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Der Wetterballon
MeteoSchweiz-Blog | 18. Februar 2023
In der Meteorologie verwenden wir oft Radiosondierungen, welche von Wetterballons stammen. Doch, was genau sind Radiosondierungen und für was sind diese gut?
Wetter
In der Meteorologie verwenden wir oft Radiosondierungen, welche von Wetterballons stammen. Doch, was genau sind Radiosondierungen und für was sind diese gut?
Ihnen ist sicher auf einem Spaziergang oder einer Wanderung eine umzäunte Fläche mit verschiedensten Messgeräten aufgefallen. Mit grosser Wahrscheinlichkeit war dies eine unserer zahlreichen automatischen Messstationen. Neben diesen Bodenmessstationen verwendet die MeteoSchweiz auch Satelliten um die Atmosphäre zu vermessen.
Jedoch keine dieser Techniken ermöglicht es, die Höhenentwicklung der einzelnen Parameter in der Atmosphäre zu erfassen. Dafür sind Radiosondierungen von entscheidender Bedeutung. Sie messen verschiedene atmosphärische Variablen in der Vertikalen – sprich, es wird ein vertikales Profil der Atmosphäre erstellt. Diese Parameter sind nicht nur für eine kurzfristige Analyse des Geschehens notwendig, sondern sie werden auch als Basisdaten für die numerischen Vorhersagemodelle benötigt. Wettermodelle sind nicht immer in der Lage, die Schichtung der Atmosphäre korrekt zu modellieren. Profilmessungen sind daher von entscheidender Bedeutung, um die Modelle zu korrigieren.
Die Atmosphäre besteht aus verschiedenen Schichten: Der Troposphäre, darüber liegt die Stratosphäre, gefolgt von der Mesosphäre, Thermosphäre und Exosphäre. Die Troposphäre, auch als Wetterschicht bekannt, misst in unseren Breitengraden ungefähr 10 Kilometer. Das Temperaturprofil gibt uns Aufschluss über die Stabilität. Mit dem Feuchtigkeitsprofil können die Höhen der Wolken bestimmt werden, und das Windprofil ist zum Beispiel für die Luftfahrt-Vorhersage wichtig.
Die obige Abbildung zeigt eine Sondierung in Payerne um 00 UTC am Freitag, dem 17. Februar. Die vertikale Achse zeigt die Höhe (links als Druck in hPa, rechts als Höhe in Kilometern) und die horizontale Achse zeigt die Lufttemperatur (dicke durchgezogene Linie) und den Taupunkt (gestrichelt). Die dünne durchgezogene Linie zeigt die Feuchtkugeltemperatur (wet bulb temperature).
Am Boden ist eine thermische Inversion zu erkennen. Die Temperatur nimmt vom Erdboden bis ca. 800 Meter über Meer zu und sinkt dann wieder. Aufgrund der nächtlichen Abstrahlung kann sich in der Nacht ein Kaltluftsee ausbilden. Erreicht die Temperatur die Taupunkttemperatur, kann sich Nebel bilden. In dieser Nacht wurde die nächtliche Abstrahlung jedoch aufgrund der darüber liegenden Wolken gestört. Diese Wolkenschicht sehen wir auf circa 3000 Meter Höhe – dort wo sich die Linien der Luft- und Taupunktemperatur treffen.
Die Radiosondierung
Einige Flugzeuge können ebenfalls atmosphärische Profile erstellen. Sie übermitteln Temperaturprofile, diese sind aber auf die Flughöhe der Flugzeuge beschränkt. Seit mehr als einem Jahrhundert verwenden Meteorologinnen und Meteorologen daher Wetterballons.
Diese Ballons werden in der Regel mit Helium gefüllt und sind mit Messgeräten in einem Gehäuse ausgestattet. Diese Instrumentenbox dient zur Messung der Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Ausserdem sind die Wetterballone mit einem GPS ausgestattet um die Höhe, die Flugbahn und die Windgeschwindigkeit sowie Windrichtung zu ermitteln. Dank einem Funksender werden die Messdaten in Echtzeit übermittelt. MeteoSchweiz führt täglich zwei Starts in Payerne durch, um Mitternacht und am Mittag.
Der Weg der Ballone
Die Wetterballone steigen auf und werden mit den vorherrschenden Winden fortgetragen. In einer Höhe von ungefähr 35 Kilometern platzt der Ballon und die Instrumentenbox fällt mit einem Fallschirm wieder in Richtung Erdboden. In den meisten Fällen wird dieses Gehäuse nicht gefunden. Sollten Sie jemals einer solchen Box über den Weg laufen, können Sie diese entweder an die MeteoSchweiz zusenden oder sie rezyklieren und sie entsorgen. Weitere Infos dazu finden sie im Merkblatt auf folgender Seite: Radiosondierungen.
Täglich finden auf der ganzen Welt zahlreiche Ballonstarts statt. Die Ballons können mehrere hundert Kilometer weit fliegen. Auf der Website https://radiosondy.info/ können Sie die Wetterballons weltweit live verfolgen. Das Bild unten zeigt den Weg der Ballone in der Umgebung über die letzten 48 Stunden.