Wissenschaftler des GKSS-Forschungszentrums Geesthacht haben ein neues Verfahren entwickelt, um einen Blick in das Innere eines Hurrikan zu werfen und dessen Windrichtung und –geschwindigkeit genauer zu berechnen. Mithilfe von WiSAR (Wind Fields From SAR) ermittelten die Forscher für den Hurrikan „Katrina“ mittlere Windgeschwindigkeiten von über 200 Stundenkilometern.
„Mit Hilfe von WiSAR erlangt die Wissenschaft neue Erkenntnisse über die physikalischen Prozesse in einem Hurrikan. In Zukunft könnten diese Bilder in der Lage sein, vernichtende Stürme im Detail vorherzusagen“, betont der Ozeanograph Jochen Horstmann vom Institut für Küstenforschung des GKSS.
WiSAR misst mittels eines satellitengestützten Radars hoch aufgelöste Windfelder über dem Ozean. Mit den Windfeldern lassen sich auch Aussagen über die Größe des Hurrikanzentrums, dem so genannten Auge, sowie dessen Form und genauer Position treffen.
„Black-Box“ Hurrikan
Betrachtet man ein herkömmliches optisches Satellitenbild, erkennt man einen Hurrikan an den Wolken, die sich spiralförmig um das Auge des Wirbelsturms drehen. Was sich genau im Inneren des Hurrikans abspielt, bleibt jedoch unsichtbar.
Um die dortigen Windgeschwindigkeiten zu ermitteln, durchqueren in der Regel Piloten mit Messflugzeugen den Hurrikan. Trotz der hohen Belastung für Mensch und Technik liefern die so gewonnenen Daten nur punktuelle Momentaufnahmen. Anders mit dem Verfahren WiSAR der GKSS. Die Wissenschaftler aus Geesthacht erhalten Radardaten von Bord des Europäischen Fernerkundungssatelliten ENVISAT oder des Kanadischen Satelliten RADARSAT-1.
SAR kann durch Wolken sehen
Das spezielle Radar (SAR) blickt durch die Wolkendecke und die gewonnenen Daten geben Auskunft über die kleinskalige Rauhigkeit an der Meeresoberfläche. Da diese kleinen Wellen vom Wind verursacht werden, lässt deren Strukturanalyse die Berechung von Windrichtung und Stärke zu.
„WiSAR erlaubt die Ermittlung der Windgeschwindigkeit in einem sehr hoch aufgelösten Raster von 200 Metern über ein 500 Kilometer breites Gebiet und wir sind zusätzlich in der Lage, die Windrichtung bis auf eine Genauigkeit von 18° zu bestimmen“, erläutert Horstmann. Die Genauigkeit der ermittelten Windgeschwindigkeit beträgt 1.5 m/s für Windgeschwindigkeiten kleiner als 20 m/s.
Stürme bald präzise vorhersagbar?
Das Geesthachter Verfahren WiSAR wird derzeit in Florida am CSTARS (Center for Southeastern Tropical Advanced Remote Sensing) der Universität Miami eingesetzt. Ziel der amerikanischen Forscher ist es, Informationen über Hurrikans in nahezu Echtzeit, den Vorhersagen zur Verfügung zu stellen.
Die Wissenschaftler werden demnächst über die Weiterentwicklung von WiSAR zur Bestimmung von Winden mit Orkanstärke in der Fachzeitschrift „Geophysical Research Letters“ berichten.
(GKSS, 08.09.2005 – DLO)
