Wie diese Konstellation aus Schuhkarton

Bella Isaacs-Thomas Bella Isaacs-Thomas

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Während die diesjährige Hurrikansaison im Atlantik offiziell beginnt, bereitet sich eine neu gestartete Mission darauf vor, diese Stürme genauer zu untersuchen, und könnte Meteorologen schließlich dabei helfen, genauere Informationen bereitzustellen, damit die Menschen mehr Zeit haben, sich vorzubereiten oder Sicherheit zu suchen.

Um tropische Wirbelstürme zu untersuchen, zu denen auch Hurrikane gehören, nutzt TROPICS die Leistung kleiner Satelliten. Bei dieser Zusammenarbeit zwischen akademischen Institutionen und Bundesbehörden handelt es sich um vier CubeSats, die nur die Größe eines Schuhkartons haben und in einer Art Konstellation angeordnet sind, die nun die Erde umkreisen. Die ersten beiden CubeSats wurden Anfang Mai in die erdnahe Umlaufbahn geschickt, während die letzten beiden Ende letzten Monats einen erfolgreichen Start abschlossen.

Zu den Faktoren, die diese Mission auszeichnen, gehören die Orbitalkonfiguration der Konstellation – sie reicht vom mittleren Atlantik der Vereinigten Staaten bis zur Südküste Australiens – sowie die Häufigkeit ihrer Beobachtungen.

Während andere Satelliten möglicherweise die Pole umkreisen und zweimal täglich einen einzelnen Hurrikan beobachten, führen die TROPICS-Satelliten stündliche Beobachtungen über dem tropischen bis subtropischen Teil des Planeten und allen Stürmen durch, die sich in diesen Gewässern bilden, sagte Jason Dunion, Meteorologe und Direktor des Hurricane Field Program der National Oceanic and Atmospheric Administration.

Die häufigere Beobachtung von Stürmen wird es den Forschern ermöglichen, ein besseres Gefühl dafür zu bekommen, wie sie sich in kürzerer Zeit verändern. Dazu gehöre auch eine schnelle Intensivierung, sagte er, ein seltenes Phänomen, bei dem Stürme innerhalb weniger Stunden dramatisch stärker würden.

Hurrikane werden nach ihrer anhaltenden Windgeschwindigkeit kategorisiert. Bei einer schnellen Intensivierung steigen diese Geschwindigkeiten im Laufe von 24 Stunden um 35 Meilen pro Stunde oder mehr – ein Sturm der Kategorie 1 kann schnell zu Kategorie 3 auf der Saffir-Simpson-Hurrikan-Windskala übergehen, sagte Dunion. Häufigere Beobachtungen von Hurrikanen sollten es den Forschern ermöglichen, der raschen Intensivierung immer einen Schritt voraus zu sein und schließlich frühere Warnungen auszusprechen, sagte er.

„Die Möglichkeit, diese Stürme den ganzen Tag über stündlich zu sehen [durch TROPICS], ist ein ziemlich unglaublicher Fortschritt“, sagte Dunion.

Jeder CubeSat ist mit 12 Mikrowellenkanälen ausgestattet, die Variablen messen, von Temperatur und Feuchtigkeit bis hin zu Niederschlag. Dunion stellte fest, dass ein Kanal, der besonders empfindlich auf Eis reagiert, noch nicht zur Untersuchung von Hurrikanen genutzt wurde und weitere Informationen über die Sturmstruktur liefern könnte.

„Diese Satelliten sind viel kleiner als andere, teurere Satelliten, die zur Messung von Wettervariablen verwendet werden, aber sie bieten eine große Leistung in Bezug auf die Forschung, die sie durchführen können“, sagte TROPICS-Hauptforscher William Blackwell, der am Lincoln des Massachusetts Institute of Technology arbeitet Labor. Außerdem sind sie vergleichsweise günstiger in der Einführung.

Blackwell sagte, die TROPICS-Mission sei aus der Notwendigkeit heraus entstanden, Informationen zu sammeln, die bisher schwer zu sammeln seien. Im Großen und Ganzen, erklärte er, können die von Wettersatelliten gesammelten Daten auf verschiedene Arten kategorisiert werden:

In dieser Abbildung sammeln Satelliten der TROPICS-Mission wichtige Klimainformationen, während sie nahe der Erdoberfläche kreisen. Bild mit freundlicher Genehmigung von Jason Dunion/NOAA

Derzeit können Forscher sichtbare Infrarotdaten in LEO- und GEO-Positionen sammeln. Sie können auch Mikrowellendaten in LEO sammeln. Eine bestimmte Kombination können sie jedoch noch nicht erfassen: Mikrowellendaten in GEO.

