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Beneiden wir Meteorologen nicht manchmal jene Piloten, die den Gegenstand unseres Interesses täglich durchmessen, die eine Kaltfront in all ihrer Pracht erfliegen können, die Wirbelstraßen aus dem Cockpit heraus bewundern oder die Kraft eines Jetstreams in 10 km Höhe erfahren? Aber begeht man hier nicht einen Fehler? Sind Piloten tatsächlich so umfassend ausgebildet worden, dass sie die Vielzahl von Wetterphänomenen kennen und bewerten können? Welche Bedeutung hat die Meteorologie in der Ausbildung von Verkehrspiloten? Innerhalb welcher Rahmenbedingungen findet die Pilotenausbildung statt, und welchen Stellenwert hat das Fach Meteorologie? ......

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Editorial

Einleitung
Beneiden wir Meteorologen nicht manchmal jene Piloten, die den Gegenstand unseres Interesses täglich durchmessen, die eine Kaltfront in all ihrer Pracht erfliegen können, die Wirbelstraßen aus dem Cockpit heraus bewundern oder die Kraft eines Jetstreams in 10 km Höhe erfahren? Aber begeht man hier nicht einen Fehler? Sind Piloten tatsächlich so umfassend ausgebildet worden, dass sie die Vielzahl von Wetterphänomenen kennen und bewerten können? Welche Bedeutung hat die Meteorologie in der Ausbildung von Verkehrspiloten? Innerhalb welcher Rahmenbedingungen findet die Pilotenausbildung an der Lufthansa Verkehrsfliegerschule in Bremen statt, und welchen Stellenwert hat das Fach Meteorologie? Fragen, über die der folgende Artikel Aufschluss geben kann.

Luftverkehr und Meteorologie
Die gesetzliche Grundlage der Luftfahrt in Deutschland ist das Luftverkehrsgesetz. Hier findet man Angaben zu Genehmigungsverfahren für Flugschulen, Eignungskriterien für Piloten und Angaben zu Pilotenlizenzen wie der Privatpilotenlizenz (PPL) oder der Verkehrsflugzeugführerlizenz (Airline Transport Pilot Licence - ATPL). Die gesetzlichen Vorschriften bieten auch umfangreiche Kataloge zu Lerninhalten der einzelnen Lizenzen. Mit der Integration in die Europäische Luftfahrtbehörde Joint Aviation Authorities (JAA) wurden die Lernzielkataloge der einzelnen Länder innerhalb Europas vereinheitlicht. Die Flugschulen Europas konnten bei der Formulierung neuer Richtwerte für die Pilotenausbildung, definiert in den Vorschriften des "Flight Crew Licensing (FCL)", mitwirken. Meteorologen der Bremer Verkehrsfliegerschule haben zusammen mit Vertretern aus Großbritannien, Frankreich, Belgien und der Schweiz maßgeblich an der Entwicklung neuer Standards mitgewirkt.
          Die Lufthansa hat die Pilotenausbildung über die gesetzlichen Rahmenbedingungen hinaus weiterentwickelt und auf die Bedürfnisse des eigenen Flugbetriebs abgestimmt. Die Ausbildung ist dadurch in einigen Bereichen umfangreicher als das gesetzlich vorgeschriebene Minimum. Mit dem Anspruch einer internationalen "Flight Academy" (etwa 50 internationale Luftverkehrsgesellschaften haben bei der Lufthansa seit der Gründung 1956 schulen lassen) werden ausnahmslos nur Experten der jeweiligen Fachgebiete als Theorielehrer zugelassen. So arbeiten zur Zeit sieben Diplom-Meteorologen in Bremen als Theorielehrer.
          Speziell für die meteorologische Ausbildung ist die Nutzung von Produkten der Wetterdienste, insbesondere das Deutschen Wetterdienstes, ein sehr wichtiger Eckwert. Zu den Produkten, die vorgestellt werden und deren Interpretation und Verwendung geübt werden, zählen Wetterübersichten, die "General Aviation Forecast" (GAFOR), Wetterwarnungen wie AIRMET und SIGMET, Flughafenwetterbericht METAR, Flughafenwettervorhersagen TAF und Kartenmaterial wie die "Significant Weather/Tropopause/Max. Wind Chart" und die "Wind-Temperature Chart" für Hauptflugflächen. Mit dem PC_MET-Programm wird u.a. die Betrachtung von Satelliten- und Radarbildern in der Flugvorbereitung trainiert. Umgekehrt wird gegenüber den Flugschülern die Wichtigkeit von AIREPS betont. Tritt bspw. Vereisung im Flug auf, wird dieses dem Fluglotsen gemeldet und von hier an die Dienste weitergeleitet.
          Auch Aspekte des Umweltschutzes prägen die Ausbildung. Sinnvolles Fliegen mit den Jetstreams oder in Höhe der Tropopause zählen ebenso dazu wie die Bedeutung von Wasserstoffemission der Flugzeuge, sichtbar an Kondensstreifen, oder die Behandlung von stratosphärischem Ozon.
          Weniger erfreulich, aber umso notwendiger in der Ausbildung, ist die Auseinandersetzung mit Flugunfällen und Flugzwischenfällen. Die Verkehrsfliegerschule in Bremen wird regelmäßig von der Abteilung des Sicherheitspiloten der Lufthansa über Vorkommnisse im eigenen Konzern und der internationalen Luftfahrt informiert. Bedeutsam in diesem Zusammenhang ist die international gültige Unfallstatistik. Durch Verbesserung von Regularien in der Luftverkehrskontrolle, in der Ausbildung und natürlich in der Technik konnte die Anzahl der Totalverluste und Toten in den letzten Jahrzehnten soweit reduziert werden, dass Fliegen heute allgemein als sehr sicher bewertet wird. Kommt es aber zu Flugunfällen, ist noch immer das "Wetter" nach dem "Pilotenfehler" auf dem zweiten Rang der Risikofaktoren zu finden (siehe z.B. D. Learmount, Flight International 21-27, January 1998).

