Atmosphäre, Wetter und Klimawandel: Grundlagen für Analyse und Anpassung

Die Beobachtung von Atmosphäre, Wetter und Klima ist zentral für das Verständnis unseres Planeten – und eine unverzichtbare Grundlage für den Umwelt- und Klimaschutz, die Risikovorsorge sowie der Planung von Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel. Das europäische Erdbeobachtungsprogramm Copernicus liefert hierfür umfassende und kontinuierlich verfügbare Informationen aus dem All und von der Erde.

Copernicus

Im Zentrum von Copernicus stehen dabei die Daten der Sentinel-Satelliten, ergänzt durch Messungen weiterer Satelliten der ESA, der europäischen Wettersatelliten-Organisation EUMETSAT sowie kommerzieller Anbieter. Satellitengestützte Erdbeobachtung allein ist für das Atmosphären-, Umwelt- und Klimamonitoring jedoch nicht aussagekräftig genug. Um ein vollständiges Bild zu erhalten, werden Satellitendaten mit In-situ-Daten kombiniert – mit Messungen direkt vor Ort: am Boden, auf See und in der Luft, die beispielsweise durch den Deutschen Wetterdienst (DWD) bereitgestellt werden.

Zwei zentrale Copernicus-Dienste kommen im Bereich Atmosphäre und Klima zum Einsatz.

Copernicus Climate Change Service

Der Copernicus Climate Change Service (C3S) stellt unter anderem Datenreihen, Klimaprojektionen und Indikatoren bereit, mit denen sich der Klimawandel analysieren und dessen Folgen gezielt adressieren lassen. Mit Hilfe dieser Informationen können Entscheidungsträgerinnen und Entscheidungsträger konkrete Anpassungsstrategien entwickeln.

Copernicus Atmosphere Monitoring Service

Der Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) liefert aktuelle Informationen zur Luftqualität, zum Gehalt von Spurengasen und Feinstaub sowie zur Sonneneinstrahlung oder zu Pollenbelastungen. Diese Daten fließen in tägliche bis stündliche Analysen, Vorhersagen und Rückberechnungen ein – diese sind teils in Textform, teils visuell aufbereitet oder als interaktive Anwendungen verfügbar.

Nationale Produkte

Ergänzend zu den europäischen Diensten stellt der DWD eine Vielzahl nationaler Produkte bereit, die gezielt auf deutsche Nutzungsbedarfe zugeschnitten sind. Dazu zählen unter anderem regionale Klimaprojektionen, UV-Index-Vorhersagen und Warnsysteme. Über das Klimanavigationssystem sowie die Plattform Climate Data Center (CDC) werden Analysewerkzeuge, Karten und Datensätze für Forschung, Verwaltung und Öffentlichkeit bereitgestellt. Diese nationalen Produkte ergänzen das europäische Copernicus-Angebot und ermöglichen eine feinräumige, anwendungsorientierte Nutzung von Klimadaten in Deutschland.

Ergänzende Satellitenmissionen

Neben den Sentinel-Missionen speisen sich die Produkte von C3S und CAMS, sowie bestimmte DWD Produkte, auch aus umfangreichen Datenarchiven und weiteren Satellitenbeobachtungen:

MERLIN (ab 2028 geplant): Der deutsch-französische Klimasatellit MERLIN (Methane Remote Sensing Lidar Mission) wird weltweit die Konzentration von Methan – dem nach CO₂ zweitwichtigsten Treibhausgas – kartieren. Ziel ist es, Methanquellen (z. B. aus Permafrostböden oder industrieller Landwirtschaft) und -senken (z. B. durch Bodenbakterien) präzise zu identifizieren. Dank seines Lidar-Systems kann MERLIN auch nachts und durch dünne Wolken hindurch messen. Die Daten sollen dazu beitragen, die globalen Methanemissionen bis 2030 um mindestens 30 % zu reduzieren.

Aeolus (2018–2023): Der ESA-Satellit war weltweit der erste, der mithilfe eines Lidar-Systems globale Windprofile erfasst hat. Durch die präzise Messung von Luftströmungen aus dem All wurde das Verständnis großräumiger Wettersysteme deutlich verbessert – ein wichtiger Fortschritt für die Wettermodellierung und -vorhersage.

METEOSAT-Reihe: Seit 1977 liefert EUMETSAT mit den METEOSAT-Satelliten kontinuierliche Wetterdaten von einer geostationären Umlaufbahn aus. Der neueste Satellit, MTG-I1 (Meteosat Third Generation – Imager), wurde Ende 2022 gelaunched. Dank verbesserter räumlicher und zeitlicher Auflösung kann er dynamische Prozesse wie Gewitter, Nebel oder Waldbrände schneller und präziser erkennen – ein erheblicher Fortschritt für die Frühwarnung und Katastrophenvorsorge.

METimage (2025): Diese Mission ist mit einem hochmodernen multispektralen Radiometer ausgestattet, das auf Satelliten des EUMETSAT Polar Systems der zweiten Generation installiert ist. Es ermöglicht die präzise Messung von Wolken, Aerosolen, Vegetation, Bränden, Eisbedeckung und der Oberflächentemperatur von Land und Ozeanen – wichtige Parameter für verbesserte Wetter- und Klimavorhersagen.

Unterstützung aus dem Copernicus Fachnetzwerk

Zur fachlichen Unterstützung wurde das nationale Copernicus Fachnetzwerk eingerichtet. Es besteht aus Fachkoordinatorinnen und Fachkoordinatoren, Fachexpertinnen und Fachexperten sowie den Copernicus Netzwerkbüros.

Wer zu Anwendungen oder Ansätzen zur Nutzung Fragen hat, kann sich an die nationale Copernicus Fachkkordination am DWD wenden.