Wie eine Radiosondierung funktioniert

Eine mit verschiedenen Messgeräten ausgerüstete Radiosonde wird von einem mit Wasserstoff oder Helium gefüllten Ballon in die Höhe getragen. Diese Ballonsonde steigt mit mehr oder weniger konstanter Geschwindigkeit auf und wird von der Windströmung weggetragen. Die Radiosonde ist mit einem GPS-System zur Erfassung der Position ausgerüstet, wodurch die Höhe, die Windgeschwindigkeit und die Windrichtung ermittelt werden können. Jede Sonde übermittelt ihre Messwerte in Sekundenabständen per Funk an die Bodenstation. Aus diesen Daten lassen sich die vertikalen Profile der gemessenen Parameter bestimmen – bis zu der Höhe, in der der Ballon platzt. Die Radiosonde wird entweder manuell oder automatisch gestartet.

Radiosondierungen in der Schweiz

Die einzige aerologische Sondierungsstation der Schweiz befindet sich im Regionalzentrum Payerne von MeteoSchweiz. Dort wird täglich um 23 Uhr und 11 Uhr UTC (koordinierte Welt-zeit) eine Sonde gestartet. Die Sonde wird eine Stunde vor Standardzeit um 00 Uhr und 12 Uhr UTC gestartet, damit die troposphärischen Radiosondierungsdaten um 00 Uhr und 12 Uhr UTC zur Verfügung stehen. Die Ballone werden bis auf eine Höhe von 30-35 km verfolgt. Bei einer mittleren Aufstiegsgeschwindigkeit von 5 m/s dauert eine Sondierung ungefähr zwei Stunden. Neben Windgeschwindigkeit und Windrichtung werden bei den Sondierungen der Druck, die Temperatur und die Feuchtigkeit gemessen. Mittlerweile werden die Radiosonden durch ein vollständig automatisches System gestartet. Es gibt jedoch auch «Sondermissionen», um zusätzliche Parameter wie Ozon- oder Aerosolkonzentrationen zu ermitteln. Dafür braucht es immer noch den Menschen. Die Operateure von MeteoSchweiz führen auch Forschungsflüge durch. Dabei werden mehrere Sonden am gleichen Ballon befestigt. Die erfassten Messwerte können so miteinander abgeglichen und qualitativ überprüft werden und sind rückverfolgbar.

Die während des Aufstiegs der Sonde gesammelten Daten werden per Funk an die Empfangsstation in Payerne übermittelt, in die Datenbank von MeteoSchweiz übernommen und über das Telekommunikationsnetz der Meteorologischen Weltorganisation weltweit zur Verfügung gestellt.
     

Weltweites Netz von Sondierungsstationen

Es gibt über 600 Stationen für die aerologische Sondierung, die in unregelmässigen Abständen über die gesamte Erde verteilt sind. An diesen Stationen finden simultan alle zwölf Stunden Sondierungen statt. Die so ermittelten Informationen werden mittels geeigneter Kommunikationsnetze allen nationalen Wetterdiensten zur Verfügung gestellt. Dort werden sie auf den Höhenwetterkarten eingezeichnet und analysiert sowie für die Initialisierung der Wetterprognosemodedelle benutzt. Ungefähr 170 dieser Stationen erfüllen strengere Anforderungen und dienen zur langfristigen Klimaüberwachung. Die aerologische Station in Payerne ist Teil eines weltweiten Netzes von Referenzstationen für die Klimaüberwachung (GRUAN-GCOS Reference Upper-Air Network).

Daten von Radiosondierungen