Pilotenausbildung bei Lufthansa
Die Verkehrsfliegerschule in Bremen ist Teil der "Lufthansa Flight Training GmbH" (LFT) mit Hauptsitz in Frankfurt. LFT selbst ist hundertprozentige Tochter der Deutschen Lufthansa AG. Weiterer Standort der LFT ist das Airline Training Center Arizona (ATCA) in Phoenix. Hier findet unter günstigen klimatischen Bedingungen die fliegerische Ausbildung statt. Zur LFT zählen nahezu 500 Mitarbeiter, die sich Aufgaben in der Cockpit-Grundausbildung (Bremen), der weitergehenden Cockpitschulung in Simulatoren (Frankfurt/Bremen), der Flugbegleiterschulung (Frankfurt), dem Emergency Training (Frankfurt), der Entwicklung und Implementierung von "Computer Based Training"-Programmen (CBT) sowie auch Consulting-Aufgaben widmen. Die LFT verfügt über eine Flotte von ca. 60 Schulflugzeugen, von der einmotorigen Piper Archer III bis hin zum zweimotorigen Turboprop Piper Cheyenne IIIA. Zu den Trainingseinrichtungen zählen weiter 29 Flugsimulatoren sowie etwa 60 CBT Stationen. Das Fliegen in Simulatoren wird vom Luftfahrtbundesamt als vollwertig anerkannt, so dass ein Teil der fliegerischen Ausbildung "ohne viel Lärm" durchgeführt werden kann (www.LFT-online.com).
          Flugschüler erreichen ihr Ziel, die Verkehrspilotenlizenz mit Langstreckenberechtigung (ATPL mit Long Range) in einer durchgehenden Ausbildung, der sogenannten "Abinitio" Ausbildung, über etwa zwei Jahre. Dies bedeutet, dass nach einem umfangreichen Eignungstest die Ausbildung ohne Vorkenntnisse begonnen werden kann und innerhalb der zwei Jahre das Ziel des vollständig ausgebildeten Verkehrspiloten erreicht wird.
          Grundsätzlich unterscheidet man zwischen der theoretischen Ausbildung im Lehrsaal und der praktischen, fliegerischen Ausbildung im Simulator oder im Cockpit. Ein Teil der theoretischen Ausbildung findet über CBT statt, das von Theorielehrern entwickelt wurde, so auch Teile der Meteorologie (www.pilotschool.net). Eine Übersicht über die Lehrfächer der theoretischen Ausbildung bietet Tab. 1. Interessant ist im interdisziplinären Kontext der Pilotenausbildung der Stellenwert der Meteorologie. Der Anteil der meteorologischen Ausbildung liegt bei ca. 11 %. Von sechs Fächern insgesamt findet man "Wetterkunde" auf dem vorletzten Rang. Hauptfächer sind Navigation sowie Unterrichtung in Technik.
 
