Eine Illustration des GOES-U-Satelliten der NOAA in der Erdumlaufbahn (Bildnachweis: NOAA)
Ich erinnere mich daran, wie ich in den späten 2000er Jahren am College etwas über Wettervorhersage gelernt habe. Meine Klassenkameraden und ich zeichneten von Hand Karten mit den aktuellen Wettersystemen, und dann sahen wir uns die Satellitendaten an, um uns ein Bild davon zu machen, was in den kommenden Stunden und Tagen passieren würde.
Die Wettersatelliten der NOAA waren damals gut, aber im Vergleich zu dem, was wir heute im Orbit haben, ist der Unterschied wie Tag und Nacht. Als Rundfunkmeteorologe habe ich die von ihnen bereitgestellten Daten genutzt, um lebensrettende Informationen und Vorwarnungen an Milliarden von Menschen in den Vereinigten Staaten und sogar in der Karibik zu übermitteln, wenn sich bedrohliches Wetter entwickelte.
Und wenn GOES-U am 25. Juni an der Spitze einer SpaceX Falcon Heavy Rakete startet, wird er die NOAA-Wettersatellitenkonstellation GOES-R vervollständigen, die Fähigkeiten seiner Geschwister erweitern und das Weltraumwetter stärker in den Mittelpunkt stellen.
Die geostationären Umweltsatelliten der NOAA (Geostationary Operational Environmental Satellites, GOES) sind nicht neu; sie liefern Wissenschaftlern seit 1975 einen stetigen Strom von Daten und Bildern aus dem All. Doch im Laufe der Jahrzehnte haben der technologische Fortschritt und die Erfahrungen, die mit jedem bis dahin gestarteten Satelliten gemacht wurden, zu einer erheblichen Verbesserung der Instrumente und Produkte geführt, die mit den neueren Modellen zur Verfügung stehen.
Die jüngste Konstellation der GOES-Familie begann im November 2016, als der erste von vier Satelliten, GOES-R, ins All startete. Zu dieser Zeit arbeitete ich bei KEYT-TV in Santa Barbara, Kalifornien, und hatte die Gelegenheit, einen exklusiven Beitrag zu verfassen, als die ersten Daten für Wissenschaftler in den Vereinigten Staaten verfügbar wurden.
Ich habe das Team der Meteorologen des National Weather Service (NWS) in Los Angeles interviewt, um zu erfahren, wie nützlich die vielfältigen Bilder und Beobachtungen für ihre verschiedenen Aufgaben sind. Die Meteorologen berichteten, wie sie die Daten in ihre Vorhersagen einfließen ließen und wie sie die Öffentlichkeit vor schlechtem Wetter warnten.
Das GOES-Satellitennetzwerk. (Bildnachweis: NASA)
Mehr als sieben Jahre später, nachdem drei der vier Satelliten der Serie die Erde umkreist haben, zeigen sich Wissenschaftler und Forscher zufrieden mit den Ergebnissen und der fortschrittlichen Technologie, die einen Wendepunkt darstellt.
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„Meiner Meinung nach hat sich das System bei der Vorhersage von Gewittern wirklich bewährt. Meteorologen können die Entwicklung der Konvektion nahezu in Echtzeit beobachten, was ihnen einen besseren Einblick in die Entwicklung und den Schweregrad des Gewitters gibt und somit bessere Warnungen ermöglicht“, sagte John Cintineo, ein Forscher des National Severe Storms Laboratory (NSSL) der NOAA, in einer E-Mail an kosmischeweiten.de.
„Die GOES-R-Serie liefert nicht nur Beobachtungen, wo die Radarabdeckung fehlt, sondern sie liefert auch oft ein robustes Signal vor dem Radar, etwa wenn sich ein Sturm verstärkt oder abschwächt. Ich bin mir sicher, dass es in den letzten zehn Jahren viele andere Verbesserungen bei den Vorhersagen und der Umweltüberwachung gegeben hat, aber hier habe ich am deutlichsten Verbesserungen gesehen“, sagte Cintineo.
Neben der Vorhersage schwerer Gewitter hat jeder Satellit Bilder und Daten über Starkregenereignisse gesammelt, die Überschwemmungen auslösen könnten, er hat niedrige Wolken und Nebel erkannt, wenn sie sich bilden, und hat die Vorhersagen und Dienste, die während der Hurrikansaison genutzt werden, erheblich verbessert.
Mitarbeiter transportieren den geostationären Umweltsatelliten GOES-U (Geostationary Operational Environmental Satellite) der NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) von der Astrotech Space Operations-Anlage zum SpaceX-Hangar auf dem Startkomplex 39A im Kennedy Space Center der NASA in Florida. Der Transport beginnt am Freitag, den 14. Juni 2024, und endet am frühen Samstag, den 15. Juni 2024. (Bildnachweis: NASA/Ben Smegelsky)GOES liefert unseren Hurrikan-Meteorologen schnellere, genauere und detailliertere Daten, die für die Einschätzung der Intensität eines Sturms entscheidend sind, einschließlich der Abkühlung der Wolkendecke, der konvektiven Strukturen, der spezifischen Merkmale des Hurrikan-Auges, der Windgeschwindigkeiten in der Höhe und der Blitzaktivität“, erklärte Ken Graham, Direktor des Nationalen Wetterdienstes (NWS) der NOAA, in einer E-Mail an kosmischeweiten.de.
