Hurrikan Rita, aufgenommen am 22. September. Bildnachweis: ESA. Klicken um zu vergrößern.
Als der Hurrikan Rita in den Golf von Mexiko eindrang, konnte das Radar des ESA-Satelliten Envisat durch wirbelnde Wolken dringen, um direkt zu zeigen, wie der Sturm die Meeresoberfläche aufwirbelt. Dieses Bild wurde dann verwendet, um die Windfeldgeschwindigkeiten von Rita abzuleiten.
Envisat hat dieses ASAR-Bild (Advanced Synthetic Aperture Radar) am 22. September um 0344 UTC (2345 am 21. September in der US-amerikanischen Sommerzeit) aufgenommen, als der Hurrikan Rita westlich von Florida und Kuba vorbeifuhr. Das Bild wurde im Wide Swath-Modus mit einer Auflösung von 150 Metern aufgenommen. Das optische Bildgebungsspektrometer (MERIS) von Envisat mit mittlerer Auflösung wird auch verwendet, um den Sturm bei Tageslicht zu beobachten und Details seiner Wolkenstruktur und seines Drucks zurückzugeben.
Im Radarbild sind um das Auge des Hurrikans Rita besonders große Wellen zu sehen. ASAR misst die Rückstreuung, die ein Maß für die Rauheit der Meeresoberfläche ist. Grundsätzlich bedeuten helle Bereiche des Radarbildes aufgrund der Oberflächenrauheit eine höhere Rückstreuung. Diese Rauheit wird stark vom lokalen Windfeld beeinflusst, so dass die Radar-Rückstreuung wiederum zur Messung des Windes verwendet werden kann.
Das Center for Southeastern Tropical Advanced Remote Sensing an der Universität von Miami hat dieses ASAR-Bild verwendet, um die Geschwindigkeit der Oberflächenwindfelder des Hurrikans Rita zu berechnen. zeigt maximale Windgeschwindigkeiten von mehr als 200 Stundenkilometern.
„Die detailliertesten Informationen über die Dynamik und Eigenschaften von Hurrikanen werden von speziellen Flügen mit Hurrikanjägerflugzeugen erhalten“, erklärt Hans Graber von CSTARS. „Diese Flugmissionen können jedoch nicht immer stattfinden. Satellitenfernerkundung bietet einen kritischen alternativen Ansatz.
„Für Wettervorhersager ist es wichtig, eine zuverlässige Charakterisierung der Augenwanddimension und der Radien der stürmischen Sturm- und Hurrikanwinde zu erhalten, um geschickte Vorhersagen und Warnungen zu liefern. Satellitenbasierte Beobachtungen werden ein besseres Verständnis der Entwicklung und Intensivierung von Hurrikanen ermöglichen.
"Radarbilder dringen durch Wolken und können den Augenersatzzyklus von Hurrikanen, die Vorläufer für eine weitere Intensivierung sind, leicht erkennen."
Rita war eine maximale Kategorie fünf auf der Saffir-Simpson Hurricane Scale, als das ASAR-Bild aufgenommen wurde. Auf dem Weg nach Westen durch den Golf von Mexiko hat es sich zu einer immer noch gefährlichen Kategorie 4 abgeschwächt. Rita wird voraussichtlich am Morgen des 24. September an der Golfküste landen.
ERS-2 schließt sich den Beobachtungen von Rita an
Am selben Tag, als Envisat sein ASAR-Bild von Rita aufnahm, machte sein Schwesterraumschiff ERS-2 mit seinem Radar-Scatterometer auch ergänzende Beobachtungen der zugrunde liegenden Windfelder des Hurrikans.
Dieses Instrument feuert drei hochfrequente Radarstrahlen auf den Ozean ab und analysiert dann das Muster der Rückstreuung, die wieder reflektiert wird. Windgetriebene Wellen auf der Meeresoberfläche verändern die Radar-Rückstreuung, und wenn die Energie in diesen Wellen mit der Windgeschwindigkeit zunimmt, nimmt auch die Rückstreuung zu. Die Ergebnisse des Scatterometers ermöglichen Messungen nicht nur der Windgeschwindigkeit, sondern auch der Richtung über die Wasseroberfläche.
Was das Scatterometer von ERS-2 besonders wertvoll macht, ist, dass seine C-Band-Radarfrequenz von starkem Regen nahezu unberührt bleibt, sodass nützliche Winddaten auch aus dem Herzen der heftigsten Stürme zurückgegeben werden können. und ist das einzige Scatterometer dieses Typs, das sich derzeit im Orbit befindet.
Die hier gezeigten ERS-2-Scatterometer-Ergebnisse für den Hurrikan Rita wurden vom Royal Netherlands Meteorological Institute (KNMI) verarbeitet. Sie werden auch routinemäßig vom Europäischen Zentrum für mittelfristige Wettervorhersage (EZMW) in ihre fortschrittlichen numerischen Modelle für meteorologische Vorhersagen aufgenommen.
„Scatterometerdaten von der ERS-2-Plattform liefern qualitativ hochwertige Windinformationen in der Nähe tropischer Wirbelstürme“, erklärt Hans Hersbach vom EZMW. "Für einen Hurrikan wie Rita ermöglicht die Kombination solcher Beobachtungen mit [in-situ] Dropsonde-Daten dem Analysesystem beim EZMW, eine verbesserte Prognose zu erstellen."
Ein anderes Envisat-Instrument namens Radar Altimeter-2 verwendet Radarimpulse, um die Meeresoberflächenhöhe (SSH) mit einer Genauigkeit von wenigen Zentimetern zu messen.
Die Radaraltimetrie in Echtzeit ist ein leistungsstarkes Instrument zur Überwachung des Fortschritts eines Hurrikans und zur Vorhersage seiner möglichen Auswirkungen. Dies liegt daran, dass Anomalien in SSH verwendet werden können, um wärmere Ozeanmerkmale wie warme Kernringe, Wirbel und Strömungen zu identifizieren.
Die US-amerikanische National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) verwendet Envisat RA-2-Ergebnisse zusammen mit denen anderer weltraumgestützter Höhenmesser, um solche Regionen mit „tropischem Zyklon-Wärmepotential“ (TCHP) zu kartieren und die Genauigkeit der Hurrikan-Rita-Vorhersage zu verbessern.
Hurrikane beobachten
Ein Hurrikan ist im Grunde ein großer, starker Sturm, der sich um eine Zone mit extrem niedrigem Druck dreht. Starke Oberflächenwinde mit niedrigem Niveau und Bänder mit intensiven Niederschlägen kombinieren starke Aufwinde und Abflüsse feuchter Luft in höheren Lagen, wobei Energie als regnerisches Gewitter freigesetzt wird.
Envisat verfügt sowohl über optische als auch über Radarinstrumente, mit denen Forscher die Wolkenstruktur und den Druck in der Atmosphäre im sichtbaren und infraroten Spektrum beobachten und gleichzeitig mithilfe der Radar-Rückstreuung die Rauheit der Meeresoberfläche messen und so die Windfelder direkt darüber ableiten können es.
Diese Winde, die auf dem Niederdruckauge des Sturms zusammenlaufen, bestimmen letztendlich die spiralförmigen Wolkenmuster, die für einen Hurrikan charakteristisch sind.
Zusätzliche Envisat-Instrumente können verwendet werden, um die Temperatur des warmen Meereswassers zu messen, das Stürme während der jährlichen Atlantik-Hurrikansaison antreibt, sowie Anomalien der Meereshöhe, die mit warmen Merkmalen des oberen Ozeans zusammenhängen.
Originalquelle: ESA-Pressemitteilung
Hier sind einige Hurrikanbilder.
