeld Europa, Afrika, den Nahen Osten und Teile von Südamerika und den größten Teil des Atlantiks erfasst.

Die Kameras beobachten ständig die Blitzaktivität aus dem Weltraum und können 1.000 Bilder pro Sekunde aufzeichnen. Damit kann sogar ein einzelner Blitz erkannt werden, der mit dem bloßen Auge kaum wahrnehmbar ist.

EUMETSAT hat mit der Weitergabe der Daten an die Wetterdienste seiner Mitgliedsstaaten und weitere Nutzer begonnen. EUMETSAT stellt die Daten aber auch Wetterdiensten in Afrika und in anderen Regionen zur Verfügung, in denen die Kapazitäten zur Blitzerkennung durch Beobachtungsmöglichkeiten am Boden begrenzt sind.

Die Weitergabe erfolgt derzeit im Rahmen der Vorbereitung auf die offizielle Inbetriebnahme. Das bedeutet, dass die Daten zwar in gleicher Qualität vorliegen wie für den operativen Einsatz, dass es jedoch zu Unterbrechungen für Tests oder Software-Upgrades kommen könnte.

„Im Sommer entstehen in Europa häufig Gewitter“, sagte Evans. „Deshalb ist das ein günstiger Zeitpunkt, Meteorologen die Daten des Lightning Imager zur Verfügung zu stellen.“

„Die Rückmeldungen, die wir dazu erhalten, unterstützen uns bei der Validierung der Daten in der zweiten Jahreshälfte, wenn wir zum operativen Einsatz wechseln. Wir gehen davon aus, dass die Umschaltung auf den operativen Einsatz nahtlos und ohne Unterbrechung für die Nutzer vonstatten gehen wird.“

Damit die Anwender alle Vorteile aus den Daten des Lightning Imager optimal nutzen können, wird EUMETSAT dazu Schulungen anbieten. Weitere Informationen sind unter https://user.eumetsat.int/dashboard zu finden.

Informationen zum Datenzugriff hier: https://user.eumetsat.int/news-events/news/mtg-lightning-imager-li-level-2-data-available

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Quelle: EUMETSAT 11. September 2023.

11. September 2023 – Im Rahmen der Kalibrierung und Validierung der unterschiedlichen Elemente des Satelliten und des Bodensegments wurden die von den beiden Hauptinstrumenten an Bord des MTG-I1, vom Flexible Combined Imager (FCI) und dem Lightning Imager (LI), erfassten Daten erstmals kombiniert, um den Synergieeffekt deutlich zu machen. Die erste Reihe von Animationen gibt uns einen Vorgeschmack auf das, was wir in Zukunft erwarten können.

„Diese Animationen zeigen, dass die Kombination der beiden Instrumente das Nowcasting und die Beobachtung schwerer Gewitterstürme revolutionieren wird“, erklärt Phil Evans, Generaldirektor von EUMETSAT. „Ich bin extrem beeindruckt und freue mich auf die innovativen Anwendungen, die sich aus diesen Daten ergeben werden, sobald das System in Betrieb ist.“

Die hochauflösenden sichtbaren und infraroten Kanäle des FCI ermöglichen die präzise Beobachtung und Charakterisierung von Wolken und Gewitterstürmen bei Tag und Nacht, während das LI-Instrument Blitzaktivität erkennt, ein Anzeichen für starke atmosphärische Turbulenz und Konvektion.

Sobald er voll einsatzbereit ist, wird der MTG-I1 es Meteorologen und Wissenschaftlern ermöglichen, extreme Wetterereignisse mit bisher nie dagewesener Genauigkeit zu überwachen. Die neuen, präziseren Daten werden außerdem noch genauere digitale Wettervorhersagemodelle ermöglichen und so die Zuverlässigkeit von Frühwarnungen vor extremen Wetterereignissen erhöhen, für einen besseren Schutz von Leben und Eigentum.

„Die europäische Zusammenarbeit an den Satellitendaten ist von entscheidender Bedeutung für das SMHI, daher freuen wir uns sehr auf die praktischen Ergebnisse des MTG-I1. Wetterdienste sind in hohem Maße abhängig von den Daten, die die Wetterbeobachtung liefert, vor allem bei extremen und sich rasch entwickelnden Wetterereignissen. Diese Daten müssen präzise sein und in hoher Auflösung vorliegen, um lokale Phänomene zu erfassen. Das kann der MTG-I1 leisten“, erklärt Håkan Wirtén, Generaldirektor des SMHI.

