Radiosonden – Die tägliche Expedition in die Stratosphäre

Wer sich noch an das Experiment „Red Bull Stratos“ erinnern kann, dem kommt das Prinzip einer Radiosonde vertraut vor. An bestimmten Wetterstationen werden täglich zweimal ähnliche Wetterballone steigen gelassen. Sie haben eine Reihe Messgeräte im Schlepptau und erreichen in Extremfällen sogar eine Höhe von 35 km, was schon dem oberen Bereich der Stratosphäre entspricht.

Ganz oben befindet sich ein Ballon aus Latex, welcher zumeist mit Wasserstoff gefüllt ist. Da Wasserstoff eine geringere Dichte als die Luft hat, steigt dieser Ballon auf. Er hat in Bodennähe einen Durchmesser von rund 2 m. Mit zunehmender Höhe verringert sich auch der Luftdruck, und so wächst der Ballon bis er platzt. Dies geschieht jedoch erst bei einem zehnmal größeren Durchmesser. Beim Zerplatzen in der Stratosphäre hat der Ballon also eine Größe von bis zu 20 m.

Am Ballon angebunden ist eine lange Schnur, an welcher noch drei weitere Bausteine befestigt sind. Als erstes kommt hier der Fallschirm (in obiger Abbildung in rot), er soll nach dem Platzen des Ballons den freien Fall des Gespanns bremsen und kontrollieren.

Weitere 2 m unter dem Fallschirm ist ein graues Rechteck zu sehen: Der Reflektor. Er sorgt dafür, dass Flugzeuge und Fluglotsen den Wetterballon auf dem Radar sehen. Ein solcher Radiosondenaufstieg muss trotzdem immer der nationalen Flugsicherheitsbehörde gemeldet werden. In Österreich ist hierfür die AustroControl zuständig.

Zu guter Letzt hängt eine ungefähr 10 cm große Box an der Schnur. Wegen ihr wird dieser ganze Aufwand betrieben, da hier Messgeräte wie ein Thermometer, Barometer (Luftruckmesser) und Hygrometer (Feuchtemesser) installiert sind. Außerdem befindet sich hier ein GPS-Sender, welcher die genaue Position der Radiosonde aufzeichnet.

Für eine qualitative Wetterprognose unerlässlich sind nicht nur möglichst genaue Messdaten vom Boden, sondern von der gesamten Troposphäre. Neben einem Profil der Temperatur und des Taupunkts ergibt sich auch ein dreidimensionales Windprofil. All diese Daten werden zum einen in der Berechnung von Wettermodellen berücksichtigt. Nebenbei ermöglichen Radiosondenaufstiege auch die Berechnung des CAPE-Parameters, welcher zur Abschätzung dient, oder die Feststellung der Nebelobergrenze. Dies sind allerdings nur zwei Beispiele des weitaus größeren Bereichs an Anwendungen.

In Österreich lässt die ZAMG nur an der Wetterstation Wien-Hohe Warte 2-mal täglich eine Radiosonde steigen. Dies passiert in internationaler Abstimmung immer um 00 UTC und 12 UTC eines jeden Tages. Nicht nur die Messdaten dieses Standorts, sondern die Daten aller Radiosonden werden von der University of Wyoming zur Verfügung gestellt. Hier als Beispiel ein Radiosondenaufstieg aus Wien vom 9.Feb.2019 um 12 UTC.

Zum Schluss bleibt nur noch eine Frage: Wenn diese Daten so wertvoll sind, wieso ist das Netz an Radiosonden dann nicht dichter? Hier muss man ein Kompromiss zwischen den zur Verfügung gestellten finanziellen Mitteln und dem Nutzen eingehen. Die Kosten eines jeden Aufstieges betragen immerhin nahezu 150 €.