Wetterballons mögen detaillierte Informationen über Wetterbedingungen auch in sehr hohen Lagen ermitteln - sie haben aber einen entscheidenden Nachteil. Da über 70 Prozent unseres Planeten von Wasser bedeckt sind, bleiben nur vereinzelte Schiffe oder Inseln, von denen Wetterballons starten können. In Wüstengebieten oder den polaren Regionen ist die Lage nicht viel besser, es ergeben sich also gewaltige Lücken im Beobachtungsnetz.

Bereits 1960 startete daher die erste Serie von Wettersatelliten, die das Geschehen von oben herab beobachten sollten. Neben der kontinuierlichen globalen Erdbeobachtung, die erstmals wichtige Erkenntnisse über Wolkenformationen möglich machte, haben Satelliten noch einen weiteren Vorteil gegenüber Bodenmessstationen oder Wetterballons: Da die gesamte Erde mit einem einzigen Beobachtungssystem erfasst wird, fließen nicht etwa verschiedene Messfehler aus unterschiedlichen Methoden und Geräten zusammen.

Wettersatelliten © CD-ROM Wetter&Klima

Unfehlbar sind Satelliten natürlich nicht, wie die Geschichte der Entdeckung des Ozonlochs zeigt: An Bord des NASA-Wettersatelliten Nimbus 7 befand sich seit 1978 das Ozonmeßgerät TOMS (Total Ozone Mapping Spectrometer). Obwohl seitdem die Ozonkonzentrationen über dem ganzen Planeten kontinuierlich gemessen wurden, tauchte das Ozonloch erst Jahre später 1985 wie aus dem Nichts auf. Was war geschehen? Hatte TOMS versagt, die falschen oder unvollständige Messwerte geliefert? Als britische Forschungsstationen sowie der Antarktis-Wissenschaftler Joseph Farman plötzlich erstaunlich niedrige Ozonkonzentraionen meldeten, verfolgten NASA-Wissenschaftler die TOMS-Daten zurück. Die Ursache: Die Messungen waren korrekt, aber der Computer, der die riesige Datenmenge auswertete, sonderte extrem niedrige Messwerte als angeblich fehlerhafte Ergebnisse aus. Niemand hatte so niedrige Ozonkonzentrationen erwartet.

Neben der Messung von Ozonwerten versorgen uns Satelliten heute mit hochauflösenden Bildern im sichtbaren und infraroten Bereich und liefern so eine wichtige Quelle für die Früherkennung von Hurrikanen, Zyklonen, Flutwellen, tropischen Stürmen oder Waldbränden. Aus der Verlagerung von Wolkenformationen, die wir aus dem abendlichen Wetterbericht kennen, lassen sich Windrichtung und -geschwindigkeit ermitteln und Vorhersagen treffen.

Und nicht nur das: Während frühere Satelliten darauf beschränkt waren, das Geschehen lediglich aus weiter Ferne zu betrachten und Messungen lediglich in großer Höhe vorzunehmen, dringt die neuste Generation von Satelliten tiefer in die Atmosphäre ein. Vertikale Profile von Temperatur und Wasserdampf in einem Bereich von etwa 100 Kilometern Höhe bis fast an die Erdoberfläche sind inzwischen möglich. Als Hilfestellung dienen hier die GPS-Navigationssatelliten. Vom Wettersatelliten aus gesehen, geht immer einer dieser 24 GPS-Satelliten unter. In den zwei Minuten, bevor dieser hinter der Erdkugel verschwindet, empfängt der Wettersatellit noch dessen Radionsignal, das allerdings durch die Erdatmosphäre gebrochen wird. Aus der Stärke dieser Brechung werden auf diese Weise die vertikale Wasserdampf- und Temperaturverteilung berechnet.