Ozonsonde

Wasserstoffballon mit Reflektor

Eine Radiosonde dient der Meteorologie zur Messung von Parametern der Atmosphäre in großen Höhen bis zu 35 km über NN (Stratosphäre). Sie wird von einem Wetterballon getragen.

Technik

Sensor- und Codierteil einer älteren Radiosonde

Messfühler an der Radiosonde messen Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit während der Ballon in die Höhe steigt. Periodisch werden die gesammelten Daten per Funk (in Deutschland bei ca. 400 MHz) an die Bodenstation gesendet.

Die Sonden sind zur Wärmeisolation in einem Schaum-Polystyrol-Gehäuse untergebracht, außen sind lediglich eine Drahtantenne und Sensoren. Die Sonde besteht mindestens aus einer Batterie, Sensoren für Druck (barometrische Höhenmessung), Temperatur, Feuchtigkeit usw. und einem Telemetrie-Sender.

Der rechts abgebildete Sensor- und Codierteil einer Radiosonde (DDR, ca. 1960) zeigt

• Temperatursensor (oben, Bimetall)
• Druckmessdose (links unter dem Blechwinkel)
• Zeitbasis (Taschenuhrwerk, rechts außen)
• Codierer für Temperatur und Feuchte (roter PVC-Zylinder mit Kontaktdraht-Wendel)
• Codierer für Luftdruck (Pertinax-Balken mit Kontaktstreifen, rechts hinter dem Zylinder)

Der Feuchtesensor (Haar-Hygrometer), die Batterie und der Telemetriesender (UHF-Röhrensender mit einer Triode) sind im Bild nicht zu sehen.

Heute kommen Einmal-Radiosonden zum Einsatz, ein Finderlohn wird nicht ausgezahlt. In der DDR wurde zeitweise ein Finderlohn von 5 Mark gezahlt. Ein Radiosondenaufstieg kostet mit wasserstoffgefülltem Ballon und Radiosonde heute ca. 300 €.

Per Radar kann die Position einer Radiosonde bestimmt werden, dies ist hilfreich um die Windrichtung der Höhenwinde zu bestimmen, die wiederum bei der Wettervorhersage immens wichtig ist. Die Sonde trägt dafür einen wegen des geringen Gewichts aus mit reflektierender Folie beschichteter Pappe bestehenden Radarreflektor, der die ausgesendeten Funkwellen wieder zurückwirft und damit Rückschlüsse auf die Position zulässt. Sehr moderne Radiosonden nutzen zur Positionsbestimmung allerdings einen GPS-Empfänger, dessen errechnete Position dann per Funk weitergegeben wird.

Die MeteoSchweiz resp. die Schweizer Armee verwendet keine GPS-Peilung für ihre Wettersonde SRS400. Die Gründe hierfür sind, dass die Radar-Peilung genauer ist als die GPS-Peilung und man nicht von den GPS-Betreibern abhängig ist. Ob sich aber doch irgendwann GPS durchsetzen wird, ist noch ungewiss.

Die Sonde gleitet an einem Fallschirm zu Boden. Es hat sich aber herausgestellt, dass der kleine Fallschirm meist wenig nützt und sich oft auch mit den Schnüren verknotet und sich nicht entfaltet. Es heißt, dass er aus Versicherungsgründen trotzdem verwendet werden muss.

Spezielle Ozonsonden können zusätzlich auch die Ozonkonzentration messen. Diese Messdaten sind für die Beobachtung des Ozonloches nötig.

Auflass-Zyklen

In Deutschland wird in der Regel alle 12 Stunden an jedem Sondenstartpunkt (ca. 10 in Deutschland, 2 davon von der Bundeswehr) eine neue Sonde in den Himmel geschickt, die vorhergehende Sonde ist zu diesem Zeitpunkt zumeist nicht mehr aktiv, also bereits am Boden.

Damit die Sonde überhaupt fliegen kann, wird ein schlaff gefüllter großer Helium-oder Wasserstoffballon daran befestigt. Mit zunehmender Höhe wird der Ballon durch den abnehmenden Luftdruck immer praller und platzt schließlich, da sich das Gas im Innern auf ein Vielfaches des Volumens am Boden ausgedehnt hat.

Nun beginnt die Sonde wieder zur Erde zurück zu fallen. Damit sie nicht einfach auf den Boden prallt, ist sie oft mit einem kleinen Fallschirm ausgerüstet.

„Sondenjäger“

Manche Menschen machen sich den Spaß und die Mühe, die in der Luft befindlichen Sonden zu verfolgen und nach Herunterfallen möglichst aufzusammeln. Teilweise kommt es zu regelrechten Kopf-an-Kopf-Rennen dieser sogenannten Sondenjäger.

Für die Sondenjagd ist ein gutes Wissen rund um Funk und Richtfunk hilfreich, denn hier gibt es viele Schwierigkeiten (Reflexionen der Funkwellen an Flugzeugen, Bergen etc.).

Radiosonden auf anderen Planeten

Die sowjetische Raumsonde Vega setzte 1984 zwei Radiosonden in der Venusatmosphäre ab, die über zwei Tage hinweg verfolgt werden konnten.

Sonstiges

Wetterballons sorgen zuweilen für UFO-Alarme.

Der Ballon Echo 1 trug keine Instrumente, er diente als passiver Reflektor der Radiokommunikation. Er stieg nicht als Ballon auf, sondern wurde erst außerhalb der Atmosphäre in 1500 km Höhe aufgeblasen.

Siehe auch

• Léon-Philippe Teisserenc de Bort
• Wolkenhöhenmessballon, http://en.wikipedia.org/wiki/Ceiling_balloon

Weblinks