Das ENSO-Phänomen

Aeolus

Nach dem griech. Windgott Aiolos (altgr. Αἴολος) bezeichnete Satellitenmission der ESA. Die auf drei bis vier Jahre angelegte Mission startete am 22. August 2018 mit einer Vega-Trägerrakete vom europäischen Raumflughafen Kourou in Französisch-Guayana. Sie soll globale Daten zur dreidimensionalen Darstellung von Windfeldern sowie Daten über die Umweltverschmutzung der Atmosphäre für wissenschaftliche Studien liefern. Die Messungen dienen der genaueren Kenntnis der Windenergie und der atmosphärischen Zirkulationsmuster einschließlich des weltweiten Transports von Energie, Wasser, Aerosol und Chemikalien. Man erhofft sich weitere Erkenntnisse über Phänomene wie El Niño/Southern Oscillation. Insbesondere werden deutliche Verbesserungen der Vorhersagequalität in den Tropen und über den Ozeanen der Nord- und Südhemisphäre erwartet. Dadurch können z.B. tropische Wirbelstürme mit einer höheren Güte prognostiziert werden. Daneben sollen die Daten helfen, Klimavariabilität zu quantifizieren und zur Validierung und Verbesserung von Klimamodellen beitragen.

Aeolus hat als erster Satellit überhaupt als Nutzlast ein Doppler-Lidar (Light detection and ranging), genannt ALADIN (Atmospheric Laser Doppler Lidar Instrument) an Bord. Der Laser sendet bei einer Wellenlänge von 355 nm Lichtimpulse aus, die mit einem 1,5-m-Teleskop nach Reflektion in der Atmosphäre am Satelliten wieder empfangen werden. Aus den Laufzeiten und dem Dopplereffekt der reflektierten Impulse lassen sich Feuchteverteilungen und Windströmungen in der Atmosphäre bestimmen. Dazu fliegt der Satellit in einem sonnensynchronen Orbit (LTAN 06:00 LZ) in etwa 320 km Höhe. Die Abmessungen des Satelliten betragen 4,60 × 1,9 × 2,0 m, seine Masse beträgt beim Start 1360 kg.

Der Satellit tastet bei jeden Überflug eine Streifen von ca. 230 km ab. Zur Erhöhung der Genauigkeit werden für jede Messung mehrere hundert Laserimpulse ausgewertet. Die vertikale Auflösung wird bei 250 m bis 2 km und die horizontale Auflösung bei 87 km liegen. Messungen bis zum Boden sind bei wolkenlosem Himmel und dünnen Cirren möglich. Die Genauigkeit der Windgeschwindigkeit liegt bei 1-2 m/s. Der Satellit überfliegt alle sieben Tage den gleichen Punkt an der Erdoberfläche.

Die Kenntnis der Windgeschwindigkeit ist für die Wettervorhersage als auch für die Klimaforschung von entscheidender Bedeutung. Die globale Messung des Höhenprofils des Windes wurde daher von Experten der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) an erster Stelle der Prioritäten für zukünftige Satelliteninstrumente für die Wettervorhersage gesetzt.

In Bezug auf die Klimaforschung überbrückt Aeolus die Zeit, in der die NASA-Satelliten CloudSAT und CALIPSO keine Daten über Aerosole und Wolken mehr liefern werden und das europäische Projekt EarthCARE noch nicht gestartet ist. Letztes wird erst für 2021 erwartet.

Die Daten werden auf Svalbard (Spitzbergen) und an der norwegischen Forschungsstation Troll in der Antarktis empfangen, in Tromsø/Norwegen prozessiert. Daraus werden beim EZMWF (Europäisches Zentrum für mittelfristige Wettervorhersage) die Windprofile erstellt und anschließend von EUMETSAT (Europäische Organisation für meteorologische Satelliten) in Darmstadt über EUMETCast den Nutzern zur Verfügung gestellt.