Sturmtief Hans fegte kürzlich über Schweden, Dänemark, Estland, Finnland, Lettland, Lituauen und Norwegen hinweg und verursachte extreme Regenfälle, tödliche Erdrutsche und umfangreiche Überschwemmungen und gefährdete so das Leben und die Existenzgrundlage ganzer Regionen.

Die MTG-I1-Animation mit Sturmtief Hans zeigt, wie warme und feuchte Luft von Südeuropa auf die kühlere Luft in Skandinavien traf, was zu massiven Gewitterstürmen führte. Da der Strom an Energie und Feuchtigkeit anhielt, dauerte der Sturm mehrere Tage, mit starken Regenfällen und Winden.

Solche extremen Wetterereignisse dürften in Zukunft immer häufiger auftreten, je mehr sich das Erdklima verändert. Frei zugängliche, frühzeitig und in hoher Auflösung zur Verfügung stehende globale Erdbeobachtungsdaten wie diejenigen, die EUMETSAT Tag für Tag herausgibt, werden eine immer wichtigere Rolle spielen, wenn wir die Menschen erfolgreich vor diesen Risiken schützen wollen.

MTG-I1 ging am 13. Dezember 2022 an den Start. Er wird von EUMETSAT von der Zentrale in Darmstadt aus betrieben. Der Satellit wurde von der ESA zur Verfügung gestellt und erfüllt die von EUMETSAT in Absprache mit den Wetterdiensten der Mitgliedsstaaten festgelegten Anforderungen. Für die Entwicklung des Bildgebungsinstruments, des sogenannten Flexible Combined Imager, sowie dessen Integration in den MTG-I1-Satelliten, für den OHB (Deutschland) die Plattform lieferte, zeichnet das Unternehmen Thales Alenia Space (Frankreich) als MTG-Hauptauftragnehmer verantwortlich. Der Lightning Imager wurde von Leonardo (Italien) entwickelt.

Über EUMETSAT
Die europäische Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten ist eine zwischenstaatliche Organisation mit Sitz in Darmstadt, Deutschland.

EUMETSAT, die europäische Agentur für meteorologische Satelliten, überwacht Wetter und Klima vom Weltraum aus. EUMETSAT mit Sitz in Darmstadt stellt ihren 30 Mitgliedsstaaten meteorologische Bilder und Daten zur Verfügung, die einen wesentlichen Beitrag für die Sicherheit der dort lebenden Menschen und zum Schutz kritischer Sektoren ihrer Volkswirtschaften leisten.

Drei Meteosat-Satelliten der zweiten Generation im geostationären Orbit beobachten permanent sich rasch entwickelnde Unwetterereignisse über Europa, Afrika und dem Indischen Ozean. Der erste Meteosat-Satellit der dritten Generation wurde im Dezember 2022 gestartet und wird zunächst eine 12-monatige Inbetriebnahme im Orbit durchlaufen. Zwei polarumlaufende Metop-Satelliten stellen entscheidende Daten für Vorhersagen von bis zu 10 Tagen im Voraus bereit. Der erste Metop-Satellit der zweiten Generation soll 2025 an den Start gehen.

Das mehr als 40 Jahre umfassende Archiv der Satellitenbeobachtungen von EUMETSAT bietet Klimaforschern rund um den Globus einheitliche Langzeitdaten, die für die Überwachung von Klimaveränderungen benötigt werden.

EUMETSAT gehört zu den Hauptpartnern des Erdbeobachtungsprogramms Copernicus der Europäischen Union. EUMETSAT betreibt die Copernicus-Missionen Sentinel-3 und -6 zur Ozeanüberwachung und wird auch die anstehende CO2M-Mission zur Überwachung von Kohlendioxidemissionen betreiben. EUMETSAT betreibt die Missionen Copernicus Sentinel-4 und -5 an Bord seiner eigenen MTG- und Metop-SG-Satelliten. Die dabei sowie bei den eigenen Missionen von EUMETSAT gesammelten Daten werden den Copernicus-Diensten für Klima-, Atmosphären- und Meeresumweltüberwachung zur Verfügung gestellt. Neben der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und dem Europäischen Zentrum für mittelfristige Wettervorhersagen (ECMWF) gehört EUMETSAT zu den Partnern in der DestinE-Initiative der EU, die digitale Zwillinge des gesamten Erdsystems erstellt.