Instrumente wie der Advanced Baseline Imager (ABI) verfügen über dreimal mehr Spektralkanäle, die vierfache Bildqualität und die fünffache Abbildungsgeschwindigkeit im Vergleich zu den vorherigen GOES-Satelliten. Der Geostationary Lightning Mapper (GLM) ist der erste seiner Art in der Umlaufbahn der GOES-R-Serie, der es Wissenschaftlern ermöglicht, Blitze rund um die Uhr und Einschläge, die den Boden berühren, sowie Blitze von Wolke zu Wolke zu beobachten.
„GOES-U und die GOES-R-Satellitenserie bieten Wissenschaftlern und Meteorologen eine Wetterüberwachung der gesamten westlichen Hemisphäre in einem noch nie dagewesenen räumlichen und zeitlichen Maßstab“, sagte Cintineo. „Die Daten dieser Satelliten helfen den Forschern bei der Entwicklung neuer Instrumente und Methoden zur Lösung von Problemen wie der Vorhersage von Blitzen, der Erkennung von Gischt (die für Seeleute gefährlich ist), der Warnung vor Unwettern und der genauen Abschätzung von Wolkenbewegungen. Die Instrumente von GOES-R tragen auch dazu bei, die Vorhersagen von globalen und regionalen numerischen Wettermodellen durch verbesserte Datenassimilation zu verbessern.“
NOAA-Satellitenbilder der letzten 50 Jahre. (Bildnachweis: NOAA/NESDIS)
Obwohl er seinen Geschwistern ähnelt, wird GOES-U einzigartig sein, da er Verbesserungen an seinen Instrumenten aufweist, die aus den Erfahrungen der Wissenschaftler mit den drei derzeit in der Umlaufbahn befindlichen Satelliten gewonnen wurden.
Aber was GOES-U von den anderen unterscheiden wird, ist ein neuer Sensor an Bord, der Compact Coronagraph (CCOR), der das Wetter außerhalb der Erdatmosphäre überwachen wird und ein Auge auf Weltraumwetterereignisse hat, die unseren Planeten beeinflussen könnten.
Ein CAD-Rendering des CCOR-Instruments auf dem GOES-U-Satelliten. (Bildnachweis: NOAA)
„Es wird der erste einsatzbereite Koronagraph sein, zu dem wir Zugang haben, der nahezu in Echtzeit arbeitet. Das ist ein großer Sprung für uns, denn bisher waren wir immer auf ein Forschungs-Koronagraphen-Instrument auf einem Raumfahrzeug angewiesen, das schon vor langer Zeit gestartet wurde“, sagte Rob Steenburgh, Weltraumwissenschaftler am Space Weather Prediction Center (SWPC) der NOAA, am Telefon gegenüber kosmischeweiten.de.
„Das ist sehr aufregend, weil ich jetzt nicht mehr darauf warten muss, dass die Daten heruntergeladen werden, denn manchmal verzögern sich die aktuellen Coronagraph-Bilder. Manchmal warten wir bis zu vier oder acht Stunden, und jede Stunde zählt, wenn man es mit koronalen Massenauswürfen (CMEs) zu tun hat, die manchmal auf die Erde treffen und große geomagnetische Stürme verursachen, wie wir sie letzten Monat hatten.“
Künstlerische Illustration der Ereignisse auf der Sonne, die die Bedingungen im erdnahen Weltraum verändern. (Bildnachweis: NASA)
Bevor er das Weltraumwetter vorhersagte, war Steenburgh Meteorologe für das terrestrische Wetter und sagt, dass die Art und Weise, wie diese Satelliten der nächsten Generation die Art und Weise, wie Wissenschaftler Vorhersagen machen können, revolutioniert haben, enorm ist. Er sagt, dass die Verbesserung der Technologie seit den 1980er Jahren den Meteorologen auf der Erde und im Weltraum die nötigen Werkzeuge an die Hand gegeben hat, um ihr Vertrauen zu stärken und die Vorhersagegenauigkeit zu verbessern.
„Eine der größten (Veränderungen) war wahrscheinlich die Einführung des Doppler-Wetterradars, das mich umgehauen hat. Das war ein großer Sprung in Bezug auf die Möglichkeiten, und so hatte ich das Gefühl, Teil der Goldenen Ära der Meteorologie zu sein“, sagte Steenburgh. „Um 2005 wechselte ich zum Weltraumwetter, und ich hatte das Glück, eine ähnliche Entwicklung in diesem Bereich mitzuerleben, die einfach erstaunlich war. Als ich anfing, hatte ich drei numerische Modelle, mit denen ich mehr oder weniger routinemäßig arbeitete.
„Jetzt habe ich über 16 und Beobachtungsplattformen, die ich mir nie hätte vorstellen können, mit einer Datenqualität in Bezug auf die zeitliche und räumliche Auflösung, die meine kühnsten Träume von Anfang an überstieg. Ich habe das Glück, in einem neuen Goldenen Zeitalter zu leben“, fügte Steenburgh hinzu.
