Lexikon der Fernerkundung

Wettersatellitenbild

Bildhafte Darstellung der Messungen von Wettersatelliten im optischen Spektralbereich. Die seit Jahrzehnten eingesetzten Wettersatellitenbilder eignen sich hervorragend für die Diagnose und Analyse des Wetterzustandes, weil sie einen globalen, aus dem Weltraum gerichteten Überblick ermöglichen.

Mit Satellitenaufnahmen können neben der Verlagerung der Wolkenelemente die Wolkenoberflächentemperaturen aus den Graustufen von Infrarot-Aufnahmen bestimmt werden, was der Niederschlagsprognose dient. Daneben werden solche für Analyse und Vorhersage wichtigen Phänomene wie Lage und Eigenschaften der Strahlströme, Wirbelentstehungsprozesse, Fronten, Konvektionszellen u.a. diagnostiziert. Wolkenanalyse und -klassifikation werden mittels multispektraler Aufnahmen durchgeführt.

Eine Sonderform stellen die ebenfalls zu den ältesten Anwendungen der Fernerkundung gehörenden Thermalbilder dar, sie sowohl flugzeug- als auch satellitenbasiert erstellt werden können.

Meteosat-Abdeckung

Satellitenbilder für Mitteleuropa stammen vorwiegend von den geostationären Satelliten der METEOSAT-Serie, der in ca. 37.000 km Höhe über dem Schnittpunkt des Äquators mit dem Nullmeridian steht und in der neuesten Version alle 15 min Bilder liefert. Die Zeit, die im Satellitenbild eingeblendet ist, ist UTC Zeit (Universal Time Coordinated), die der Greenwich Zeit (GMT: Greenwich Mean Time) entspricht. Diese unterscheidet sich von der jeweiligen Lokalzeit (in Mitteleuropa ist es z.B. bereits eine Stunde, während der Sommerzeit zwei Stunden später).

Die wiedergegeben Bilder sind sogenannte IR-Bilder, die die Infrarotstrahlung (IR) zeigen; das ist jene Strahlung, die Erde und Wolken aufgrund ihrer Temperatur aussenden und die im Satellitenbild entsprechend ihrer Intensität in Graustufen umgesetzt wird. In der üblichen Darstellung von Satellitenbildern stellen graue bis weiße Gebiete kalte Temperaturen und somit Bewölkung mit unterschiedlich warmen Obergrenzen dar, graue bis schwarze Gebiete jedoch warme Temperaturen und somit wolkenfreies Land oder Meer. An vielen Wetterdiensten wurden davon abweichende Darstellungen des Satellitenbildes entwickelt, die eine leichtere Interpretation ermöglichen. Die hier enthaltenen Bilder stellen die Bewölkung in weißen, wolkenfreies Land in braunen und wolkenfreies Meer in blauen Farbtönen dar. Tiefere, also wärmere Wolken über Land oder Meer erscheinen in helleren Farbstufen des jeweiligen Untergrundes.

IR-Bilder haben gegenüber den bekannten VIS(visible)-Bildern, die den Bereich der sichtbaren Sonnenstrahlung wiedergeben, den Vorteil, dass sie rund um die Uhr erstellbar sind, also auch in der Nacht, in der es keine Sonnenstrahlung und daher keine VIS-Bilder gibt.

Die Graustufen (bzw. Farbtöne) in einem IR-Bild sind ein Werkzeug für die Erkennung und Diagnose typischer Wolkensysteme. Ein bekanntes Beispiel für warme Wolkenobergrenzen ist Nebel, hingegen kann man für kalte Wolkenobergrenzen (weiß) Gewitterwolken, Wetterfronten und hohe Cirruswolken (Schleierwolken) anführen. Die Erwärmung des wolkenfreien Landes durch die Sonneneinstrahlung im Laufe eines Tages erkennt man ebenfalls in den IR-Bildern durch das Dunklerwerden der Brauntöne etwa bis zum frühen Nachmittag, was insbesondere in den Mittelmeerländern und Nordafrika leicht beobachtbar ist.

Neben den Graustufen sind Konfiguration und Musterung der Bewölkung ebenso wichtige Unterscheidungsmerkmale. So erkennt man lange und breite Wolkenbänder, die häufig Wetterfronten begleiten, Wolkenspiralen, welche Tiefdruckwirbel anzeigen und große Gebiete, meist in der Kaltluft auf der Rückseite der Wetterfronten, die mit kleinen Wolkenzellen erfüllt sind; letztere bilden sich, wenn die kalte Luft über einen warmen Untergrund strömt.

GOES-Abdeckungen

NASA Worldview verfügt über Bilder von mehreren geostationären Satelliten. Diese Satelliten folgen der gleichen Richtung und Geschwindigkeit der Erdrotation, so dass es von der Erde aus den Anschein hat, dass der Satellit an einem Ort fixiert ist. Das bedeutet, dass der Satellit denselben Blick auf die Erde hat und ein Gebiet fast durchgehend abdeckt. Worldview verfügt über Bilder von den geostationären Umweltsatelliten GOES-East (Geostationary Operational Environmental Satellites-East), GOES-West und Himawari-8. Die geostationären Bilder sind in 10-Minuten-Schritten, etwa 30 bis 40 Minuten nach der Satellitenbeobachtung und auf einer kontinuierlichen Basis von 30 bis 90 Tagen verfügbar.

Jeder dieser Satelliten deckt eine bestimmte Region der Erde ab. Der GOES-Ost-Satellit (derzeit GOES-R/GOES-16) ist auf 75,2 Grad West zentriert und deckt das gesamte Gebiet der USA, Kanadas, Mittel- und Südamerikas ab. Geostationäre Satelliten befinden sich in einer Höhe von ca. 35.800 km direkt über dem Äquator und drehen sich in der gleichen Richtung (von West nach Ost) wie die Erde. Diese Höhe gewährleistet, dass eine Umlaufbahn 24 Stunden dauert, was der Zeit entspricht, die die Erde für eine Umdrehung um ihre Achse benötigt. Der Himawari-8-Satellit ist auf 140,7 Grad Ost zentriert und deckt den größten Teil des Pazifischen Ozeans, Ostasien und Teile Australasiens ab.

Worldview hofft, künftig auch Bilder von geostationären Satelliten über Afrika und Europa liefern zu können.

Weitere Informationen:

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