Gemeinsam mit NASA, NOAA, der EU, ESA sowie mit Unterstützung durch die französische Raumfahrtagentur CNES beteiligt sich EUMETSAT als Partner an der Jason und Copernicus Sentinel-6-Missionen zur Ozeanüberwachung.
EUMETSAT arbeitet mit Agenturen aus allen Teilen der Welt zusammen und sichert sich dadurch zusätzliche Satellitendaten für Wettervorhersagen und Klimaüberwachung.

Die 30 Mitgliedsstaaten von EUMETSAT sind: Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, die Niederlande, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, die Tschechische Republik, Türkiye, Ungarn und das Vereinigte Königreich.

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Quelle: ESA 3. Juli 2023.

3. Juli 2023 – Die ESA und die Europäische Organisation für die Nutzung von Wettersatelliten (Eumetsat) haben heute die ersten Animationen des Lightning Imager an Bord des ersten Meteosat-Satelliten der dritten Generation veröffentlicht, der am 13. Dezember 2022 gestartet ist.

Der von Leonardo gebaute Lightning Imager kann kontinuierlich schnelle Lichtblitze in der Erdatmosphäre aus einer Entfernung von 36 000km aufspüren, egal ob bei Tag oder Nacht. Das Instrument verfügt über vier Kameras, die Europa, Afrika, den Nahen Osten und Teile von Südamerika abdecken. Jede Kamera kann bis zu 1000 Bilder pro Sekunde aufnehmen und wird kontinuierlich die Blitzaktivität aus dem Weltraum beobachten.

Jede Animation enthält eine Abfolge von Bildern, die durch die Erfassung von Blitzmessungen während der Zeitspanne von einer Minute entstanden sind und mit einem einzigen Bild der Erde aus dem Lightning Imager überlagert wurden.

Die Daten des Lightning Imager werden den Meteorologen mehr Sicherheit bei der Vorhersage von schweren Unwettern geben, insbesondere in abgelegenen Regionen und auf den Ozeanen, wo die Möglichkeiten zur Erkennung von Blitzen begrenzt sind.

Simonetta Cheli, Direktorin für Erdbeobachtungsprogramme bei der ESA, kommentierte die bemerkenswerten Fähigkeiten des Instruments: „Die Animationen zeigen, dass das Instrument in der Lage ist, die Blitzaktivität über das gesamte Sichtfeld der Kameras, das 84 % der Erdscheibe abdeckt, genau und effektiv zu erfassen.

„ESA und Eumetsat sorgen gemeinsam mit europäischen Industriepartnern dafür, dass die Vorteile der hochinnovativen neuen Technologie den Gemeinden und Wirtschaftszweigen in Europa und darüber hinaus zugutekommen.“

Das Aufspüren und Analysieren von Blitzdaten wird eine wertvolle Hilfe bei der Untersuchung kurzfristiger Wettervorhersagen und beim Verständnis der Auswirkungen solcher Phänomene auf den Klimawandel sein. Gleichzeitig wird der Lightning Imager auch eine wichtige Rolle für die Sicherheit im Luftverkehr spielen, da Blitze ein hohes Risiko für die Bordinstrumente von Flugzeugen darstellen.

Phil Evans, Generaldirektor von Eumetsat, kommentierte: „Schweren Stürmen gehen oft abrupte Veränderungen der Blitzaktivität voraus. Durch die Beobachtung dieser Aktivitätsveränderungen geben die Lightning Imager-Daten den Meteorologen zusätzliche Sicherheit bei der Vorhersage von schweren Unwettern.

„Wenn diese Daten in Verbindung mit den hochauflösenden Daten des Flexible Combined Imager verwendet werden, können die Meteorologen die Entwicklung schwerer Stürme besser verfolgen und haben eine längere Vorlaufzeit, um Behörden und Gemeinden zu warnen.“

Guia Pastorini, Project Engineering Manager für den Lightning Imager bei Leonardo, fügte hinzu: „Der Lightning Imager verfügt über vier Kameras, von denen jede 1000 Bilder pro Sekunde aufnehmen kann, und zwar Tag und Nacht, sodass selbst ein einzelner Blitz schneller als ein Wimpernschlag erkannt wird.“

„Dank spezieller Algorithmen werden die Daten an Bord so verarbeitet, dass nur nützliche Informationen zur Erde gesendet werden, die die Entwicklung genauerer Wettervorhersagen unterstützen und zur Erforschung von Wetterphänomenen und zur Sicherheit im Luftverkehr beitragen.

