Wie sieht die Erde aus dem Weltraum aus? Ich garantiere, dass Sie diese Bilder noch nie gesehen haben!

Von der Antike bis heute hat die Wetterbeobachtung eine sehr wichtige Rolle bei der Produktion und im Leben der Menschen gespielt. In der Antike spekulierten die Menschen über Wetteränderungen, indem sie Himmelsphänomene beobachteten und das Rollen und Auffächern der Wolken beobachteten. Allerdings können mit dieser Art der Beobachtung vom Boden aus und auf Grundlage visueller Beobachtungen keine genauen Wetter- und Prognoseinformationen gewonnen werden.

Copyright-Bilder in der Galerie. Der Nachdruck und die Verwendung können zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen.

Heutzutage können Meteorologen Wettersatelliten nutzen, um das Wetter von oben bis unten zu überwachen und mehr Informationen zu erhalten. Heute möchten wir die Gelegenheit nutzen, darüber zu sprechen, wie Wettersatelliten das Wetter überwachen und welche interessanten Wetterbilder wir auf Satelliten-Wolkenkarten sehen können.

Wie überwachen Wettersatelliten das Wetter?

Im Gegensatz zu bodengestützten Beobachtungen können Wettersatelliten großflächige Beobachtungen der Erdatmosphäre (oder von Oberflächenobjekten) im Weltraum in einer Höhe von etwa 800 bis 36.000 km über dem Boden durchführen. Diese großräumige Beobachtung ist nicht auf die horizontale Beobachtung beschränkt, sondern ermöglicht auch eine vertikale Erfassung der Atmosphäre und die Gewinnung dreidimensionaler Wettersystemeigenschaften.

Neben ihrer großen Beobachtungsreichweite haben Wettersatelliten einen weiteren Vorteil: Sie können das Wetter über dem Ozean in Echtzeit überwachen. Aufgrund der geringen Anzahl an Wetterstationen auf den Ozeanen und der Datenknappheit ist es schwierig, das Auftreten, die Entwicklung und die Bewegung von Meereswettersystemen mithilfe herkömmlicher Wetterdaten zu erkennen und zu verfolgen. Wettersatelliten können aus großer Höhe Wetterbedingungen wie Tiefdruckgebiete und Taifune auf der Oberfläche tropischer Ozeane direkt überwachen und sind sehr wichtige Instrumente zur Überwachung ozeanischer Wettersysteme .

Satelliten-Wolkenkarte meines Landes, aufgenommen vom Wettersatelliten Fengyun-4A. Foto mit freundlicher Genehmigung: Jiang Jianying

Mithilfe von Wettersatelliten können Meteorologen eine große Zahl von Wolkenbildern und deren Derivaten von Wettersatelliten erhalten und durch Analyse die Wetterbedingungen ermitteln. Im Allgemeinen liegen die Satellitenbilder der Wolken, die wir in Wettervorhersagen sehen, hauptsächlich im sichtbaren Lichtband vor, zusätzlich gibt es Infrarotbänder und Wasserdampfkanäle . Eine Wolkenkarte erfasst nur eine Eigenschaft der Wolken und der Erdatmosphäre und ist daher einseitig. Die kombinierte Nutzung mehrerer Wolkenkarten und -produkte kann Meteorologen bei der Analyse der Wetterbedingungen unterstützen und die Genauigkeit von Wettervorhersagen verbessern.

In letzter Zeit sieht man häufig meteorologische Satellitenbilder von Taifunwolken.

Satellitenbild der Wolken des fünften Taifuns dieses Jahres, Dusurui, aufgenommen von Fengyun-4B.

Doch neben „Taifune“ können wir auf Satellitenwolkenkarten auch viele bekannte Szenen sehen, wie etwa meteorologische Phänomene wie „subtropisches Hochdruckgebiet“, „Kaltfront“ und „Warmfront“ in Geographie-Lehrbüchern für die Mittelstufe. Als nächstes bitten wir Fengyun Satellite, dieses Geographiewissen der Mittelschule für uns zu wiederholen.

