EUMETSAT Chief Scientist Paolo M. Ruti
Am Kavalleriesand in Darmstadt leuchten die Modelle von Satelliten in Originalgröße vor dem blauen Himmel und reflektieren die Frühlingssonne. An ihrer Außenhaut sind eine Vielzahl von eher unscheinbaren, aber komplexen Instrumenten zu sehen – Radio- und Altimeter, Infrarot- und Mikrowellensonden ebenso wie Laserreflektoren und Parabolantennen, die mit unglaublicher Präzision über tausende von Kilometern Signale senden und empfangen.
Auf dem benachbarten Campus befindet sich die Zentrale von EUMETSAT – der Europäischen Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten. Rund 1 100 Mitarbeitende aus über 30 Nationen sind zuständig für die Entwicklung künftiger Satellitengenerationen, für den laufenden Betrieb von mehr als zehn Satelliten im All sowie für den Empfang, die Aufbereitung und Weiterleitung der Daten an die jeweiligen Nutzer. In der Eingangshalle ist ein Ergebnis dieser Arbeit zu sehen: Eine drei Meter hohe Monitorwand bietet den Blick auf den Globus nahezu in Echtzeit.
Daten und Vorhersagen zum Wetter rund um die Uhr
Die Satelliten nehmen Bilder auf, senden Mikrowellen und andere Signale zur Erde, die reflektiert und vom Satelliten wieder aufgefangen werden. „Aus den Veränderungen zwischen den gesendeten und den reflektierten Signalen errechnet EUMETSAT mit eigenen Modellen präzise Informationen zum Beispiel zu Wasser- und Lufttemperaturen, zur Luftfeuchtigkeit, zu Wolken und Wind oder zu Meereshöhen und Meereswellen“, erklärt Paolo Ruti.
Die geostationären Meteosat-Wettersatelliten in 36 000 Kilometern Höhe überwachen jeden Punkt Europas bezogen auf Flächen von weniger als 1 000 Metern im Abstand von jeweils 2,5 Minuten, jeden Punkt Afrikas von 15 Minuten. Zudem umkreisen polarumlaufende Satelliten in einer Höhe von 400 bis 800 Kilometern auf einer festen Umlaufbahn mehrfach täglich die Erde.
Im Abstand von sechs Stunden berechnet EUMETSAT jeweils Wettervorhersagen für die kommenden zehn Tage und stellt sie Nutzern, zum Beispiel den nationalen Wetterdiensten, wie dem Deutschen Wetterdienst in Offenbach, zur Verfügung. So können Stürme, die sich manchmal innerhalb weniger Stunden bilden, zeitnah identifiziert und Warnungen veröffentlicht werden.
Jahrzehntelange Zeitreihen als Beleg für den Klimawandel
EUMETSAT, 1986 gegründet, verfügt aufgrund der langjährigen Wetterbeobachtung über Zeitreihen zum Klima seit mehreren Jahrzehnten. So konnte EUMETSAT am 21. März dieses Jahres bereits veröffentlichen, dass die Eisfläche in der Arktis zwei Wochen zuvor mit 14,93 Millionen Quadratkilometern – eineinhalbmal die Fläche von Europa – ihre größte Ausdehnung in diesem Jahr erreicht hatte. In den 80er Jahren umfasste diese Fläche Daten von EUMETSAT zufolge noch mehr als 16 Millionen Quadratkilometer, ein für Klimawissenschaftler beunruhigender Rückgang von 2,5% pro Jahrzehnt.Klimadaten werden heute bereits für unterschiedlichste Zwecke genutzt: zum Beispiel für den Bau von Dämmen und Deichen, für die Entscheidung über Infrastrukturprojekte, für die Energiewirtschaft vor Investitionen in erneuerbare Energien oder in der Landwirtschaft. Die Weltraummission Copernicus Sentinel-6, die im November 2020 gestartet wurde, ist speziell auf den Anstieg des Meeresspiegels und weitere Klimastudien ausgerichtet.
Chief Scientist Paolo Ruti erklärt, dass die EUMETSAT Klimadaten das Rückgrat für Klimaanalysen und Entwicklungstendenzen darstellen. Diese Klimadaten werden an internationale Initiativen und Maßnahmen weitergeleitet, wie zum Beispiel die Pariser Abkommen und die UN Sustainable Development Goals.
Künftig unmittelbar Messung der Luftqualität
Mit Sentinel-4 und Sentinel-5, die als Messgeräte ab 2024 in der kommenden Generation der Meteosat-Satelliten mitfliegen werden, geht EUMETSAT einen weiteren, großen Schritt in Richtung Nachhaltigkeit. Diese Instrumente werden Treibhausgase messen und so die Luftqualität kontrollieren, woraus zusätzlich Voraussagen zur künftigen Entwicklung dieser Gase abgeleitet werden können.
EUMETSAT erwartet einen Entwicklungspfad, wie er schon bei der Wetterforschung Mitte des 20. Jahrhunderts zu beobachten war: Zunächst wurden Daten durch bodengestützte Systeme, wie Wetterstationen oder Wetterballons, ermittelt – so wie heute noch der Ausstoß an Treibhausgasen. Mit dem Einsatz der Wettersatelliten verbesserten sich ab den 70er Jahren grundlegend Qualität und Menge an Daten – die Computermodelle wurden zudem genauer, schneller und lieferten zielgerichtete Vorhersagen.
„Mit Sentinel-4 und Sentinel-5 können die Staaten unmittelbar die Einhaltung des Pariser Klimaabkommens von 2015 überwachen. Zugleich geben diese Daten wichtige Hinweise an Industrieunternehmen im Hinblick auf ihren Ausstoß an Treibhausgasen und damit ihre eigene Geschäftstätigkeit“, erklärt Paolo Ruti. Er empfiehlt auch der Finanzindustrie, sich mit den neuen Möglichkeiten zur Überwachung von Nachhaltigkeitszielen auseinanderzusetzen und sie für ihre Investitions- und Anlageentscheidungen zu nutzen.
Ein sinnvolles Investment in Satellitentechnologie
„Europa ist auf dem Gebiet der Satellitentechnologie in einer globalen Führungsrolle im Vergleich zu Amerika oder Asien“, stellt der Chief Scientist fest. Gleichwohl kooperiert EUMETSAT eng mit der Europäischen Weltraumagentur (ESA), der National Oceanic and Atmospheric Administration der USA (NOAA), den Raumfahrtbehörden Frankreichs (CNES) und der USA (NASA) und Behörden in China, Indien, Japan, Kanada und Korea. 30 europäische Staaten sind unmittelbar Mitglied von EUMETSAT. „Die Atmosphäre und das Wetter kennen keine Ländergrenzen“, sagt Ruti.
Wie sinnvoll die Investitionen in die Satellitentechnologie sind, ergibt sich aus den Kosten-Nutzen-Analysen zu den sozialen und wirtschaftlichen Aspekten, die EUMETSAT jeweils für ein Projekt erarbeitet. Paolo Ruti verweist auf bisherige Erfahrungen: „Eine Investition von 1 Euro in Satellitentechnologie schafft einen Nutzen von 7 Euro.“
Allerdings erfordern die Planung und der Betrieb von Satelliten einen langen Atem. „Wir setzen heute die Ideen und Anforderungen um, die die Verantwortlichen in den frühen 2000er Jahren formulierten. Wir orientieren uns nämlich nicht an den jeweiligen technischen Möglichkeiten, sondern konfrontieren die Raumfahrtindustrie mit unseren Vorstellungen und Wünschen.“ Die gegenwärtigen Planungen bei EUMETSAT reichen deshalb über das Jahr 2040 hinaus. Paolo M. Ruti sieht es so als seine Aufgabe als Chief Scientist – in einem doppelten Sinn – an, „den Horizont zu erkunden.“
Text: Dr. Wolfgang Gerhardt
Fotos: EUMETSAT, Dr. Wolfgang Gerhardt