„Gemeinsam mit der ESA und Eumetsat und unter Koordination eines internationalen Industrieteams hat Leonardo 10 Jahre lang an dieser herausragenden Technologie gearbeitet, und wir sind sehr stolz darauf, heute die Bilder des ersten europäischen Blitzjägers zu präsentieren, der weltweit der einzige mit diesen einzigartigen Leistungen ist.“

Während die Animationen ein erstes Ergebnis des Lightning Imager sind, befindet sich der Meteosat Imager der dritten Generation derzeit in der Inbetriebnahmephase, in der die Instrumente kalibriert und die Daten validiert werden. Die Daten des Lightning Imager werden Anfang 2024 mit erhöhter Empfindlichkeit für den operationellen Einsatz zur Verfügung stehen.

Die MTG-Satelliten werden von einem umfassenden Konsortium europäischer Unternehmen gebaut, welches von Thales Alenia Space in Zusammenarbeit mit OHB geleitet wird. Der innovative Lightning Imager wurde von Leonardo in Italien entwickelt und wird von Telespazio Eumetsat beim Start und in der Umlaufbahn unterstützt.

Über den Meteosat Imager der dritten Generation
Der Meteosat Third Generation-Imager ist der Erste von insgesamt sechs Satelliten des MTG-Systems, das in den nächsten 20 Jahren wichtige Daten für die kurzfristige und frühzeitige Erkennung potenzieller extremer Wetterereignisse liefern wird. Die Mission besteht im Vollbetrieb aus zwei MTG-I-Satelliten und einem MTG-Sondierungssatelliten (MTG-S), die im Tandem arbeiten.

Die Bilder des anderen wichtigen Erdbeobachtungsinstruments des Satelliten, des Flexible Combined Imager, wurden Anfang des Jahres veröffentlicht.

Die MTG-S-Sondierungssatelliten – eine Premiere für Meteosat – werden einen Infrarot-Sounder und ein Spektrometer für Messungen im ultravioletten, sichtbaren und nahinfraroten Spektralbereich an Bord haben.

Durch die dreidimensionale Überwachung der atmosphärischen Instabilität in den Wolken wird der Sounder bei der Frühwarnung vor schweren Gewittern einen großen Schritt nach vorn darstellen. Er soll aus der geostationären Umlaufbahn einzigartige Informationen über die Zusammensetzung der Atmosphäre aus Ozon, Kohlenmonoxid und Vulkanasche liefern.

Alle MTG-Blitzimager-Animationen:
https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Sets/MTG_Lightning_Imager_animations

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Quelle: Stadt Offenbach.

Offenbach am Main, 22. April 2022 – Wettersatelliten sind ein unverzichtbares Instrument der Wetterbeobachtung und tragen wesentlich zur kurzfristigen, beobachtungsbasierten Unwetterwarnung, beispielsweise bei Gewittern, bei. Sie sind zudem enorm wichtig für eine genaue Wettervorhersage im Bereich von mehreren Stunden bis Tagen. Denn je besser die Atmosphäre vermessen werden kann, desto genauer ist der Startwert für das Wettermodell.

Ende 2022 soll ein neuer Wettersatellit gestartet werden. Es ist der Erste einer neuen Generation, einer technischen Revolution: der „Meteosat Third Generation“. Er zeichnet sich durch ein neues Instrument zur Detektion von Blitzen, mehr Spektral-Kanälen zur Abtastung der Atmosphäre, sowie einer höheren zeitlichen und räumlichen Auflösung aus. Es wird erwartet, dass damit die Wettervorhersage erheblich verbessert werden kann. Und auch in den Bereichen Klimaüberwachung und Klimaschutz wird bereits sehnlichst auf die neue Satelliten-Generation gewartet.

Der Vortrag gibt einen kurzen Ausblick über die Verwendung von Wettersatelliten im DWD und geht dann auf die erweiterten Fähigkeiten des neuen Satelliten-Systems und die erwarteten Verbesserungen für die Wettervorhersage und Klimaüberwachung ein.

Passend zum Vortrag erhalten Besucherinnen und Besucher die einmalige Gelegenheit, ein Satellitenmodell mit dem Namen MTG-I in der Wetter- und Klimawerkstatt zu sehen. Dieser Meteosat Erkundungssatellit der dritten Generation ist eine Leihgabe von EUMETSAT (European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites, deutsch: „Europäische Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten“).

Dr. Richard Müller hat an den Universitäten Mainz und Oldenburg Physik studiert und an der Universität Bremen im Bereich der Modellierung der Physik und Chemie der Atmosphäre promoviert. Er ist seit 2004 beim DWD tätig, unter anderem als Gruppenleiter der Strahlungsgruppe im Bereich satellitenbasierte Klimaüberwachung. Seit 2016 liegt sein Fokus in der Entwicklung von Kurzfristvorhersagen von Gewittern, Turbulenz und Vulkanasche.

Aktuelle Informationen zu Themenmonaten, Veranstaltungen, Workshops und Vorträgen rund um Wetter und Klima gibt es im Internet unter Scape° Offenbach und bei www.instagram.com/scape_offenbach/ .

Die Wetter- und Klimawerkstatt ist ein Projekt des Deutschen Wetterdiensts (DWD) und der Stadt Offenbach am Main. Sie wurde initiiert vom Präsidenten des DWD, Prof. Dr. Gerhard Adrian und Oberbürgermeister der Stadt Offenbach Dr. Felix Schwenke. Die Werkstatt wird umgesetzt vom DWD und den städtischen Ämtern für Kulturmanagement und für Wirtschaftsförderung.

Öffnungszeiten der Wetter- und Klimawerkstatt
Dienstag bis Freitag: 14 bis 19 Uhr
Samstag: 11 bis 18 Uhr
Sonntag: Auf Anfrage
Montag: Auf Anfrage

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Quelle: DESY.

Mit dem Radioteleskop LOFAR hat ein internationales Forscherteam überraschende Strukturen von Gewitterblitzen in der Erdatmosphäre entdeckt. Diese „Nadeln“ können Gewitterwolken wieder aufladen, so dass sie sich nach kurzer Zeit ein zweites Mal entladen. Das Team unter Leitung von Brian Hare und Olaf Scholten von der Universität Groningen in den Niederlanden stellt das bisher unbekannte Phänomen im Fachblatt „Nature“ vor. An der Arbeit sind auch deutsche Forscherinnen und Forscher unter anderem von DESY beteiligt.
Das Low Frequency Array LOFAR ist ein dezentrales Radioteleskop, das aus tausenden einfachen Antennen besteht. Zugehörige Antennenfelder befinden sich in vielen europäischen Ländern, in Deutschland etwa am Forschungszentrum Jülich und in Norderstedt bei Hamburg. Diese Antennen sind über Glasfasernetze miteinander verbunden und an Hochleistungsrechner angeschlossen. Diese Verbindung erlaubt es, die Antennen zusammenzuschalten und als ein riesiges, virtuelles Teleskop zu nutzen.

LOFAR dient in erster Linie zu astronomischen Beobachtungen. Allerdings ist die Anlage sehr flexibel, so dass sie sich auch zur Messung von Blitzen eignet. „Wir messen Frequenzen von 30 bis 80 Megahertz, liegen also genau zwischen dem Kurzwellen- und dem Ultrakurzwellenbereich“, berichtet Hare. „Mit diesen weltweit einzigartigen Daten konnten wir zum ersten Mal Blitze so genau auflösen, dass einzelne physikalische Prozesse sichtbar wurden. Durch die Benutzung von Radiowellen konnten wir auch ins Innere der Gewitterwolken schauen, wo sich die spannenden Prozesse abspielen.“

Blitze entstehen, wenn innere Turbulenzen verschiedene Teile großer Cumulonimbus-Wolken gegeneinander elektrisch aufladen. Der Effekt ist vergleichbar mit der aus dem Alltag bekannten statischen Aufladung. Wird der Spannungsunterschied zwischen positiven und negativen Wolkenteilen zu groß, kommt es zu einer plötzlichen Entladung, die wir als Blitz sehen können. Dabei entsteht zunächst in einem kleinen, punktförmigen Bereich ein Plasma, also ein elektrisch leitfähiges Gas, das sich dann zu Kanälen ausbreiten kann. Die Spitze eines solchen Plasmakanals kann positiv oder negativ geladen sein. Es war bekannt, dass negative Kanäle besonders viele Radiowellen an der Spitze aussenden, wohingegen positive Kanäle dies an der Spitze kaum tun.

