Wetterprognose mit nie da gewesener Präzision: Hohenheim vereint international führende Meteorologen

Mit Laser-Technik, Satelliten und Radar: Für Wetterprognosen mit nie dagewesener Präzision und Verlässlichkeit kombinieren international führende Meteorologen ihr Wissen und neu entwickelte Messgeräte. Die Federführung des Forschungsprojektes liegt bei den Universitäten Hohenheim und Karlsruhe. Das Untersuchungsgebiet wird in Deutschland liegen. Erste Details diskutiert der Auftaktworkshop vom 13. bis 16. September an der Universität Hohenheim. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft finanziert das Experiment als Teil eines Schwerpunktprogrammes mit bislang 1,6 Millionen Euro.

Einen volkswirtschaftlichen Schaden von 15 Milliarden Euro verursachte das Elbehochwasser im August 2002. Nicht nur finanziell waren die Folgen für die Bewohner in den betroffenen Gebieten katastrophal. Auch von Hagelschäden bis hin zu umgeleiteten Langstreckenflügen verursacht Wetter volkswirtschaftliche Verluste.

Ein großer Teil des Schadens ließe sich bereits im Vorfeld begrenzen – durch verlässlichere Wetterprognosen, die die Vorwarnzeiten erhöhen und Ereignisse kilometergenau vorhersagen. „Die Vorgänge in der Atmosphäre sind jedoch so komplex, dass sich oft nicht genau voraussagen lässt, ob sich ein Unwetter über Stuttgart oder Karlsruhe entlädt. Aufgrund der geringen Genauigkeit können Hydrologen die Niederschlagsvorhersagen kaum für Berechnungen von Hochwassern nutzen“, erklärt der Hohenheimer Atmosphärenforscher Professor Volker Wulfmeyer. „Wünschenswert wäre es, solch ein Ereignis ortsgenau und Stunden vorher prognostizieren zu können.“

Für eine Testregion in Deutschland wird dieses Problem nun in Angriff genommen. Mit Partnern aus zehn Ländern, darunter die US-Raumfahrtbehörde NASA, planen Hohenheimer Wissenschaftler gemeinsam mit Kollegen der Universität Karlsruhe das Experiment COPS. Das Kürzel steht für Convective and Orographically-induced Precipitation Study, kurz: Regenbildung durch Gebirgseinflüsse und Wärmekonvektion. Diese sind wichtige Effekte, die mit den Computer-Modellen bisher besonders schwer zu erfassen sind. Das Experiment wird als Teil des DFG-Schwerpunktprogramms „Quantitative Niederschlagsvorhersage“ gefördert.

Verbesserungswürdig sind vor allem die Modelle, mit denen das Wetter vorausberechnet wird, aber auch die Daten, auf denen die Vorhersage fußt. „Bislang steigen die Radiosonden nur alle 12 Stunden über einer Station auf. Wettersatelliten lassen Lücken von mehreren 100 Kilometern und liefern oft nur ungenaue Messungen. Das ist mager“, meint Dr. Andreas Behrendt, der Koordinator von COPS. Die Hohenheimer Wissenschaftler planen mehr. „Wir wollen nicht einzelne Punkte messen, sondern räumliche Strukturen und die Prozesse in der Atmosphäre besser verstehen. COPS wird erstmals Messgeräte bündeln, die es weltweit nur in wenigen Prototypen gibt.“

Dabei beteiligt sich das Hohenheimer Institut für Physik und Meteorologie mit einer Eigenentwicklung. Schon jetzt fällt der smaragdgrüne Laserstrahl auf, der über dem Hochschulgelände in den Himmel ragt. Es handelt sich um ein Lidar, ein Messinstrument, das die Atmosphäre fächerartig mit Laserstrahlen abtasten kann. In der kommenden Ausbaustufe wird das System dreidimensionale Messungen der Luftfeuchtigkeit und der Temperatur durchführen, was bisher nicht möglich war. Dabei sind es die räumlichen Strukturen, die bestimmen, wo Wolken entstehen und Niederschlag fällt.

Durch COPS wird das Hohenheimer Lidar als eines der zentralen Messgeräte mit weiterer Technik kombiniert. Dazu gehören Satellitentechnik, weitere Lidar- und Radar-Systeme, die teils am Boden fixiert, teils in Flugzeugen oder auf Lastwagen montiert sind. „Viele davon sind Neuentwicklungen, in die die spezielle Expertise eines ganzen Forschungsinstitutes geflossen ist“, sagt Wulfmeyer. „Durch die Messkampagne werden wir die Wettervorhersagemodelle mit Datensätzen von bisher unerreichter Qualität antreiben können.“

Kontaktadresse für Rückfragen:

Prof. Dr. Volker Wulfmeyer
Institut für Physik und Meteorologie
Universität Hohenheim, 70593 Stuttgart
Telefax: 0711/459-2461
email: wulfmeye@uni-hohenheim.de