Wolkenanalyse macht Wetterprognosen besser
Hochauflösendes LiDAR liefert präzise Strukturdaten - Forscher nutzen Einzelphotonen-Zählung
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Großlabor: In dieser Kammer werden Wolken analysiert (Foto: mtu.edu) |
Upton/Hoboken/Houghton (pte006/21.01.2026/06:15)
US-Forscher am Brookhaven National Laboratory (BNL) lassen Daten zur Struktur der Wolken in die Wetterprognosen einfließen. Dies könnte die bestehenden Vorhersagemodelle künftig noch präziser machen.
Photonen einzeln gezählt
Genau diese Strukturen können die Experten künftig darstellen. Dazu haben sie ein LiDAR-System entwickelt, das heutige Geräte an Präzision weit übertrifft. LiDAR nutzt Laserpulse, um präzise 3D-Daten von Umgebungen durch Messung der Zeit zu erfassen, die das Licht benötigt, um von Objekten zurückzukehren.
Das hochauflösende LiDAR-System hat Yong Meng Sua vom Stevens Institute of Technology in enger Zusammenarbeit mit dem Brookhaven-Team entwickelt. Er nutzt die sogenannte zeitkorrelierte Einzelphotonen-Zählung - eine Technik, mit der jedes einzelne Photon erfasst wird, das die Wolke reflektiert.
"Das sind Millionen Signale in jeder Sekunde, aus denen computergestützt detaillierte Profile der Wolkenstruktur mit Zentimetergenauigkeit rekonstruiert werden. Dieses LiDAR ist im Wesentlichen ein Mikroskop für Wolken", erläutert Yong.
Erst in der Wolkenkammer
Getestet haben die Experten ihr System in einer Kammer der Michigan Technological University, in der künstliche Wolken erzeugt werden. Die hochauflösenden LiDAR-Messungen zeigen, dass die Verteilung der Tröpfchen am oberen Rand der Wolke erheblich von der gleichmäßigeren Struktur abweichen, aus der der Großteil der Wolke besteht.
"Im Hauptbereich einer Wolke ist die Turbulenz in der Regel stark. Diese starke Turbulenz ermöglicht es, dass sich Wolkentröpfchen unterschiedlicher Größe effizient vermischen und relativ gleichmäßig verteilt bleiben, also homogen sind", so Yong.
Viele Atmosphärenmodelle vernachlässigen Yang zufolge die Unterschiede und nähmen an, dass alle Tröpfchen gleich schnell herunterfallen. Dies könne zu erheblichen Fehlern bei der Wetterprognose führen, insbesondere durch die unterschiedliche Reflexion des Sonnenlichts.
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