1. Das wahre Erscheinungsbild von Wetterphänomenen

1 Subtropisches Hoch

„Subtropisches Hochdruckgebiet“ ist eine große warme Luftmasse, die häufig vorkommt, aber in den tropischen und subtropischen Regionen relativ stabil und fest ist. Der Zustand des subtropischen Hochdruckgebiets im westlichen Pazifikraum hat einen großen Einfluss auf das Wetter in meinem Land. So hängen beispielsweise die regionalen Höchsttemperaturen im Sommer mancher Jahre eng mit der ungewöhnlich weit westlich und nördlich gelegenen Position des subtropischen Hochdruckgebiets, seiner ungewöhnlich starken Intensität sowie seiner Stabilität und geringen Bewegung zusammen.

Foto mit freundlicher Genehmigung: Jiang Jianying

Wie aus der obigen Abbildung ersichtlich ist, ist das Gebiet vom östlichen Teil des Südwestens meines Landes bis zum Mittel- und Unterlauf des Jangtsekiang und des Meeres aufgrund des subtropischen Hochs größtenteils wolkenlos. Denn im Einflussbereich des subtropischen Hochs herrschen abwärts gerichtete Luftströmungen, die der Wolkenbildung nicht förderlich sind. Der östliche Teil der Nordwestregion und Nordchina auf der Nordseite des subtropischen Hochs sind von Wolkensystemen bedeckt. Dies liegt daran, dass die Wasserdampf- und dynamischen Bedingungen auf der West- und Nordseite des subtropischen Hochs besser sind und es daher wahrscheinlicher ist, dass es regnet.

2 Kaltfronten und Warmfronten

Die Schnittstelle oder Übergangszone zwischen zwei Luftmassen mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften wie Temperatur und Feuchtigkeit wird als „Front“ bezeichnet. Als Frontlinie, auch kurz Front genannt, bezeichnet man die Schnittlinie zwischen Front und Boden. Die Länge einer Front kann im Allgemeinen mehrere Hundert bis mehrere Tausend Kilometer betragen und sich in vertikaler Richtung über mehr als zehn Kilometer erstrecken. Wenn die kalte Luftmasse eine dominierende Rolle bei der Bewegung der Front spielt und die Front dazu drängt, sich in Richtung der warmen Luftmasse zu bewegen, spricht man von einer Kaltfront. Wenn eine Kaltfront durchzieht, verursacht sie Wetterphänomene wie erhöhte Windgeschwindigkeit, höheren Luftdruck und niedrigere Temperaturen. Wenn im Gegenteil die warme Luftmasse die kalte Luftmasse nach vorne drückt, handelt es sich um eine Warmfront.

Die kalte Luft bewegte sich in großen Mengen Richtung Süden und beeinflusste die mehrere tausend Kilometer lange Kaltfront meines Landes.

Sind die kalten und warmen Luftmassen gleich stark, spricht man von einer quasistationären Front .

Quasistationäre Front im Südwesten. Foto mit freundlicher Genehmigung: Jiang Jianying

3 Taifun

Ein Taifun ist ein starker zyklonischer Wirbel mit einer warmen Kernstruktur, der in tropischen oder subtropischen Ozeanen auftritt. Es handelt sich um ein starkes und tiefes tropisches Wettersystem. Der zentrale Luftdruck ist sehr niedrig und in der unteren Schicht gibt es einen starken Luftstrom, der zur Mitte hin konvergiert, während der Luftstrom oben hauptsächlich nach außen strahlt. Die Struktur eines Taifuns ist von der Mitte nach außen in folgende Bereiche unterteilt: Taifunaugenbereich, Wolkenwandbereich und spiralförmiger Regengürtelbereich. Taifune gehen stets mit starken Winden und heftigen Regenfällen einher und verursachen in den betroffenen Gebieten meist schwere Katastrophen.

