EarthCARE enthüllt zum ersten Mal die inneren Geheimnisse von Wolken
Der ESA-Satellit EarthCARE enthüllt das erste Bild eines seiner Instrumente, weniger als einen Monat nach seinem Start – ein Bild, das zum ersten Mal aus dem All die innere Struktur und Dynamik von Wolken enthüllt.
Dieses bemerkenswerte erste Bild, das vom Radar an Bord des Satelliten aufgenommen wurde, bietet einen ersten Einblick auf das vollständige Potenzial dieses Instruments, welches momentan noch vollständig kalibriert wird.
EarthCare ist mit vier hochentwickelten Instrumenten ausgestattet, die einander ergänzen, um neue Erkenntnisse über die Rolle von Wolken und Aerosolen beim Erwärmen und Abkühlen der Erdatmosphäre zu gewinnen, und dadurch den Klimawandel besser zu verstehen.
Nur wenige Woche nach dem Start, der am 29. Mai erfolgte, hat EarthCARE schon Ende Juni das erste Bild des Wolkenprofilierungs-Radars geliefert, welches von der japanischen Raumfahrtagentur JAXA zur Verfügung gestellt wurde.
Die ersten Daten der drei europäischen Instrumente, die auf dem Satelliten installiert sind – die des Breitbandradiometers, des atmosphärischen Lidars und die des multispektralen Bildgebers – werden in den nächsten Wochen und Monaten erwartet
Takuji Kubota, Missionswissenschaftler für das Wolkenprofilierungs-Radar der JAXA, sagte: „Wir freuen uns sehr, dieses erste Bild präsentieren zu können, das uns nähere Angaben über die Wolkendynamik über dem Ozean östlich von Japan am 13. Juni gibt.
Dies ist das erste Bild dieser Art – noch nie zuvor wurden solche Informationen aus dem All gemessen. Es erfüllt alles, was wir erhofft haben, und noch so viel mehr. Ich glaube, dass dieses Radar-Instrument verschiedene wissenschaftliche Entdeckungen ermöglichen wird."
Das Bild wird in zwei Teilen angezeigt. Auf der linken Seite enthüllen die Daten die vertikale Konzentration von Wolkenpartikeln, wie sie anhand der Radar-Reflexion gemessen wurden. Man erkennt deutlich, dass sich der dichtere Teil der Wolke im Zentrum befindet, das aus mehreren größeren Teilchen besteht.
Auf der rechten Seite wird die Fallgeschwindigkeit der Wolkenpartikel gezeigt. Die niedrigen Werte in der oberen Schicht deuten auf Eiskristalle und Schneeflocken hin, die dort entweder hängen bleiben oder langsam herunterfallen. In der darunterliegenden Schicht deuten die viel höheren Fallgeschwindigkeitswerte auf Regen hin.
Beide Aufnahmen zeigen eine deutliche Grenze in einer Höhe von circa 5 km, wo Eis und Schnee schmelzen und dadurch Wassertröpfchen bilden, die dann als Regen fallen.
Das Radar nutzt seine Fähigkeit zur Messung Dopplergeschwindigkeit, um die vertikale Bewegungsgeschwindigkeit der Bewegung von Eis, Schnee und Regen zu messen.
Diese detaillierten Informationen über die Dichte, Größenverteilung und Geschwindigkeit der Partikel ermöglichen es den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, Wolkenbestandteile zu unterscheiden und damit ihre Physik besser zu verstehen.
Dank EarthCARE ist dies das erste Mal, dass diese Art von Messung aus dem All bereitgestellt werden konnte.
Um diese ersten Ergebnisse in einen größeren Zusammenhang zu stellen, zeigt das Bild rechts dasselbe Wolkensystem, das vom japanischen Wettersatelliten Himawari-9 in einer geostationären Umlaufbahn in etwa 36 000 km Höhe über der Erde aufgenommen wurde. Das Bild wurde mit der Umlaufspur von EarthCARE überlagert.
Das EarthCARE-Radar hat seine ersten Daten zwischen den Markierungen A und B auf diesem Bild erfasst.
Die nächsten beiden Bilder zeigen die vertikal aufgelöste Konzentration von Wolkenpartikeln, gemessen als Radarreflexion, und die vertikal aufgelöste Geschwindigkeit der Wolkenpartikel aus den EarthCARE Wolkenprofil-Radardaten zwischen den Markierungen A und B auf dem Himawari-9-Bild.
Konventionell können diese Daten nur durch Wolkenradar am Boden oder in Flugzeugen gewonnen werden. Mit diesen Methoden können jedoch nur begrenzte Gebiete vermessen werden, während das Wolkenprofil-Radar an Bord des EarthCARE-Satelliten eine gleichmäßige Vermessung der Wolkenstruktur über dem gesamten Planeten ermöglicht.
Simonetta Cheli, ESA-Direktorin für Erdbeobachtungsprogramme, fügte hinzu: „Dies ist ein fantastisches erstes Ergebnis unserer JAXA-Partner und ein erster Blick darauf, was wir in Zukunft erwarten können, sobald der Satellit und alle seine Instrumente vollständig kalibriert und in Betrieb genommen sind.
Wir freuen uns nun auf die ersten Ergebnisse der drei anderen Instrumente von EarthCARE.
Der Schlüssel zur Mission besteht darin, dass alle vier Instrumente zusammenarbeiten, um uns ein ganzheitliches Verständnis dieses hochkomplexen Zusammenspiels zwischen Wolken, Aerosolen, eingehender solarer Strahlung und ausgehender thermischer Strahlung zu vermitteln, damit wir künftige Klimatrends besser vorhersagen können."