 

Die Verteilung von Prüfungsfragen auf die einzelnen Fächer der Pilotenausbildung zeigen ein ähnliches Bild. Von den 2.130 Prüfungsfragen des PPL entfallen 330 Fragen auf die Meteorologie (15 %). Die Fragen des ATPL sind nicht veröffentlicht, aber man kann mutmaßen, dass Fragen zur Meteorologie einen Anteil von 10% haben (800 von 8.000 Fragen). Ausbildungsinhalte und Prüfungsfragen weisen dem Fach Meteorologie einen hinteren Rang zu, und dies scheint im Widerspruch zur Bedeutung des Faches bei Flugunfällen zu stehen. Tatsächlich muss man aber bedenken, dass gerade in der Grundausbildung von Piloten die Betonung von Navigation und Technik zunächst bedeutsamer ist. Wünschenswert wäre allerdings, wenn in einer Art Fortbildung für Piloten das Fach Meteorologie die Bedeutung hätte, die aus Unfalluntersuchungen hervorgeht.

Themen der meteorologischen Ausbildung
Ein zwölfsemestriges Meteorologiestudium mit durchschnittlich 2 Vorlesungen pro Tag käme auf eine Summe von etwa 3.400 Stunden "Unterrichtszeit". In der Pilotenausbildung stehen 146 Stunden zur Verfügung, d.h. ca. 4 %. Selbst wenn man veranschlagt, dass Piloten im eigentlichen Sinne "Kunden" der Wetterdienste und nicht "Lieferanten" meteorologischer Produkte sind, verdeutlicht der Vergleich den engen Zeitrahmen für die meteorologische Ausbildung von Verkehrspiloten. Die Ausbildung an einer Verkehrsfliegerschule muss genau auf die Vorgaben des Gesetzgebers und die Belange von Piloten zugeschnitten sein, sie muss sich auf das Wesentliche beschränken. Die Ausbildung kann sich nicht der physikalisch-mathematischen Inhalte bedienen, die heute das Meteorologiestudium und die Fachliteratur prägen. Der Unterricht, der in Dialogform und nicht im Vorlesungsstil stattfindet, leistet die Abbildung komplizierter physikalischer Zusammenhänge der Atmosphärenphysik in logische und anschauliche Modelle. Die Vermittlung von Wissen über Wetterphänomene und die Bewertung durch die Verkehrsfliegerei geht von phänomenologischen Sachverhalten aus und bedient sich einleuchtender, plausibler Erklärungen. 
          Im Einzelnen basieren die didaktischen Ansätze auf Erfahrungswerten, die in Bremen gesammelt wurden und die sich in der Gestaltung von Ablauf-plänen, Unterrichtseinheiten, Übungen und internen Prüfungen, sowie natürlich auch in Skripten und Übungsfragenkatalogen zeigen. Die folgende Tab. 2 gibt eine Übersicht der meteorologischen Fachgebiete.
 

