Die Sentinel-3 Satelliten liefern Daten für die Vorhersage von Stürmen und zur Meeresüberwachung.
Temperatur-Radiometer SLSTR: Helligkeitstemperatur-Aufnahmen von Harvey, 25. August (links), Irma, 8. September (Mitte), und Jose, 8. September (rechts). Die kälteren Temperaturen wurden im Zentrum des Hurrikans beobachtet, mit einem deutlich sichtbaren Auge bei Hurrikan Jose. Foto: Eumetsat
Operationelle Ozeanologie und Meteorologie sind nur zwei Bereiche, die von der neuen Copernicus Sentinel-3 Mission profitieren. Sentinel-3 liefert eine ganze Reihe von elementaren Parametern – wie zum Beispiel Meerestopographie, Oberflächentemperaturen und Ozeanfarbe, wobei diese Wetter-, Klima- und Umweltdaten in weniger als drei Stunden nach der Messung für jedermann zur Verfügung stehen. Um die erforderliche Datenabdeckung, -aktualität und Messdichte in der notwendigen Zeitgenauigkeit zu liefern, sind allerdings zwei Sentinel-3 Satelliten erforderlich – gegenwärtig ist nur einer im All: Sentinel- 3A, gestartet am 16. Februar 2016. Zwei-Satelliten Konstellationen sind in der Lage, all diese Anforderungen zuverlässig abzudecken. Im Frühling 2018 soll sich daher der Copernicus Sentinel-3B Satellit zu seinem Zwilling Sentinel-3A gesellen. Bis es soweit ist, liefert Sentinel-3A bereits wertvolle Informationen. „Von Anfang an waren die Messungen des Sentinel-3A Satelliten hochpräzise und das Anwender- Feedback positiv“, erklärt Claudia Ritsert-Clark von EUMETSAT. „Das sehen wir auch daran, dass die Menge der heruntergeladenen Daten kontinuierlich ansteigt.“ So verwenden Großanwender, wie zum Beispiel der Copernicus Marine Environment Service (CMEMS), bereits routinemäßig Daten für ihre Modelle zum Überwachen der Ozeanfarbe, die Aufschluss über gefährliche Algenblüten oder Sedimente geben kann. Auch Verwirbelungen oder Aufquellungen des Meereswassers, mit denen Plankton an die Oberfläche getrieben wird, sind mit Hilfe der Daten erkennbar. Dies ist insbesondere für die Fischerei von Interesse, da das Zooplankton eine wichtige Nahrungsquelle für Fische ist.
Vorhersage von Stürmen
Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist die Meteorologie, besonders die Vorhersage von El-Nino oder La-Nina Ereignissen sowie die Vorhersage der Zugbahnen von Orkanen. Schwere Stürme, wie sie 2017 in der Karibik und der US-Ostküste zu beobachten waren, ziehen ihre Energie aus dem warmen Meereswasser. Umfassende Daten zur Temperatur des Meereswassers liefern wertvolle Informationen als Basis für Warnungen an die vorrausichtlich betroffenen Gebiete. Zwar können diese Warnungen nicht verhindern, dass der Orkan eintrifft. Sie ermöglichen es aber der betroffenen Bevölkerung, wie auch der ansässigen Industrie, sich entsprechend vorzubereiten und die Schäden zu minimieren.
„Dennoch muss nochmals betont werden, dass – trotz der faszinierenden Ergebnisse – aus den erwähnten Gründen ein echter operationeller Betrieb erst nach dem Start und der Inbetriebnahme des Sentinel-3B Satelliten möglich ist“, so Ritsert-Clark. „Algenblüten können sich erschreckend schnell ausbreiten – bis der Einzel-Satellit wieder zur Stelle ist, kann es für die Fischfarm zu spät sein. Auch können Datenlücken, zum Beispiel durch Wolkendecken, zum Problem werden. Allein ein Doppelbetrieb gewährleistet die notwendige Datenfülle.“
Fallstudie Hurrikan-Saison 2017
Sentinel-3A-Daten geben auch Aufschluss über den Verlauf und die Schäden von Hurrikans. So hat EUMETSAT kürzlich die Fallstudie zur „Hurrikan-Saison 2017“ veröffentlicht. Demnach war die Hurrikan-Saison 2017 eine der aktivsten – und schadensreichsten – seit Beginn der Aufzeichnungen. Hurrikane entstehen, wenn die Oberflächentemperatur des Ozeans gleichmäßig über etwa 26 Grad Celsius liegt. Allerdings sind beim Entstehen von Hurrikanen komplexe Wechselwirkungen im Spiel, wie Kreislaufsysteme und großräumige Interaktionen zwischen Ozean und Atmosphäre. „Daher sind Satellitendaten unerlässlich für das Monitoring und die Verbesserung der Vorhersagen von Hurrikan-Zugbahnen und -Intensität“, so Claudia Ritsert-Clark. Hurrikan Harvey war Mitte August der Auftakt mehrerer starker Hurrikane im Frühherbst 2017. Im September zogen dann drei Hurrikane gleichzeitig durch den mittleren Atlantik: Katia, Irma und Jose.
Sentinel-3A ist mit einem Temperatur-Radiometer für Meeres- und Landoberflächen (Sea and Land Surface Temperature Radiometer – SLSTR) ausgestattet, mit dem etwa die Temperaturen im Auge des Hurrikans beobachtet werden können. Auch Altimetriemessungen von Meeresoberflächenauslenkung, signifikanter Wellenhöhe und Windgeschwindigkeit über der Meeresoberfläche sind wichtig für das Monitoring von Hurrikanen. Diese Produkte werden von Sentinel-3 mit seinem SRAL Radar-Höhenmessgerät bereitgestellt. Dies ermöglicht auch Vorhersagen unter Einbeziehung der Wärme der Wassersäule in der Tiefe, zusätzlich zu den Oberflächentemperaturen.