LOFAR erlaubt es, die Radiowellen, die ein Blitz aussendet, in ihrer ursprünglichen Form unverarbeitet zu speichern. Dies wiederum ermöglicht es, neue bildgebende Verfahren zu entwickeln, die aus den Rohdaten ein dreidimensionales Bild eines Blitzes zeichnen können – zehnmal besser als bisherige Messungen, bis zu einem Meter genau und dank Radiowellen innerhalb einer Wolke, die vom Teleskop bis zu 20 Kilometer entfernt sein kann.

„Die Messungen stammen ursprünglich aus unserer Forschungsgruppe, die sich mit kosmischer Strahlung beschäftigt“, berichtet Ko-Autorin Anna Nelles von DESY. „An der Schnittstelle zwischen Teilchenphysik und Astronomie war dieses Gebiets bereits recht exotisch für ein Radioteleskop. LOFAR wurde ja vor allem für die Astronomie gebaut. Dass wir nun das beste Blitz-Interferometer der Welt sind, kam für alle überraschend und zeigt, welche spannenden Möglichkeiten sich durch Grundlagenforschung mit herausragender Infrastruktur ergeben können.“

Die Beobachtungen enthüllen bisher unbekannte, nadelförmige Strukturen. Wenn Blitze sich ausbreiten, entladen sie die Gewitterwolken nur an einigen Stellen. Die nun entdeckten Nadeln erlauben, dass elektrische Ladungen gespeichert werden, und ermöglichen damit, dass eine Gewitterwolke an der gleichen Stelle mehrfach entladen werden kann. „Unsere Erkenntnisse stehen im Widerspruch zum bisherigen Verständnis von Blitzen, in dem Ladung entlang von Plasmakanälen von einer Wolke zur anderen fließt“, berichtet Scholten. „Nur durch die unübertroffen genauen Messungen mit LOFAR konnten wir zeigen, dass sich entlang der positiven Kanäle kleine Seitenkanäle bilden, die besonders helle Radiowellen aussenden, was bedeutet, dass dort Ladung fließt.“

„In diesen Nadeln sammelt sich Ladung, die dann anschließend nicht wie erwartet in die negativen Kanäle fließt, sondern über die Nadeln in die Wolke zurückgepumpt wird. Dadurch lädt sich die Wolke erneut auf,“ ergänzt Hare. „Wir sehen eine immense Anzahl an Nadeln in unseren Beobachtungen. Dies wiederum zeigt uns, wie sich Wolken nach einer Blitzentladung so schnell wieder aufladen können. Daher kommt es aus einer Wolke zu wiederholten Blitzeinschlägen auf dem Boden, und Gewitter liefern nicht nur einen Blitz, sondern viele spektakuläre, aber auch gefährliche Entladungen.“

Animationen:
Entwicklung des Blitzes in ZeitlupeIn Echtzeit wäre die Animation kürzer als 0,2 Sekunden. Der gezeigte Blitz hat eine Ausdehnung von fünf Kilometern in alle Richtungen. Die gelben Punkte illustrieren die neuendeckten Signale. Nach ihrem Aufleuchten bleiben sie weiß, um die Struktur des Blitzes zu zeigen. Die nach oben wachsenden positiven Plasmakanäle blinken, während sich die negativen Kanäle kontinuierlich ausbreiten. Ein negativer Kanal schlägt in den Boden ein. Animation: Stijn Buitink (Vrije Universiteit Brussel) und Brian Hare (Rijksuniversiteit Groningen)

Vergrößerung des positiven Plasmakanals

In Echtzeit wären dies 0.1 Sekunden und 400 Meter. Zu Beginn ist fast keine Aktivität zu sehen. Erst nach einiger Zeit beginnen sich Nadeln zu bilden, eine besonders große Nadel ist zur besseren Sichtbarkeit rot gefärbt. Jede der Nadeln leuchtet unregelmäßig, sie blinkt. Schließlich versiegt die Aktivität in diesem Kanal. Animation: Stijn Buitink (Vrije Universiteit Brussel) und Brian Hare (Rijksuniversiteit Groningen)

Originalpublikation:

• Needle-like structures discovered on positively charged lightning branches; Brian Hare, Olaf Scholten et al.; „Nature“, 2019; DOI: 10.1038/s41586-019-1086-6

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• Radioteleskop LOFAR

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Ein Beitrag von Thomas Pallmann. Quelle: Nasa.

