Radaraltimeter

Engl. radar altimeter, franz. radar altimétrique; Radaraltimeter sind aktive Sensoren, die die Reichweite der sehr kurzen elektromagnetischen Impulse des Radars nutzen, um das Profil der Oberflächentopographie entlang der Satellitenbahn zu messen. Diese Mikrowellengeräte, die im Gegensatz zum Windscatterometer die Wasseroberfläche nicht unter einem schrägen Einfallswinkel (Winkel zwischen Nadir und Antennenblickrichtung) bestrahlen, sondern unter dem Einfallswinkel Null (in Nadirrichtung). Aus der Zeitdifferenz zwischen Aussendung und Empfang der extrem kurzen Radarimpulse kann der Abstand zur Wasseroberfläche mit einer Genauigkeit im Zentimeterbereich gemessen werden.

Aus den Informationen von Radar-Höhenmessungen lassen sich eine Vielzahl von Parametern ableiten, wie z.B. die zeitlich variierende Höhe der Meeresoberfläche (Ozeantopographie), die seitliche Ausdehnung des Meereises und die Höhe großer Eisberge über dem Meeresspiegel sowie die Topographie von Landflächen und von Eisschilden und sogar die des Meeresbodens. Die Satellitenhöhenmessung liefert auch Informationen für die Kartierung der Windgeschwindigkeiten an der Meeresoberfläche und der signifikanten Wellenhöhen.

Aus den Radaraltimeterdaten lassen sich dann globale Karten über die Verformung des Meeresspiegels erstellen. Diese Verformung wird verursacht durch das räumlich-variable Schwerekraftfeld der Erde und durch Ozeanströmungen, die aufgrund der Corioliskraft eine Neigung der Wasseroberfläche verursachen. So fällt der Wasserspiegel z.B. am Puertorikanischen Graben, der mit einer starken Schwerkraftanomalie verbunden ist, auf einer Entfernung von 100 km ungefähr 15 m ab. Der Golfstrom, dessen Geschwindigkeit etwa 1-1,5 m/s beträgt, verursacht am Rand einen Sprung im Wasserspiegel um etwa 1 m. Außerdem kann man aus den Radaraltimeterdaten auch die mittlere Wellenhöhe und den Betrag der Windgeschwindigkeit erhalten. Die Information über die mittlere Wellenhöhe erhält man aus der Verformung des rückgestreuten Radarsignals und die Windgeschwindigkeit aus der Intensität des rückgestreuten Radarpulses.

Jason-3 und Jason-CS (Sentinel-6) steuern Radaraltimetrie-Missionen des Copernicus-Programms bei, die die Kontinuität wichtiger hochpräziser Beobachtungen der Meeresoberflächentopographie bis 2030+ in komplettem Zusammenwirkung mit der Copernicus-Meeresmission des Sentinel-3 gewährleisten werden.

Das folgende Schaubild zeigt die Zeitachse moderner Radaraltimeter von den neunziger Jahren bis zum nächsten Jahrzehnt, einschließlich der erwarteten oder angekündigten Missionsverlängerungen über die nominelle Lebensdauer der Satelliten hinaus. Vergangene Missionen sind in rot dargestellt. In Betrieb befindliche Satelliten sind orange dargestellt. Zukünftige Missionen und unbestätigte Missionsverlängerungen sind in gelb dargestellt. Diese Darstellung wird regelmäßig auf der Grundlage der jüngsten Ankündigungen der jeweiligen Programme und Agenturen aktualisiert.

Zeitleiste der Radaraltimetrie-Missionen Quelle: Aviso+

Weitere Informationen:

• 20 Years of Progress in Radar Altimetry Symposium (ESA und CNES 2012)
• Radar Altimetry Tutorial (ESA)
• Radar Altimeters (The Earth Observation Handbook Rio+20)