Atmosphärensondierung mit Ballonsonden

Sowohl bei der konventionellen elektronischen Distanzmessung, als auch bei GPS-Messungen hat die Troposphäre als refraktives Medium einen entscheidenden Einfluss auf die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen und damit auch auf die Basis des Messsystems. Die Distanzmessfehler infolge troposphärischer Laufzeitverzögerungen der verwendeten Trägerwelle können durch Modellierung oder Messung meteorologischer Parameter reduziert werden. Dabei zeigt sich, dass die häufig benutzten Standardatmosphärenmodelle immer weniger den hohen Genauigkeitsansprächen zu genügen vermögen. Insbesondere ist bei der Reduktion von Mikrowellenmessungen der Einfluss der sich zeitlich schnell ändernden Feuchte modellhaft schwer zu beschreiben. Daher entstand immer mehr das Bedürfnis nach direkter Messung der meteorologischen Parameter Temperatur, Druck und Feuchte zum Zeitpunkt der effektiven Distanzmessung. Damit können die tatsächlichen Werte des Brechungsindexes während der Messung zur Reduktion berechnet werden oder aber drei-dimensionale Atmospährenmodelle aufgebaut werden, die gegenüber den Standardmodellen zusätzlich die zeitlichen und räumlichen Inhomogenitäten berücksichtigen.
Zur Erfassung der meteorologischen Daten stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung. Diese unterscheiden sich nach Messaufwand und Genauigkeit und reichen von der Erfassung der Stationsmeteo über die Verwendung der automatsichen Registrierstationen der Schweiz. Meterologischen Anstalt und Radiometermessungen, bis hin zu flugzeuggesteuerten Meteomessungen und Ballonsondierungen. Als Alternative zu den teuren Flugzeugmessungen und zur Vermeidung von Bodeneffekten auf die Messungen, bekommt die Atmospährensondierung mit Ballonsonden eine immer grössere Bedeutung. Insbesondere bei den heute aktuellen Satellitenmessverfahren eignet sich die Ballonsonde zur Erfassung der meteorologischen Parameter entlang des Messstrahls durch die Tropospähre. In der nachfolgenden Arbeit wird deshalb speziell die vom IGP eingesetzte Radioballonsonde der Firma Sprenger und die am Institut selbst gebaute Empfangsanlage mit der Datenregistrierung und der Auswertesoftware vorgestellt. Diese Anlage wurde ursprünglich zum Zweck der Reduktion langer Mikrowellen- und Laserdistanzmessungen entwickelt und die Sonder mit Fesselballonen betrieben. Nach einigen Anpassungen der Empfangselektronik kann sie nun aber auch problemlos als Radiosonde im Freiflug betrieben werden.