Die Unterrichtung von Flugmeteorologie, d.h. von Themen wie Vereisung, Turbulenz, Windscherung und Jetstreams hat die größte Bedeutung. Sie weckt bei den Pilotenschülern auch in der Regel das größte Interesse, weil ihr neben der Nutzung meteorologischer Produkte zur Flugvorbereitung, d.h. Lesen des METAR, TAF und SIGMET die größte praktische Bedeutung für die Tätigkeit auf der Linie zu kommt.

Anregungen zur Didaktik
Etwa jedes zehnte Feinlernziel in der Pilotenausbildung in Meteorologie gilt einem Zahlenwert. Einleuchtend ist, dass Daten der Standardatmosphäre, wie etwa eine Temperatur von +15°C und ein Luftdruck von 1013,25 hPa in Meeresniveau zu diesen Zahlenwerten zählen. Aber Zahlenwerte, die Gegenstand von Prüfungsfragen sind, beziehen sich auch bspw. auf Abmessungen oder Geschwindigkeiten als Merkmale meteorologischer Phänomene. Sei es eine Kaltfront, ein Gewitter oder die atmosphärische Grenzschicht, Lernziel sind oft phänomenologische Kenndaten und nicht physikalische Zusammenhänge oder Modelle. Dies mag unbefriedigend wirken, aber man sollte bedenken, dass z.B. für die Durchführung eines sicheren Anflugs nur typische Kenndaten zu einem sicherheitsorientierten Verhalten einer Flugmannschaft beitragen. Damit ist gemeint, dass nicht der aktuell vorliegende Einzelfall zählt, sondern das grundsätzliche Verhalten von Piloten in kritischen Situationen. So sollte beim Umfliegen von Gewittern ein fester, in jedem Fall sicherer Abstand eingehalten werden, unabhängig von der Intensität der Zelle im Einzelfall. Trotzdem würden wir Meteorologen in der Pilotenausbildung uns eine wissenschaftliche Bestätigung jener Zusammenstellung von Kenndaten für meteorologische Phänomene, die traditionell in der Pilotenausbildung gewachsen sind, wünschen. Hat eine einzelne Gewitterzelle wirklich einen Durchmesser von 1 bis 3 km, wie es eine Prüfungsfrage im ATPL als richtige Multiple-Choice-Antwort nennt?
       Die Anschauungsmodelle, derer wir uns hier in Bremen bedienen, lassen sich messen an der Bewertung durch die Schüler und am Erfolg in den Prüfungen. Es fehlen aber objektive Kriterien einer "Didaktik der Meteorologie", die einerseits das Bestehende erklären könnte, die andererseits aber auch zu einer effektiveren Vermittlung des Lehrstoffes beitragen würde. Über unsere Kontakte zu anderen europäischen Flugschulen wissen wir, dass in anderen Ländern andere Kenndaten und andere Erklärungsmodelle in der Pilotenausbildung verwendet werden. Aus unserer Sicht wäre es durchaus lohnend, wenn sich ein Arbeitskreis Flugmeteorologie dieser Frage annehmen würde. 
          Sind Piloten nun in der Lage, selbst seltene meteorologische Phänomene zu erkennen? Die Ausbildung an der Verkehrsfliegerschule in Bremen betont gerade den Aspekt, des Erfassens von Wetterphänomenen und ihrer Signifikanz für eine sichere Flugdurchführung. Selbst wenn das physikalische Modell hinter dem Phänomen fehlen muss, so bietet die Pilotenausbildung doch einen interessanten, erstaunlich umfassenden Überblick der Meteorologie.

