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Klima & Umwelt

 

Sonnenbrille oder Regenschirm?

GPS als Wettersensor

Galileo, GLONASS, GPS: Nicht nur Autofahrer wären heutzutage ohne die Positionsbestimmung mithilfe von Satellitensystemen oft aufgeschmissen. Die Satelliten selbst befinden sich 20.000 Kilometer über der Erde und schicken ihre Signale auf dem Weg zum Navigationssystem oder Smartphone durch die gesamte Erdatmosphäre. Die Atmosphäre ist der Ursprung unseres irdischen Wetters und deshalb kannst du als Geodät GPS-Signale nicht nur nutzen, um zu wissen, wo du bist, sondern auch, um Wettervorhersagen schneller und zuverlässiger zu machen.

Die Prognosen von Wetterdiensten entsprechen oft den Tatsachen. Manchmal aber auch nicht, was besonders ärgerlich ist, wenn eine geplante Freizeitaktivität buchstäblich ins Wasser fällt. Diese Lücke zwischen Vorhersage und Wirklichkeit können Geodäten mithilfe von GPS-Beobachtungen verringern.

Zwar sind Geodäten keine geborenen Wetterfrösche. In erster Linie interessieren sie sich für die GPS-Daten aus dem Zweck, für den die Satelliten dafür überhaupt erst ins All geschossen worden sind: sie brauchen hochgenaue Positionsbestimmungen auf der Erde. Dafür wertet ein GPS-Empfänger die Laufzeiten der Satellitensignale aus. Wie lange braucht ein Signal vom Satelliten in 20.000 Kilometern Höhe über der Erdoberfläche bis zum Empfangsgerät auf besagter Erdoberfläche?

Dabei steht allerdings eines im Weg: die Erdatmosphäre. Sie kann aufgrund der unterschiedlichen Drücke, Temperaturen und Dichten die Laufzeit des GPS-Signals beeinflussen. So kommt es beispielsweise darauf an, wie viel Wasserdampf in der Troposphäre als der untersten Schicht der Erdatmosphäre enthalten ist, denn je nachdem braucht das GPS-Signal ein klein wenig länger. Das ist ärgerlich, wenn du deine Position mit hoher Präzision bestimmen willst, denn dann musst du diesen Störfaktor ausschließen.

Andererseits ist diese leichte Verzögerung praktisch, wenn dich das Wetter interessiert. Denn mit ihrer Hilfe kannst du eben auch umgekehrt auf den Wasserdampfgehalt in der Troposphäre schließen. Und diese Messgröße verrät dir unter anderem, wie sich die Wolkenbildung entwickelt und beantwortet somit die Frage: Wird es regnen oder nicht? Mit den Informationen aus den GPS-Signalen könnten Geodäten daher die Modelle über die physikalischen Eigenschaften der Erde füttern und verbessern.

Darüber hinaus tragen auch im Weltraum durchgeführte Messungen zwischen den Satelliten zu einer besseren Wettervorhersage bei. Und: Geht's los oder lieber noch nicht? Du trägst nämlich auch dazu bei, die optimalen Bedingungen für Satellitenstarts zu finden. Denn zusätzlich können Geodäten auf ganz ähnliche Art und Weise nicht nur das irdische, sondern auch das Weltraumwetter vorhersagen – beispielsweise den Ionisierungsgrad der Erdatmosphäre, also wie viele geladene Teilchen diese in über fünfzig Kilometern Höhe über der Oberfläche enthält. So sorgst du dafür, die optimalen Bedingungen für Satellitenstarts zu finden.

Ausgestattet mit GPS-Antenne und Empfangsgerät kannst du aus den empfangenen Signalen die Position, aber auch Störsignale ablesen.

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