Radiosonde: der Wetterballon, der die Atmosphäre vermisst
Jede Zahl auf dieser Seite, die von einem Wettermodell stammt, hat eine Vorgeschichte in der Höhe. Bodenstationen messen zwei Meter über dem Gras; Satelliten sehen von oben auf ganze Schichten. Dazwischen fehlt etwas, und dieses Etwas liefert seit den 1930er-Jahren ein Ballon: Zweimal am Tag, weltweit zur selben Minute, steigt eine Sonde am Gasballon durch die Atmosphäre und funkt auf dem Weg nach oben Druck, Temperatur, Feuchte und Wind nach Hause. Das ist unspektakulär, alt und bis heute unersetzt.
Was am Ballon hängt und was es misst
Eine Radiosonde ist eine kleine Box mit Sensoren, einem GPS-Empfänger und einem Sender. Der DWD beschreibt die heutige Ausstattung:
„In der heutigen Zeit messen Radiosonden den Luftdruck, die Luftfeuchtigkeit und die Temperatur direkt mit jeweils einem Messsensor.“ […] „Der Höhenwind wird indirekt aus dem Windversatz der Radiosonde ermittelt, der mithilfe einer GPS-Antenne gemessen wird.“ Dipl.-Met. Christian Herold, Deutscher Wetterdienst, Thema des Tages „Der Wetterballon – Radiosondenmessungen in der Atmosphäre“, 11.04.2021
Der Wind wird also nicht mit einem Anemometer gemessen, sondern aus der Bahn der Sonde zurückgerechnet: Treibt sie in einer Minute 600 m nach Osten, wehte in dieser Höhe Westwind mit 10 m/s. Nach oben trägt sie ein Gasballon:
„Ein Gasballon befördert das Messgerät in große Höhen. Als Gas kommt Wasserstoff oder Helium zum Einsatz.“ Dipl.-Met. Christian Herold, DWD, Thema des Tages, 11.04.2021
Wie schnell es nach oben geht und wo Schluss ist, beziffert der DWD:
Die Radiosonde „steigt […] mit rund 300 Metern pro Minute in die Luft auf und misst dabei stetig Luftdruck, -feuchte und -temperatur“. Dipl.-Met. Tobias Reinartz, Deutscher Wetterdienst, Thema des Tages „Radiosonden: Ein wilder Ritt durch die Atmosphäre“, 08.11.2023
„Wegen des abnehmenden Luftdrucks dehnt sich der Ballon mit der Höhe deutlich aus, bis er letztendlich in einer Höhe von etwa 20 – 30 km platzt.“ […] „Die Radiosonde fällt dann an einem Fallschirm zu Boden.“ Dipl.-Met. Christian Herold, DWD, Thema des Tages, 11.04.2021
300 m pro Minute bedeutet: Nach etwa einer halben Stunde ist die Sonde in 10 km Höhe, nach anderthalb Stunden am Ende der Reise. Wie dünn die Luft unterwegs wird, rechnet der Höhenrechner im Luftdruck-Rechner für die Normatmosphäre aus: In 10 km herrschen dort rund 265 hPa, gut ein Viertel des Drucks am Boden, in 30 km nur noch rund 12 hPa. Den Rekord des Observatoriums Lindenberg nennt der DWD ebenfalls: Am 22.06.2005 gab sich der Ballon „erst bei stolzen 40 km“ geschlagen. Ein gewöhnlicher Ballon, der bei 20 bis 30 km platzt, hat bis dahin die ganze Wetterschicht, die Tropopause und den unteren Teil der Stratosphäre bis in die Ozonschicht hinein durchquert (Aufbau der Atmosphäre).
Wann, wo und wie oft
Der Wert eines Radiosondenaufstiegs liegt nicht im einzelnen Profil, sondern darin, dass weltweit alle Aufstiege zur selben Zeit stattfinden. Nur so ergibt sich eine Momentaufnahme der ganzen Atmosphäre, die ein Modell als Startzustand verwenden kann:
„Derzeit führt der DWD […] an rund zwei Dutzend Standorten in Deutschland mindestens zwei Mal am Tag (jeweils um 0 und 12 UTC) Radiosondenaufstiege durch“. Dipl.-Met. Tobias Reinartz, DWD, Thema des Tages, 08.11.2023
Die Zeiten 0 und 12 UTC sind die Haupttermine des weltweiten Beobachtungssystems; in Deutschland sind das 1 und 13 Uhr MEZ beziehungsweise 2 und 14 Uhr MESZ. Die „rund zwei Dutzend“ Standorte betreibt der DWD laut demselben Artikel „in Zusammenarbeit mit der Bundeswehr“. Die längste Tradition hat das Observatorium Lindenberg südöstlich von Berlin, 1905 von Richard Aßmann als Königlich-Preußisches Aeronautisches Observatorium gegründet; die drahtlose Datenübertragung per Funk kam dort 1930 hinzu, und der DWD nennt den 15. Juli 1947 als „offiziellen Beginn des operationellen Radiosondenaufstiegsdienstes“.
Wofür Meteorologen das Profil brauchen
Der offensichtliche Zweck ist der Startzustand der Modelle:
„Die ermittelten Messwerte fließen einerseits in die Berechnung von numerischen Wettermodellen ein“. Dr. rer. nat. Jens Bonewitz, Deutscher Wetterdienst, Thema des Tages „Die Verwendung von Radiosondenaufstiegen in der Meteorologie“, 10.11.2019
Der zweite Zweck ist die Handarbeit des Vorhersagers: Ein Vertikalprofil, als Diagramm aufgetragen, beantwortet Fragen, die kein Bodenwert beantworten kann. Der DWD zählt sie auf, und jede davon hat auf dieser Seite eine eigene Erklärung:
| Frage | Was das Profil zeigt (DWD wörtlich) | Mehr dazu |
|---|---|---|
| Gefrierender Regen? | „ob es im Winter in der Höhe eine Schicht mit Temperaturumkehr und positiven Temperaturen (Inversion genannt) gibt, die bei Niederschlag und Frost am Boden mitunter für Glatteisregen sorgen kann“ | Inversion, Glätte |
| Schnee oder Regen? | Es „lässt sich mit Hilfe der Diagramme relativ schnell sagen, ob Schnee oder Regen am Boden zu erwarten ist bzw. wie hoch die Schneefallgrenze liegt“ | Schneefallgrenze |
| Gewitter möglich? | Es „lässt sich erkennen, ob die vertikale Schichtung labil ist (starke Temperaturabnahme mit der Höhe), genug Feuchtigkeit vor allem in den unteren Schichten verfügbar ist“ | Gewitterpotenzial (CAPE, Lifted Index) |
Genau diese Größen, Nullgradgrenze, CAPE und Inversionshöhe, zeigt diese Seite an anderer Stelle für deinen Ort aus der Modellvorhersage. Der Ballon ist die Messung, gegen die solche Modellprofile geprüft werden.
Warum Satelliten den Ballon nicht ersetzt haben
Satelliten liefern heute einen großen Teil der Daten, die in ein globales Modell eingehen, vor allem über den Ozeanen. Trotzdem steigen die Ballons weiter. Der Grund ist die vertikale Auflösung: Ein Satellit misst Strahlung, die aus einer dicken Schicht stammt, und muss die Temperatur daraus zurückrechnen. Die Sonde misst direkt, alle paar Meter, und sieht damit auch dünne Inversionen und scharfe Feuchtekanten, die dem Satelliten verschwimmen:
„Von der vertikalen Auflösung von Wind, Temperatur und Feuchte sind aber die Radiosonden weiterhin unschlagbar und gelten somit immer noch als Referenz bei der Kalibrierung von weiteren Fernerkundungsdaten.“ Dipl.-Met. Christian Herold, DWD, Thema des Tages, 11.04.2021
Die Grenze des Verfahrens benennt der DWD ebenso klar. Ein Aufstieg ist ein Punkt und ein Zeitpunkt, nicht mehr:
„Allerdings sind es wie gesagt punktuelle Bestandsaufnahmen. Man bekommt also lediglich einen kleinen Einblick in den dreidimensionalen Zustand der Atmosphäre zu einem bestimmten Zeitpunkt“. Dr. rer. nat. Jens Bonewitz, DWD, Thema des Tages, 10.11.2019
Zwei Dutzend Punkte für ein Land, zwei Termine am Tag: Zwischen den Aufstiegen können sich Gewitter bilden und wieder auflösen. Deshalb sind Ballon, Satellit, Radar, Flugzeugmessungen und Bodenstationen keine Konkurrenten, sondern Teile eines Netzes, das der Artikel zum Messnetz beschreibt.
Wenn die Sonde im Garten landet
Nach dem Platzen sinkt die Sonde am Fallschirm und landet, je nach Höhenwind, weit vom Startplatz entfernt. Der DWD holt normale Radiosonden nicht zurück; sie sind Verbrauchsmaterial und können laut DWD „getrost in die Wertstoffentsorgung gegeben werden (Batterien bitte gesondert entsorgen!)“. Zwei Hinweise aus demselben Artikel: Vereinzelt sind die Ballons noch mit Wasserstoff gefüllt, und ein Ballonrest kann nach der Landung noch Gas enthalten, deshalb kein offenes Feuer in der Nähe. Und anders als bei gewöhnlichen Sonden „winkt beim Auffinden einer Ozonsonde, wie sie vom Observatorium Lindenberg und Hohenpeißenberg verwendet wird, sogar ein Finderlohn von 30 Euro“.
Ozonsonden messen, wie sich das Ozon mit der Höhe verteilt; am Hohenpeißenberg geschieht das seit 1967 regelmäßig. Wozu solche langen Reihen gut sind — vom Ozonloch bis zur Erholung der Ozonschicht —, steht auf Ozonschicht & Ozonloch.
Was diese Seite nicht behauptet
- Keine Live-Profile. Diese Seite zeigt keine aktuellen Radiosondendaten. Die Profile für deinen Ort, die andere Seiten hier anzeigen (Nullgradgrenze, CAPE), stammen aus Modellen, nicht vom Ballon.
- „Rund zwei Dutzend“ ist die Zahl des DWD von 2023. Stationen werden eröffnet und geschlossen, Bundeswehr-Aufstiege kommen hinzu. Eine tagesaktuelle Liste führt der DWD, nicht diese Seite.
- Die Skizze ist ein Prinzip. Steiggeschwindigkeit und Platzhöhe schwanken mit Ballongröße, Gasfüllung, Temperatur und Wetter. Die DWD-Zahlen oben sind Richtwerte.
- Sonde gefunden? Ob und wohin ein Gerät zurückgeschickt werden soll, steht auf der Sonde selbst. Diese Seite ist kein Fundbüro.
Quellen
- Deutscher Wetterdienst, Thema des Tages: Der Wetterballon – Radiosondenmessungen in der Atmosphäre (Dipl.-Met. Christian Herold, 11.04.2021) — Sensoren, GPS-Wind, Gasfüllung, Platzhöhe 20 bis 30 km, Fallschirm, Radiosonde als Referenz.
- Deutscher Wetterdienst, Thema des Tages: Radiosonden: Ein wilder Ritt durch die Atmosphäre (Dipl.-Met. Tobias Reinartz, 08.11.2023) — 300 m pro Minute, rund zwei Dutzend Standorte mit der Bundeswehr, 0 und 12 UTC, Rekord 40 km in Lindenberg 2005, Entsorgung und Finderlohn für Ozonsonden, Wasserstoff-Hinweis.
- Deutscher Wetterdienst, Thema des Tages: Die Verwendung von Radiosondenaufstiegen in der Meteorologie (Dr. rer. nat. Jens Bonewitz, 10.11.2019) — Modellassimilation, Inversion und Glatteisregen, Schneefallgrenze, Labilität, Grenzen der Punktmessung.
- Deutscher Wetterdienst, Thema des Tages: 70 Jahre Ballonaufstiege in Lindenberg – eine kleine Zeitreise (Dipl.-Met. Robert Hausen, 24.08.2017) — Gründung des Observatoriums 1905 durch Richard Aßmann, Funkübertragung ab 1930, operationeller Aufstiegsdienst seit 15.07.1947.
Alle vier Adressen am 13.09.2026 selbst abgerufen (HTTP 200); die Zitate stehen dort wörtlich. Verwandt: Das DWD-Messnetz, Wie eine Vorhersage entsteht, Inversion, Schneefallgrenze und Gewitterpotenzial.