Wettersatellit
Ein Wettersatellit ist ein Erdbeobachtungssatellit, welcher der Beobachtung meteorologischer Vorgänge auf der Erde dient. Insbesondere in Gebieten, in denen keine Beobachtung vor Ort möglich bzw. sehr teuer ist (z.B. Ozeane), sind Daten von Wettersatellien unverzichtbar. Mit der Auswertung und Nutzung von Wettersatelliten befasst sich ein Teilgebiet der Meteorologie, die Satellitenmeteorologie.
geostationäre Wettersatelliten
Geostationäre Satelliten fliegen auf einer Höhe von 35.800 km über dem Äquator. Da sie sich mit derselben Winkelgeschwindigkeit um die Erde drehen, wie die Erde um sich selbst dreht, bleiben sie - von der Erde aus gesehen - an einem festen Punkt über der Erde stehen.
Geostationäre Satelliten haben den Vorteil einer hohen zeitlichen Auflösung, man erhält ca. alle 5 bis 30 Minuten ein neues Bild und kann somit die zeitliche Entwicklung von Wettersystemen gut beurteilen. Ein großer Vorteil liegt auch darin, dass bei jeder Aufnahme derselbe Bildausschnitt erfasst wird und somit auch Satellitenfilme, sog. Loops erstellt werden können. Sämtliche auch aus den Medien bekannte (Wetter-) Satellitenfilme stammen von geostationären Satelliten. Die räumliche Auflösung liegt im Kilometerbereich (ca. 1 bis 5 km im Subsatellitenpunkt). Zu den Polen und Bildrändern hin wird die Auflösung jedoch immer schlechter.
Da ein geostationärer Satellit nur ca. 2/5 der Erdoberläche abdeckt, ist ein internationaler Verbund von Satelliten notwendig.
Zur Zeit (Mitte 2004) sind dies:
- zwei METEOSAT-Satelliten von EUMETSAT (METEOSAT-8 bei 3° westlicher Länge und METEOSAT-5 bei 63° östlicher Länge)
- drei GOES-Satelliten von NOAA (bei 75° und 135° westlicher Länge, sowie bei 155° östlicher Länge)
polarumlaufene Wettersatelliten
Polarumlaufende Wettersatelliten fliegen auf einer polaren, sonnensynchronen Bahn in ca. 800 km Höhe (siehe auch Low-Earth-Orbit-Satellit). Ein Umlauf dauert etwa 100 Minuten. Somit wird die Erdscheibe in 12 Stunden einmal komplett abgetastet. Dem Nachteil der geringen Bildwiederholdfrequenz steht der Vorteil der guten räumlichen Auslösung (100 m bis 1000 m, auch im Bereich der Erdpole) gegenüber.
Zusammen mit den geostationären Satelliten kann die Erde damit lückenlos beobachtet werden.
Polarumlaufende Wettersatelliten werden von den USA (NOAA), China und Russland betrieben. Zukünftig wird sich auch Europa (EUMETSAT) mit den METOP-Satelliten an diesem System beteiligen.
Nutzen von Wettersatelliten
- Analyse der aktuellen Wetterlage (synoptische Meteorologie)
- Hilfsmittel für die Wettervorhersage: Verwendung als Input in Wettervorhersagemodelle (Assimilation)
- Verfikation des vorhergesagten Wetters
- Ermittlung von vertikalen Gradienten verschiedener Größen, beispielsweise der Temperatur, vor allem über Ozeanen und anderen Arealen ohne bzw. mit wenig Bodenmessungen
- Atmosphärenforschung (Meteorologie, Klimatologie, Aerologie)
Nutzlast
Wettersatelliten tragen als Nutzlast bildaufnehmende Sensoren (Radiometer). Sie messen die Strahlung in verschiedenen Spektralbändern (oder "Kanälen"), hauptsächlich im sichtbaren und infraroten Bereich. Der Infrarotbereich hat den Vorteil, dass auch nachts Bilder aufgenommen werden können.
Weiterhin sind Einrichtungen zur Kommunikation an Bord, z.B. zum Empfang von Wettermeldungen von automatischen Wetterstationen und zur Austrahlung der aufgenommenen Satellitenbilder.