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Messung an verborgenen Orten - GeoForschungsZentrum Potsdam

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Messung an verborgenen Orten - GeoForschungsZentrum

GeoForschungsZentrum Potsdam Messung an verborgenen Orten Zuverlässige Aussagen über mögliche vom Menschen verursachte Klimaveränderungen sind nur auf der Basis von Daten und Modellen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung möglich. Das gilt auch für die weitere Verbesserung operationeller numerischer Wettervorhersagen. Insbesondere der Einsatz verschiedener Fernerkundungssysteme hat seit den späten siebziger Jahren zu einer Verbesserung in der Wettervorhersage geführt; aber nicht nur das, mittels Fernerkundungssystemen wurde auch unser Verständnis über das globale Klimasystem erheblich erweitert. Trotzdem: Es gibt große Lücken, wichtige Detailprozesse des Wetter- und Klimageschehens sind uns noch immer verborgen. Sie sind vorwiegend auf die nicht ausreichend vorhandenen oder zu ungenauen Messungen der relevanten atmosphärischen Parameter zurückzuführen. So ist beispielsweise unsere Kenntnis der globalen Wasserdampfverteilung, immerhin das wichtigste natürliche Treibhausgas in der Atmosphäre, noch unzureichend. Und seit Jahren geht die Zahl täglicher Temperaturmessungen in der oberen Atmosphäre – diese gilt als wichtiger Indikator für einen anthropogen verursachten Treibhauseffekt – kontinuierlich zurück. Millimetergenaue Messung Große Hoffnungen werden in das amerikanische Global Positioning System (GPS) gesetzt. Die damit im letzten Jahrzehnt erreichte Millimeter-Genauigkeit bei der Bestimmung von Positionen und Geschwindigkeiten hat die Geodäsie revolutioniert. GPS entwickelt sich zu einem Kandidaten, der die oben genannten Defizite zu einem erheblichen Teil beseitigen könnte. Mit der ra- 18 Geoforschungssatellit CHAMP sondiert die Atmosphäre auch in bisher datenarmen Regionen schen Entwicklung permanenter globaler und dichter regionaler GPS-Bodennetze, verbunden mit verbesserter Kommunikationstechnik sowie mit einer langsam steigenden Zahl von GPS-Empfängern an Bord niedrigfliegender Satelliten (LEO) für die atmosphärische Limb-Sondierung (Messungen über dem Horizont) bietet das System gute Aussichten, wertvolle Beiträge zur operationellen Meteorologie zu liefern. Das gilt auch für zukünftige globale Navigationssysteme, zum Beispiel Galileo. Dank ihres permanenten, wetterunabhängigen und kalibrationsfreien Monitorings atmosphärischer Parameter können diese Systeme zudem wichtige Informationen zur Klimabeobachtung bereitstellen. Durch Analyse der von Bodenstationen empfangenen GPS-Radiosignale kann die Gesamtmenge des Wasserdampfes oberhalb der GPS-Empfangsstationen abgeleitet werden. Der Einsatz von GPS-Empfängern auf niedrig fliegenden, kleinen und daher vergleichsweise preiswerten Satelliten ermöglicht die Messung vertikaler Profile von Temperatur, Druck und – in der unteren Troposphäre – Feuchte. Die theoretisch erreichbaren Messgenauigkeiten sind mit denen der traditionellen meteorologischen Messmethoden vergleichbar. In einem HGF-Strategiefondsprojekt zum Thema „GPS Atmosphere Sounding Project“ (GASP) werden diese Verfahren zurzeit auf ihre praktische Anwendbarkeit und Genauigkeit hin untersucht. Durchgeführt wird das Projekt vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt mit dem Institut für Kommunikation und Navigation (IKN), Neustrelitz, dem GeoForschungsZentrum Potsdam und dem GKSS-Forschungszentrum Geesthacht unter Mitarbeit des Deutschen Wetterdienstes (DWD) und des Max-Planck-Instituts für Meteorologie, Hamburg. Erdumlauf alle 93 Minuten Die Nutzung von satellitengestützten GPS-Messungen für Zwecke der Meteorologie wurde erstmals Mitte der 90er Jahre auf der amerikanischen „proof of concept“-Mission Microlab 1 realisiert. Auf dem im Juli 2000 gestarteten deutschen Geoforschungssatelliten CHAMP (Challenging Minisatellite Payload) Helmholtz-Jahresheft 2002

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