TROPICS biete eine Umgehungslösung für den Zugriff auf diese Daten, sagte Blackwell, da die Konstellationsstruktur der Mission es den vier Satelliten ermögliche, effektiv die gleichen Mikrowellendaten bereitzustellen, die Forscher von einem einzelnen GEO-Sensor erwarten würden, jedoch aus einer erdnahen Umlaufbahn.

„Die heutige Technologie ermöglicht es uns endlich, diese Satelliten zu miniaturisieren, viele davon zu fliegen und die zeitliche Aktualisierung zu erhalten, die wir uns schon so lange gewünscht haben“, sagte er.

Obwohl sich alle vier Satelliten der Konstellation im Orbit befinden, wird es noch einige Wochen dauern, bis die beiden jüngsten Ergänzungen vollständig betriebsbereit sind. Die ersten beiden nähern sich dem Ende ihres Kalibrierungsprozesses, produzieren aber bereits Bilder, sagte Blackwell.

Die frühen Tage der Mission werden zeigen, welche neuartigen Informationen diese Satelliten bieten können. Es könnte eine Weile dauern, bis die Forscher wissen, ob die gesammelten Informationen vollständig in öffentliche Prognosen integriert werden können.

Die Hurrikansaison beginnt am 1. Juni für den Atlantik und den Zentralpazifik; Für den Ostpazifik begann es am 15. Mai. Es endet in allen drei Regionen am 30. November.

Ende Mai richtete der Taifun Mawar in Guam verheerende Schäden an, verursachte Überschwemmungen und Schäden an der Infrastruktur, forderte jedoch keine gemeldeten Todesfälle. (Hurrikane und Taifune sind unterschiedliche Bezeichnungen für dasselbe Phänomen.)

Die NOAA prognostizierte letzte Woche, dass es im Atlantik zu einer nahezu normalen Hurrikanaktivität kommen wird. Experten gehen davon aus, dass sich fünf bis neun benannte Stürme zu Hurrikanen entwickeln könnten, wobei zwischen einem und vier davon Windgeschwindigkeiten von 111 Meilen pro Stunde oder mehr haben könnten. Damit wären es mindestens Stürme der Kategorie 3.

Der stellvertretende Handelsminister Don Graves kündigte während einer Pressekonferenz am 25. Mai Verbesserungen bei den Hurrikan-Prognosefähigkeiten der NOAA an und stellte fest, dass die Sieben-Tage-Prognosen der Agentur jetzt genauso genau seien wie die Fünf-Tage-Prognosen.

Ein Faktor, der den Verlauf der diesjährigen Hurrikansaison beeinflussen wird, ist El Niño – ein Klimamuster, das zu einer Erwärmung des Oberflächenwassers in Teilen des Pazifischen Ozeans führt, die das Wetter weltweit beeinflussen kann – und das sich voraussichtlich in diesem Sommer entwickeln wird.

Im Gegensatz zur gegnerischen Klimakraft La Niña wird El Niño mit einer unterdrückten Hurrikanaktivität im Atlantik in Verbindung gebracht. Das liegt daran, dass die Winde im Atlantik und insbesondere im Westatlantik und in der Karibik während der El-Niño-Jahre tendenziell feindseliger gegenüber der Entstehung von Stürmen sind, sagte Dunion. Der diesjährige Übergang in El Niño markiert das Ende von drei Jahren La Niña.

Aber das ist nicht der einzige Faktor, der die Hurrikansaison beeinflusst. Das Wasser des Atlantiks ist wärmer als gewöhnlich und warmes Wasser führt zu stärkeren Stürmen, die möglicherweise mehr Schaden anrichten können.

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Bundesbeamte betonen, dass die möglicherweise gute Nachricht einer nahezu normalen Hurrikansaison im Atlantik die Notfallvorsorge nicht weniger wichtig macht – Gemeinden sollten sicherstellen, dass sie über die nötigen Ressourcen und Planung verfügen, um sich zu schützen, lange bevor ein Sturm auf Land trifft.

„Es braucht nur einen starken Sturm, der auf Land trifft, um einen Unterschied zu machen, selbst in einem ruhigen Jahr“, sagte Dunion. „[Selbst] wenn wir mit einem ruhigeren Jahr rechnen, heißt das nicht, dass man sich nicht auf mögliche Stürme vorbereiten sollte, insbesondere entlang der Küste.“

Links: Ein zerstörtes Gebäude im Volusia County ist abgebildet, nachdem Hurrikan Nicole am 11. November 2022 in Daytona Beach Shores, Florida, USA, an der Ostküste Floridas gelandet ist. Marco Bello/Reuters

Von Seth Borenstein, Associated Press

Von Seth Borenstein, Associated Press

Von Seth Borenstein, Associated Press

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Bella Isaacs-Thomas ist digitale Reporterin im Wissenschaftsressort der PBS NewsHour.