Um eine gute Wettervorhersage machen zu können, müssen die aktuellen Wetterverhältnisse sowohl am Boden wie in der Atmosphäre möglichst genau bekannt sein. Die Aerologie mittels Radiosonden erkundet die terrestrische Atmosphäre und liefert genaue Daten von Wind, Druck, Temperatur, Feuchtigkeit und Ozongehalt. Die aufgezeichneten Daten dienen auch der Klimaforschung.

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. Die mitgetragenen Instrumente erfassen in regelmässigen Zeitabständen die Position und verschiedene meteorologische Grössen, die von einem Radiosender fortlaufend an die Bodenstation übertagen werden. Daraus lassen sich die vertikalen Profile der verschiedenen gemessenen Parameter bestimmen bis zur Höhe, bei welcher der Ballon platzt.

Radiosondierungen in der Schweiz

Die einzige aerologische Sondierungsstation der Schweiz befindet sich im Regionalzentrum Payerne von MeteoSchweiz. Dort werden täglich zwei Sondierungen durchgeführt, eine um 0 Uhr und eine um 12 Uhr UTC (Koordinierte Weltzeit). 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. Bei Sondierungen um 12 Uhr wird dreimal in der Woche zusätzlich die Ozonkonzentration ermittelt. Aus den während des Aufstieges erhaltenen Daten selektioniert und kodiert der Operateur in Payerne die markanten Punkte und übermittelt diese an MeteoSchweiz in Zürich, wo sie ins internationale Kommunikationsnetz eingespeist werden. Payerne ist eine Spezialstation für Klimaüberwachung und gehört zudem zum weltweiten Referenznetz für aerologische Messungen.

Weltweites Netz von Sondierungsstationen

Weltweit gibt es ungefähr 700 unregelmässig verteilte aerologische Sondierungsstationen. 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.

Daten von Radiosondierungen

Die Grafik zeigt die ersten 20 Kilometer einer aerologischen Sondierung von Payerne. Jede der vier Kurven stellt das Verhalten eines meteorologischen Parameters in Abhängigkeit der Höhe dar. Die grüne Kurve zeigt das Profil der relativen Luftfeuchtigkeit, die rote Kurve das Temperaturprofil. Blau eingezeichnet ist die Windgeschwindigkeit. Die violette Kurve zeigt die Windrichtung; 0° bedeutet Wind aus Norden, 90° aus Osten, 180° aus Süden und 270° aus Westen.