Foto mit freundlicher Genehmigung: Jiang Jianying

4- Rollen-Cloud

Rollwolken sind horizontale, röhrenförmige Wolken. Wellenwolken entstehen, wenn stabile Luft gestört wird und sich die Luft entlang der Störung bewegt. Diese Störung entsteht normalerweise durch die Kollision kalter, trockener Luft in einer sich bewegenden Kaltfront mit relativ stabiler, warmer, feuchter Luft. Wenn eine stabile Schicht feuchter Luft nach oben strömt, bilden sich oben Wolken; wenn es nach unten fließt, verdunsten die Wolken. Für den Welleneffekt ist vor allem das abwechselnde Fehlen und Vorhandensein von Wolken verantwortlich.

Rollwolken sehen auf Satellitenbildern von Wolken wie Wellen auf einem Teich aus, was etwas ganz Besonderes ist. Foto mit freundlicher Genehmigung: Jiang Jianying

Wenn Sie auf dem Boden stehen und eine Walzenwolke betrachten würden, würde sie ungefähr so ​​aussehen.

Bildnachweis: NASA

Wenn Sie es von einem Flugzeug aus beobachten würden, würde es so aussehen.

Rollende Wolken, vom Flugzeug aus betrachtet. Bildquelle: Wikimedia

5. Staub

Der geostationäre Wettersatellit Fengyun-4A kann alle fünf Minuten Überwachungsbilder aufnehmen und so eine Echtzeitüberwachung von Sandstürmen ermöglichen. Unten ist der stärkste Sandsturmprozess der letzten 10 Jahre dargestellt, der am 15. März 2021 stattfand. Wie aus der Animation ersichtlich ist, handelt es sich bei dem System, das diesen Sandsturmwetterprozess beeinflusst, um ein frontales Zyklonwolkensystem. Sandstürme traten in der zentralen und westlichen Inneren Mongolei, in Gansu, Ningxia, Nord-Shaanxi, Nord-Shanxi, in den meisten Teilen von Hebei, in Peking, Tianjin und anderen Orten auf der Südseite der Kaltfront auf (der gelbe Bereich im Bild).

Foto mit freundlicher Genehmigung: Jiang Jianying

6 Schnee

Denn die Reflektivität von Schnee im sichtbaren Lichtband ist ähnlich hoch wie die von Wolken, während die Reflektivität der Bodenoberfläche geringer ist. Es besteht ein großer Unterschied zwischen der Reflektivität von Schnee und Wolken und der Reflektivität der Bodenoberfläche. Da sich Wolken bewegen und Schnee fixiert ist, ist es möglich, in Animationen von Wolkenbildern im sichtbaren Licht Schnee von Wolken zu unterscheiden .

Foto mit freundlicher Genehmigung: Jiang Jianying

7 Böenlinie

Eine Böenlinie ist eine linienförmig (bandförmig) angeordnete Gruppe von Gewittern, die sich durch eine geringe Reichweite und kurze Lebensdauer auszeichnet. Seine Breite variiert zwischen mehreren Hundert und mehreren Tausend Metern, an der breitesten Stelle beträgt er mehrere Dutzend Kilometer. Seine Länge beträgt im Allgemeinen mehrere zehn bis mehrere hundert Kilometer, und seine Dauer reicht von einigen Stunden bis zu mehr als zehn Stunden. Beim Durchzug einer Böenlinie ändert sich die Windrichtung schlagartig, der Luftdruck steigt, die Temperatur sinkt stark und gleichzeitig kommt es zu starkem Wind, Regen und Hagel. Wenn eine Böenlinie auftritt, geht sie daher normalerweise mit Gewittern, starken Winden, Hagel usw. einher, die äußerst zerstörerisch sind und oft schwere Katastrophen verursachen .

