Das Problem mit der Wolkendecke
An einem Herbstwochenende war ich mit Mika draußen unterwegs. In der Woche zuvor war es eher ungemütlich gewesen und es hat immer mal wieder geregnet. Aber heute zeigte sich der Oktober von seiner schönsten Seite. Am Horizont war zwar eine Wolke zu sehen, aber ansonsten schien die Sonne. Der Wetterbericht hatte allerdings schon angekündigt, dass noch Wolken mit Schauern kommen können. Und das ging dann auch schneller, als ich gedacht hatte. Bald kam die Wolke am Horizont immer näher. Als dann schließlich die ersten Tropfen fielen, waren wir zum Glück gerade zu Hause angekommen. Der Schauer sollte relativ schnell wieder vorbei sein. Als ich in den Wetterbericht schaute, musste ich feststellen, dass das aktuelle Wetter als „klar“ angezeigt wurde. Komisch, dachte ich mir. Aber gut, die Messung kann ja schon eine Stunde alt sein. Nach wenigen Minuten schaute ich erneut nach. Der Wetterbericht hatte sich inzwischen aktualisiert und zeigte nun „leicht bewölkt“. Ich schaute aus dem Fenster und sah nur grau. Mika zuckte auch nur mit den Schultern und wunderte sich. Das kann doch nicht stimmen.
Am nächsten Tag fragte ich bei Stefan nach, der sich mit der Messung des Bedeckungsgrades beschäftigt. Als die Frage aufkam, wie der Bedeckungsgrad vom Himmel gemessen werden kann, musste er gleich etwas schmunzeln, da das gar nicht so einfach ist. Wir gingen auf eine Wiese, auf der viele Instrumente standen. Zuerst gingen wir zu einem der etwas größeren Geräte, an dem ein Warnschild darauf hinwies, dass man nicht direkt von oben hineinschauen soll. Stefan sagte: „Das hier ist unser Ceilometer, mit dem wir die Bewölkung vom Himmel messen.“
„Und wie funktioniert das?“, fragte ich.
„Das Gerät schickt einen Laserstrahl in den Himmel. Wenn dort eine Wolke ist, wirft diese den Strahl zurück, was das Gerät dann erfassen kann. So kann erstmal festgestellt werden, ob sich überhaupt eine Wolke am Himmel befindet. Aus der Zeit, wie lange der Strahl für den Weg hin und zurück braucht, kann man dann auch die Höhe der Wolke berechnen“, erklärte Stefan.
„Das ist ja spannend!“, sagte ich.
„Und in dieser Methode liegt auch die Antwort auf deine Frage“, erklärte Stefan weiter, „Dadurch, dass dieser Strahl nur einen Punkt am Himmel abdeckt, kann eine Wolke auch nur dann gemessen werden, wenn sie direkt über dem Gerät steht. Ob es dann nur leicht oder stärker bewölkt ist, kann nur geschätzt werden. Das wird gemacht, indem mehrmals über die Zeit gemessen wird und dann schaut man, wie oft eine Wolke erkannt wurde. Wenn in der Hälfte der Messungen eine Wolke erkannt wird, dann ist es wahrscheinlich locker bewölkt. Und wenn in dieser ganzen Zeit keine Wolke erkannt wird, dann ist es eben klar.“
So langsam verstand ich, was am Tag davor passiert war. Die Wolke war zwar schon sehr nah gewesen, aber eben noch nicht direkt über dem Instrument. Das Ceilometer konnte die Wolke also noch nicht erfassen und hat die aktuelle Situation als einen klaren Himmel beschrieben. Auch danach wurden für die Berechnung des Bedeckungsgrades die älteren Messungen mitverwendet, sodass das Gerät insgesamt von nur ein paar Wolken ausging.
Stefan erklärte weiter: „So wird es meistens gemessen. Allerdings gibt es auch andere Instrumente, mit denen wir den ganzen Himmel beobachten können. Zum Beispiel das hier.“ Er zeigte auf ein sehr viel kleineres Gerät ein paar Schritte weiter. „Das ist eine All-sky Kamera.“ Es war nur ein kleiner Kasten mit einer kleinen Glaskuppel oben drauf.
„Das Gerät macht also einfach nur Bilder?“, fragte ich.
„Genau, allerdings ist eine besondere Linse verbaut, sodass die Kamera den ganzen Himmel sieht.”, antwortete Stefan, “Die Wolken werden dann von einem Computer erkannt. Das geht dann einfach über die Farben. Wolken sind weiß oder grau, während der Himmel blau ist.“
„Oder er ist rot wie gestern beim Sonnenuntergang.“, ergänzte ich und dachte daran, wie oft ich mir zusammen mit Mika den Sonnenuntergang angeschaut hatte.
„Genau das ist das Problem mit der Kamera”, stellte Stefan klar, “Wenn sich die Farben ändern, dann funktioniert diese Methode nicht mehr so gut. Und nicht nur dann gibt es Probleme. Zum Beispiel kann der blaue Himmel nur durch hohe Schleierwolken durchscheinen, wodurch die Wolke dann nicht erkannt werden kann. Auf der anderen Seite sind die Sonne und das Gebiet um sie herum sehr hell und wirken dadurch weiß. Die Kamera misst also um die Sonne herum durchgehend eine Wolke. Und übrigens, in der Nacht können wir das so gar nicht messen, weil kein Licht da ist. Viele dieser Probleme haben wir bei dem Ceilometer nicht, weil dieses selbst Strahlung aussendet.“
Ich dachte an die vielen Gespräche mit all den anderen Forschenden nach und erinnerte mich an die Satelliten. Ich fragte Stefan danach. Er antwortete, dass die Satelliten natürlich noch ein viel größeres Gebiet sehen können, und in den allermeisten Fällen auch die Bewölkung sehr gut gemessen werden kann. Wenn die Wolke aber sehr klein ist, dann kann es auch hier ein bisschen ungenau werden. Das heißt also, dass gerade bei kleinen Wolken die Messung schnell nicht mehr stimmen kann, gerade wenn die nächste Wetterstation etwas weiter weg ist.
Ich bedankte mich und ging wieder zurück nach Hause. Ich wusste nun, dass es bestimmte Situationen gibt, in denen die Messung des Bedeckungsgrades auch mit verschiedenen Messinstrumenten ungenau sein kann. Am Tag zuvor hatten wir also einfach nur Pech gehabt.
Text: Stefan Döding
Illustration: Patrizia Schoch, Veröffentlichung und Editorial: Sophie Rosenburg
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