Zu Beginn des Tages sah der Wetterbericht noch recht gut aus und sagte eine Wahrscheinlichkeit für den Start von 70% vorher. Das Team um Startdirektor Pete Nickolenko begann daraufhin am Montag um 22:11 Uhr MESZ den externen Tank mit flüssigem Sauerstoff und Wasserstoff zu betanken. Insgesamt wurden etwa 1,9 Millionen Liter in den Tank gepumpt. Die Betankung wurde um 1:14 Uhr MESZ abgeschlossen.

Während sich die Crew fertig für den Start machte, verbesserte sich die Wetterlage zunächst ein wenig und gab Hoffnung für gutes Wetter. Allerdings hielt dieser Trend nicht lange an und es bildeten sich verschiedene Gewitterfronten aus, überquerten teilweise die Startrampe und brachten starken Regen mit sich.

Während des letzten planmäßigen Stopps des Countdowns bei T-9 Minuten tendierte das Wetter zwar wieder zum Positiven, allerdings ging diese Veränderung nicht schnell genug vonstatten, sodass Nickolenko keine andere Wahl blieb, als den Startversuch abzubrechen und ihn um 24 Stunden zu verschieben.

Kurze Zeit nachdem der Startabbruch verkündet war, halfen die Mitglieder der sogenannten Close-Out-Crew der Besatzung, bestehend aus dem Kommandanten Frederick Sturckow, dem Piloten Kevin Ford sowie den Missionsspezialisten Patrick Forrester, José Hernandez, John Olivas und Christer Fuglesang, dabei, das Space Shuttle wieder zu verlassen. Im Kontrollraum am Kennedy Space Center sicherte man derweil den Orbiter und bereitete alles für einen erneuten Startversuch vor.

Der nächste Startversuch wird am Mittwochmorgen um 07:10 Uhr MESZ erfolgen.

Raumcon:

• STS-128-Countdown-Thread ab T-6h-Hold (20 Uhr)

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Ein Beitrag von Alexander Höhn. Quelle: ESA.

Ständig in Wolken gehüllt, ist die Venus schon seit Jahrhunderten ein Mysterium. Obwohl sie der erdnächste Planet ist, ist es aufgrund der Wolkengürtel sehr schwierig, Details über ihre Oberfläche herauszufinden. Die Venus hat ungefähr die gleiche Masse wie die Erde, allerdings liegt die Oberflächentemperatur bei über 400° Celsius und der Druck an der Oberfläche ist hundertmal größer als auf der Erde.
Die Ergebnisse von Venus Express liefern wertvolle Details über die Zusammensetzung und die Bewegungen innerhalb der Atmosphäre von der Oberfläche bis in die oberste Schicht. Außerdem ist nun die detaillierte Temperaturverteilung bekannt, was das Wissen über globale Wettervorgänge auf der Venus enorm vergrößert. Diese sind, vor allem im Bereich der Wolkenentwicklung, ähnlich den Vorgängen, die auch auf der Erde stattfinden.

Weitere Daten wurden über die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre gewonnen. Hierbei erkannte Venus Express auch Anzeichen von Gewittertätigkeiten. Die große Herausforderung der Forscher ist es nun, die gewonnenen Erkenntnisse auf bereits bekannte Atmosphären zu übertragen. Hierbei stellt sich als größtes Problem der enorme Druck dar, der im Gegensatz zu Mars oder Erde auf der Venus herrscht. Auch auf diesem Gebiet rechnen die Forscher mit weiteren Überraschungen.

Ein drittes Forschungsgebiet ist das Entweichen von Teilen der Venus-Atmosphäre in den Weltraum. Hierbei spielt der Sonnenwind eine große Rolle, der Gaspartikel der Atmosphäre ionisiert, für immer vom Planeten trennt und in den Weltraum bläst.

Insgesamt haben die Ergebnisse von Venus Express die Forscher enorm vorangebracht, allerdings sind immer noch einige Fragen offen. Zum Beispiel ist nicht klar, in wie weit Vulkane auf der Oberfläche die Atmosphäre der Venus beeinflussen. Dennoch lassen die gewonnen Daten darauf schließen, das viele Prozesse der Atmosphäre der Venus Ähnlichkeiten mit den Prozessen auf der Erde haben.

Die Forscher bezeichnen Venus und Erde nun als Zwillinge, die nach der Geburt getrennt wurden.

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