Die Gewitter, Starkwinde und Hagel am Nachmittag des 1. Juli 2021 waren durch das Böenliniensystem bedingt. Foto mit freundlicher Genehmigung: Jiang Jianying

8 Nordöstlicher Kaltwirbel

Der Nordost-Kältewirbel ist ein tiefes, kaltes zyklonisches Wettersystem, das in der Nähe der Nordostregion auftritt. Da sich die Luft im Kaltwirbel in einem instabilen Zustand befindet, also oben kalt und unten warm ist, kommt es häufig zu instabilem Wetter wie (Gewitter-)Schauern, Gewittern, Stürmen oder Hagel. Manchmal kann ein stark ausgeprägter Kältewirbel auch großflächigen Starkregen verursachen.

Foto mit freundlicher Genehmigung: Jiang Jianying

Da sich der Kaltwirbel gegen den Uhrzeigersinn um das Zentrum dreht, wird er von den Wolken um den Kaltwirbel herum beeinflusst, was dazu führt, dass das Wetter an einem bestimmten Ort gleichzeitig sonnig und bewölkt ist .

9. Nebel

Nebel ist ein Wetterphänomen, das aus winzigen Wassertröpfchen oder Eiskristallen besteht, die in Bodennähe in der Luft schweben. Es ist das Produkt der Kondensation (oder Sublimation) von Wasserdampf in der Luft in Bodennähe. Der Nebel weist deutliche tageszeitliche Schwankungen auf. Tagsüber ist die Temperatur relativ hoch und die Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen.

Foto mit freundlicher Genehmigung: Jiang Jianying

Doch nachts sinkt die Temperatur, die Fähigkeit der Luft, Wasserdampf zu speichern, nimmt ab und ein Teil des Wasserdampfs verwandelt sich in Nebel. Nebel tritt am wahrscheinlichsten zwischen Mitternacht und dem frühen Morgen auf und löst sich nach Sonnenaufgang mit steigenden Temperaturen schnell auf. Die Animation zeigt deutlich, wie sich der dichte Nebel in Hebei, Henan, Shanxi und Shaanxi auflöst.

2. Einsatz von Wettersatelliten zur Katastrophenüberwachung

Neben der Wetterbeobachtung können Fengyun-Satelliten auch eine effektive Überwachung der ökologischen Umwelt, der Landwirtschaft, der Wetterkatastrophen usw. durchführen. Das Bild unten zeigt beispielsweise die Überwachung von Wald- und Graslandbrandherden in der Autonomen Region Innere Mongolei mithilfe des Satelliten Fengyun-3D. Da bei einem Brand in der Regel Rauch entsteht, können wir auf dem Bild unten die Richtung des Rauchs deutlich erkennen. So können wir die Brandsituation überwachen oder den Brandherd rechtzeitig lokalisieren.

Foto mit freundlicher Genehmigung: Jiang Jianying

Derzeit sind die Wettersatelliten von Fengyun in die weltweite Sequenz der einsatzfähigen Wettersatelliten der Weltorganisation für Meteorologie aufgenommen. Als wichtiges Mitglied des Global Integrated Observing System und Dienstsatellit der International Charter on Space and Major Disasters hat ihre offene und gemeinsam genutzte Datenpolitik Nutzern auf der ganzen Welt Vorteile gebracht. Es spielt eine wichtige Rolle bei der internationalen Prävention und Eindämmung meteorologischer Katastrophen und unterstützt den Aufbau der „Belt and Road Initiative“ und ist zu einer leuchtenden Visitenkarte der diplomatischen Aktivitäten Chinas geworden.

Planung und Produktion

Autor: Jiang Jianying, Leiter des Nationalen Satellitenmeteorologischen Zentrums

Rezension | Ai Wanxiu, Leitender Experte, Climate Service Office, Nationales Klimazentrum

Planung von Cui Yinghao

Herausgeber: Cui Yinghao