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Kehren in Zukunft Radiosonden automatisch nach Payerne zurück?

MeteoSchweiz-Blog | 14. Oktober 2024
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Seit vielen Jahrzehnten setzt MeteoSchweiz an ihrem Standort in Payerne Ballonsonden für atmosphärische Messungen ein. In Zusammenarbeit mit dem Start-up-Unternehmen R2Home testet MeteoSchweiz wiederverwendbare Radiosonden, die an Bord von Ultraleichtseglern transportiert werden. Dadurch könnte die Umweltverschmutzung verringert werden.

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Seit 1942 verwendet MeteoSchweiz Ballonsonden, um zweimal täglich (mittags und mitternachts) ausgehend von der aerologischen Station in Payerne die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit und den Wind bis in eine Höhe von etwa 35 km zu messen.

Viele nationale Wetterdienste starten gleichzeitig Radiosonden (global gesehen über 600), um den Zustand der Atmosphäre auf der gesamten Erde zu beobachten.

Die Radiosondierung ist eine der Referenzmessungen für unsere numerischen Vorhersagemodelle sowie für die Kalibrierung von Fernerkundungssystemen. Sie ermöglicht auch die Untersuchung des Klimawandels. Ein aktuelles Beispiel ist der Temperaturrekord von -4,88°C in 500 hPa, der diesen Sommer am 10. August 2024 gemessen wurde und über den wir in unserem Blog berichtet haben.

25 Prozent der Geräte landen im Gelände

Beim Start hat der Wetterballon einen Durchmesser von etwa einem Meter. Er ist mit Wasserstoff gefüllt und steigt auf eine Höhe von etwa 35’000 m (oder 35 km). Auf dieser Höhe hat er aufgrund der dünnen Luft eine Grösse von etwa 10 Metern. Dabei platzt er, der Fallschirm öffnet sich und die Sonde sinkt wieder zu Boden.

Obwohl uns die Bevölkerung und Radiosondenjäger bei der Suche der Geräte unterstützen, landen immer noch etwa 25 Prozent davon im Gelände.

In Zusammenarbeit mit dem Start-up-Unternehmen R2HOME, das vom jungen EPFL-Studenten Yohan Hadji gegründet wurde, testet MeteoSchweiz derzeit in Payerne wiederverwendbare Radiosonden, die an Bord eines kleinen Segelflugzeuges transportiert werden. Dieses von R2HOME entwickelte, 250 g leichte Fluggerät wird von einem Ballon bis in die Stratosphäre getragen und fliegt dann automatisch wieder zum Ausgangspunkt zurück. Dadurch können die Sonden effizienter geborgen und wiederverwendet werden, was die Umweltbelastung solcher Messungen verringert.

Machbarkeitsstudie

Zusammen mit dem Bundesamt für Zivilluftfahrt (BAZL) und Skyguide – den für den Luftraum in der Schweiz zuständigen Behörden – wurde eine Machbarkeitsstudie durchgeführt. Das Konzept sieht vor, dass ein kleiner Segelflieger zunächst von einem Ballon in die Stratosphäre getragen wird. In einer Höhe von 33 km löst sich das Segelflugzeug automatisch vom Ballon ab und beginnt einen kontrollierten Sinkflug.

Dieser Sinkflug ermöglicht es dem Segelflugzeug, zum Ausgangspunkt zurückzukehren. Bei den Testflügen konnte der Gleiter mehr als 50 km in horizontaler Richtung zurücklegen, bevor er automatisch weniger als 15 m vom Startpunkt entfernt landete.

MeteoSchweiz und das Start-up-Unternehmen R2HOME haben erfolgreich zehn Testflüge durchgeführt, die die Grundlage für eine erste Analyse der Qualität der mit diesem neuen System gesammelten Daten liefern. Die ersten Analysen zeigen, dass der Unterschied zwischen den Daten, die mit einer Referenz-Radiosonde gemessen wurden und jenen, die mit einer Radiosonde an Bord des R2HOME-Gleiters gemessen wurden, vernachlässigbar ist (siehe Abbildung 4).

Die vielversprechenden Ergebnisse zeigen auf, dass in den kommenden Jahren eine solche Art von Messungen zur Normalität werden könnte. Mit einem solchen System wäre es möglich, die Umweltbelastung und die Kosten, die mit diesen für die Wettervorhersage und die Klimaforschung entscheidenden Messungen verbunden sind, erheblich zu reduzieren.

Weitere Informationen

Dieser Blog wurde ursprünglich auf Französisch publiziert.