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News: Dampfgetriebene Erkenntnis

Satelliten, die in der Lage sind, kleinste Bodenerhebungen zu entdecken, bieten nach einer neuen Studie auch die Möglichkeit, lokale Ansammlungen von Wasserdampf in der Luft aufzuspüren, die eine Quelle für Stürme darstellen könnten. Die dabei verwendete Technik der Satelliten-Radar-Interferometrie bietet eine vielversprechende Möglichkeit, um regnerisches Wetter präziser vorhersagen zu können.
Die als Satelliten-Radar-Interferometrie bezeichnete Methode ist zwar erst einige Jahre alt, hat aber unter Geophysikern bereits viele Anhänger gefunden. Zwei Satellitenbilder desselben Gebietes, die mit einem zeitlichen Abstand von Tagen oder Monaten aufgenommen wurden, können hierbei seismische Deformationen entlang von Verwerfungen oder andere winzige Veränderungen der Höhe zum Beispiel bei einem Vulkan enthüllen. Solche Bewegungen sind vom Erdboden aus nur sehr schwer auszumachen. Die vom Satelliten ausgehenden Radarwellen legen nämlich schon bei wenigen Millimeter großen Hebungen oder Senkungen des Bodens unterschiedliche Entfernungen zurück. Kombinieren Computer dann die beiden zu verschiedenen Zeiten aufgenommenen Bilder miteinander, entsteht ein Interferenzmuster. In der Luft befindlicher Wasserdampf verzögert die Radarsignale jedoch ein wenig. Bislang betrachteten Geologen diesen Effekt als störendes Rauschen und versuchten, dieses vom Gesamtsignal zu subtrahieren.

Ein Team holländischer Wissenschaftler beschreibt in der Zeitschrift Science vom 26.  Februar 1999, wie sie die wahre Größe der Verzögerung durch den Wasserdampf feststellen und gewinnbringend nutzen konnten. Der Geodäsie-Techniker Ramon Hanssen von der Delft University of Technology und seine Kollegen analysierten dafür drei Sätze von Satellitenbildern eines Gebietes nahe des Ijssel-Meeres in den Niederlanden. Dabei wurde jeweils ein Aufnahmenpaar in einem zeitlichen Abstand von einem Tag angefertigt, um eventuell vorliegende Bodenbewegungen eliminieren zu können. Der Hauptunterschied von einem Bild zum nächsten bestand somit aus den Laufzeitverzögerungen durch den Wasserdampf. Hanssens Team verglich diese Bilder mit Bodenaufzeichnungen von Regenfällen und fand so heraus, daß die größten Radarverzögerungen in jenen Regionen zu verzeichnen waren, in welchen der meiste Regen fiel.

Weiterhin enthüllten die Satellitenbilder Bänder aus Wasserdampf in Bereichen, in denen sich bald darauf eine starke Bewölkung bildete. Solche Merkmale sind für Radarstationen auf der Erde gänzlich unsichtbar, bemerkt Hanssen hierzu. "Meteorologen müssen wissen, wie sich die Verteilung des Wasserdampfes in der Atmosphäre mit der Zeit verändert. Die Radar-Interferometrie bietet dabei eine wesentlich bessere Auflösung als Wettersatelliten, die überdies nicht die Eigenschaften einzelner Wolken messen können."

Die beschriebene Technik könnte ideal zur lokal begrenzten Wettervorhersage eingesetzt werden – zum Beispiel um Stürme in der Nähe von Flughäfen vorhersagen zu können, bemerkt der Atmosphärenwissenschaftler Randolph Ware von der University Corporation for Atmospheric Research in Boulder. "Es handelt sich um eine äußerst aufregende Anwendung", betont Ware und fügt hinzu, daß die Interferogramme auch von einem Flugzeug aus erzeugt werden könnten, sofern dieses mittels präziser Navigationstechnik dieselbe Wolke zweimal auf genau der gleichen Bahn überfliegt. Einig sind sich Hanssen und Ware indes über eine breitere Anwendung dieser Methode für die großräumige Wettervorhersage: Diese liegt noch in ferner Zukunft, da hierfür eine große Anzahl spezieller, tieffliegender Radarsatelliten nötig wäre.

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