6. Satellitenaltimetrie
Das Radaraltimeter
Altimeter haben eine Parabolantenne, die zur Erde gerichtet ist (siehe Abbildung). Wie bei herkömmlichen Radargeräten werden Mikrowellenimpulse zur Meeresoberfläche geschickt und dann die Zeit bis zur Rückkehr der reflektierten Impulse am Satelliten gemessen. Je mehr Zeit benötigt wird, desto größer ist die Entfernung zwischen dem Satellit und der Meeresoberfläche.
Um die Entfernung in eine brauchbare Messung der Meereshöhe umzuwandeln, werden jede Menge ‘Tricks’ angewendet:
- Erstens, die Höhe des Satellitenorbits muss genauestens bekannt sein – die Bestimmung seiner Flugbahn (des Orbits) (etwa ~1000 km von der Erdoberfläche entfernt) darf höchstens einen Fehler von 1 cm haben!
- Dann muss die Bremswirkung der Ionosphäre, der atmosphärischen Gase und der Luftfeuchtigkeit auf den Mikrowellenimpuls berücksichtigt werden; sie beeinflussen die Lichtgeschwindigkeit.
- Auch nach komplizierten Anpassungen zeigt das Resultat nicht nur die Höhe des Meeresspiegels, wie er sich durch die Strömungen ergibt, sondern auch die Höhe der Gezeiten und der lokalen Auswirkungen des Luftdrucks. Durch Anwendung akkurater Gezeiten- und Luftdruckmodelle werden diese Zusatzkomponenten beseitigt.
- Zum Schluss werden von Satellitenexperten die genauen Daten des Meereshöhenprofils längs der Flugbahn des Satelliten berechnet.
Die Daten jeder Satellitenspur umfassen Streifen von nur einigen Kilometern Breite. Aber sie können in nur wenigen Tagen ein feines Gitternetz über dem gesamten Globus bilden. Wieviel Zeit nötig ist, um den ganzen Globus zu erfassen, hängt von den Eigenschaften des Orbits ab; TOPEX/POSEIDON und Jason-1, zwei der bekanntesten Satelliten mit Altimetern, benötigen dafür 9,92 Tage.
Viele Nutzer der Satellitenaltimetrie bevorzügen Daten, die auf gerasterten Karten mit Längen- und Breitengraden aufgezeichnet sind. Das bedeutet, dass die langen, dünnen Lücken zwischen den Spuren gefüllt werden müssen. Durch komplizierte mathematische Berechnungen werden Messdaten mehrerer Altimeter und Satelliten miteinander kombiniert. Das Ergebnis wird auf eine Meereshöhenkarte (Sea Surface Height) mit Längen- und Breitengraden übertragen. Alle 7 oder 10 Tage wird eine neue Karte erstellt. Mit Hilfe dieser Karten wird die Neigung der Meeresoberfläche errechnet.
Wenn Sie sich dafür interessieren, können Sie in den folgenden Seiten herausfinden, wie Meeresforscher mithilfe von Meereshöhenkarten die Strömungen messen:
