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FACE-System am Land-Atmosphäre Feedback Observatorium (LAFO) 

Bessere Vorhersage von Extremwetter Neues Wetter- und Klimalabor in Stuttgart

Von Thomas Hillebrandt

Weltuntergang hier, Supersommer dort. Starkregen, Hagelschlag und Überschwemmungen in dem einen Ort, bestes Sonnenwetter ein paar Kilometer weiter.

Der Frühling und der Frühsommer 2018 waren bislang geprägt von extremen Unterschieden, von Extremwetter-Ereignissen. Und die werden nach Ansicht des Deutschen Wetterdienstes weiter zunehmen. Das Problem: Diese extremen Wetterphänomene sind sehr kleinräumig und kaum vorherzusagen. Man weiß nie genau, wo so ein Ereignis stattfindet.

Am 29. Juni 2018 startete ein großes Forschungsprojekt der Universität Hohenheim, das genau das ändern will: Das "Land-Atmosphäre Feedback Observatorium" (LAFO), mit dem Physiker, Bodenforscher, Pflanzenwissenschaftler und Ökologen genau die Daten sammeln wollen, die ihnen bislang zur "Extremwetter-Vorhersage" fehlen.

Riesiges Freiluftlabor in der Nähe des Stuttgarter Flughafens

Wiesen, Ackerflächen, ein wenig Wald, Straßen und Gebäude – das knapp neun Quadratkilometer große Areal der Versuchsstation Heidfeldhof sieht aus wie viele Regionen in Deutschland. Auf dem Gelände nördlich des Stuttgarter Flughafens erforscht die Uni Hohenheim neue Methoden und Techniken in der Landwirtschaft und hier startet jetzt eine weltweit einmalige Klima-Wetter-Großversuchsanlage. Der Name – "Land‐Atmosphäre Feedback Observatorium", kurz LAFO – ist Programm.


Wälder beeinflussen Luftströmungen anders als asphaltierte Straßen

Heute sind Wissenschaftler in der Lage, längerfristige, überregionale Wettervorhersagen zu entwickeln. Aber sie tun sich noch immer schwer zu verstehen, was regional und lokal passiert und wie sich das Wetter kleinräumig entwickelt. Denn hier spielen auch kleine Faktoren im Zusammenspiel von Land und Atmosphäre eine große Rolle: Äcker verdunsten anders Feuchtigkeit als Wiesen; Wälder und Waldränder beeinflussen Luftströmungen anders als Straßen und Gebäude. Das sorgt dafür, dass sich etwa in einem Ortsteil Wolken und damit Niederschläge bilden, in einem anderem davon aber nichts zu spüren ist.

Dreidimensionale Vermessung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Wind

LAFO ist ein riesiges Freiluftlabor, in dem die Hohenheimer Wissenschaftler, zusammen mit Kollegen aus den USA, nun ihre Hightech-Messgeräte gebündelt an einem Ort einsetzen, um dreidimensional Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Wind zu messen. Aus den Daten wollen sie lernen, wie aus dem Zusammenspiel von Land und Atmosphäre lokales, eng begrenztes Wetter wird.

Hochleistungslaser vermessen die Atmosphäre

Die Hohenheimer Wissenschaftler nutzen sogenannte Lidar-Systeme (Lidar = Light Detection and Ranging). Das sind spezielle Hochleistungslaser, die turbulente Wind-, Temperatur- und Feuchtestrukturen in der Atmosphäre gleichzeitig vermessen können.

  • Am Boden bestimmen die Forscher den Austausch von Energie, Wasser und Spurengasen zwischen Landoberfläche und der darüber liegenden Atmosphäre
  • Drohnen messen aus der Luft den Einfluss von Pflanzen auf das atmosphärische System
  • Andere Mess-Systeme kümmern sich um Kohlendioxid-Entstehung und bodennahe Luftströmungen
Lidar 2, einer der speziellen Hochleistungslaser

Lidar 2, einer der speziellen Hochleistungslaser

Präzise Vorhersagen von extremen Wetterphänomenen als Ziel