COVID-19: Aeolus und Wettervorhersagen
Wir sind uns nur allzu bewusst, dass COVID-19 eine ernsthafte Bedrohung für die Gesundheit darstellt, die Gesundheitssysteme unter enormen Druck setzt und die Weltwirtschaft auf Jahre hinaus in Bedrängnis bringen könnte. Da auf der ganzen Welt Sperrmaßnahmen in Kraft sind, wirkt sich die Pandemie auch auf Aspekte des täglichen Lebens aus, die vielleicht nicht so offensichtlich sind. Der Rückgang der kommerziellen Flüge zum Beispiel hat zu weniger Messungen für Wettervorhersagen geführt. Die ESA-Satellitenmission Aeolus trägt dazu bei, diese Lücke zu füllen.
Die COVID-19-Pandemie betrifft unzählige Industriezweige auf der ganzen Welt. Die Reisebranche ist von einem beispiellosen Rückgang des Luftverkehrs mit am stärksten betroffen. Unter normalen Umständen liefern mit Sensoren ausgestattete Verkehrsflugzeuge Messungen von Temperatur, Windgeschwindigkeit und Windrichtung in der Atmosphäre unterhalb von 13 km. Ohne diese Messungen wären die Wettervorhersagen, die wir tagtäglich als selbstverständlich ansehen, viel ungenauer.
Florian Pappenberger vom European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) in Grossbritannien sagte: "Die Messungen von Flugzeugen in ganz Europa sind um 90% zurückgegangen. Wir sind immer noch in der Lage, das Wetter mehrere Tage im Voraus zuverlässig vorherzusagen, aber aufgrund von COVID-19 haben wir möglicherweise vorübergehend so viel Kompetenz verloren, wie wir in mehreren Jahren wissenschaftlicher Entwicklung gewonnen haben".
Das Wetter ist ein Produkt chaotischer Prozesse, und selbst sehr kleine Veränderungen in der Atmosphäre können langfristig zu völlig anderen Wetterbedingungen führen. Deshalb ist es wichtig, den aktuellen Zustand der Atmosphäre so gut wie möglich zu verstehen, bevor man beginnt zu berechnen, wie das Wetter in den kommenden Tagen und Wochen sein wird.
Die Aeolus-Mission soll demonstrieren, wie neue weltraumgestützte Technologien die Winde auf der Erde messen können, um zu verstehen, wie Wind, Luftdruck, Temperatur und Luftfeuchtigkeit zusammenhängen - und so zur Klimaforschung und zur Wettervorhersage beitragen.
Sie funktioniert durch die Aussendung kurzer, kräftiger ultravioletter Lichtpulse von einem Laser und misst die Dopplerverschiebung der sehr kleinen Lichtmenge, die von Molekülen und Partikeln zurück zum Instrument gestreut wird, um vertikale Profile zu liefern, die die horizontale Geschwindigkeit der Weltwinde in den untersten 30 km der Atmosphäre zeigen.
Aeolus hat sich nicht nur als erfolgreicher Technologiedemonstrator und von Wert für die Wissenschaft erwiesen, sondern hat die Erwartungen übertroffen - und jetzt nutzen Meteorologen die Daten bereits operationell zur Verbesserung der Wettervorhersagen.
Lars Isaksen vom ECMWF sagte: "Satellitendaten liefern eine Menge Informationen über Temperatur- und Feuchtigkeitsfelder, aber weniger über Windfelder. Im Januar 2020 begann das ECMWF mit der Nutzung von Windinformationen des Aeolus-Satelliten, und wir können diese Daten nun nutzen, um teilweise die Lücke zu schließen, die durch weniger Messungen von Flugzeugen entstanden ist".
Jonas von Bismarck von der ESA fügte hinzu: "Die Technologie, die Aeolus mit sich führt, ist außergewöhnlich und beweist mit Sicherheit ihren Wert. Wir waren alle begeistert, als das ECMWF begann, Aeolus-Daten für die Wettervorhersage zu nutzen, aber wir haben nie eine Situation erwartet, wie sie durch COVID-19 herbeigeführt wurde - und wir sehen jetzt, dass die Mission eine wichtige Rolle während dieser schlimmen Krise spielt."
Dr. Isaksen fügte hinzu: "Während Aeolus zweifellos dazu beiträgt, die Lücke zu schließen, nutzen wir auch mehr Radiosonden, um die Zuverlässigkeit der Wettervorhersagen während der Krise aufrechtzuerhalten".
Die Arbeit des ECMWF zu diesem Thema baut auf den Beiträgen mehrerer Fachzentren des von der ESA finanzierten Data Innovation and Science Cluster (Aeolus DISC) auf, darunter das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), das ECMWF, das Königlich Niederländische Meteorologische Institut (KNMI) und Météo-France.
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