Birgit Bubelach, (birgit.bubelach@lft.dlh.de)
Lutz Rose, (lutz.rose@lft.dlh.de)
BRE OS 1/M, Lufthansa Flight Training GmbH
Flughafendamm 40, 28199 Bremen

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Abb. 1: Tephigramm von Temperatur und Taupunkt für den 23. 12. 1999, 12 UTC, vorhergesagt vom LM für den Gitterpunkt "Greifswald"'. Vertikale Balken am rechten Rand markieren ausgegebene Vereisungszonen von ADWICE. NB: Wenn Sie auf das Bild klicken erhalten Sie eine vergrößerte Darstellung.

Tatsächlich wurde hier auch gefrierender Regen gemeldet und der beobachtete TEMP von Greifswald bestätigt die LM-Prognose (nahezu identisch mit dem Profil in Abb. 1 und daher nicht gezeigt).  Die grauen vertikalen Balken in der Graphik markieren Bereiche von Vereisungsgefahr (normalerweise in Farbe zur besseren Unterscheidung), wie von ADWICE berechnet. Der kleine Balken in Bodennähe bei 1000 HPA ist hierbei der gefrierender Regen und zwischen 800 und 530 hPa finden sich noch Zonen von "konvektiver" und "stabiler" Vereisung. Im "konvektiven Regime" wird der prognostizierte TEMP zusätzlich zu vorgegebenen Temperatur- und Feuchteschranken auf Labilität hin untersucht. Starke Feuchtekonverenz in einer labilen Schicht führt zu einem Überschuss von Wolkentropfen gegenüber Eisteilchen und bildet so eine Vereisungsgefahr. Vereisung im "stabilen Regime" setzt lediglich relative "warme" Temperaturen (> -12° C) in der Wolke voraus, wobei die Umgebung stabil geschichtet ist. In diesem Fall kann über den physikalischen Vorgang der Bildung von unterkühlten Tröpfchen am wenigsten ausgesagt werden. Eine besonderer Gefahr stellt jedoch auch das "stratiforme Regime" dar. Hier liegt eine relativ warme Wolkendecke vor, die durch eine Inversion nach oben begrenzt ist. In solchen Wolkenschichten bildet sich häufig gefrierender Niesel über den Warmregenprozess durch Kollision und Koaleszenz und folglichem Auftreten von SLD. Ein typisches Beispiel hierzu zeigt der prognostizierte LM-TEMP vom 17. Januar 2000 06 UTC für die Station Kümmersbruck (Abb. 2). Hier liegt gesättigte Luft mit einer Temperatur von etwa -2 C unterhalb einer Inversion bei 800 hPa. Der Balken am rechten Rand markiert die Vereisungszone wie von ADWICE ausgegeben. Tatsächlich wurde hier gefrierender Niesel beobachtet. 
 
 

Abb. 2: Tephigramm von Temperatur und Taupunkt für den 17. 01. 2000, 06 UTC, vorhergesagt vom LM für den Gitterpunkt "Kümmers-bruck". Vertikale Balken am rechten Rand markieren ausgege-bene Vereisungszonen von ADWICE. NB: Wenn Sie auf das Bild klicken erhalten Sie eine vergrößerte Darstellung.

Das Firstguess-Feld, bestehend aus der Vereisungsinformation in einer der vier Klassen (oder auch keiner Angabe), liegt bereits am Ende eines LM-Laufes (ca. 4 UTC) für einen bestimmten Tag vor und kann daher als Vereisungvorhersage dienen. Die eigentliche Vereisungsdiagnose wird erst nach Prüfung bzw. Änderung des Firstguess-Feldes anhand von Beobachtungsdaten von Satellit, Radar und SYNOP ausgegeben. Diese wird dann stündlich neu aufbereitet. Die beim DLR entwickelte APOLLO - (AVHRR Processing scheme Over cLouds, Land and Ocean) Wolkenerkennung und Klassifizierung kann dazu verwendet werden, Overforecasting an solchen LM-Gitterpunkten zu beseitigen, wo entweder gar keine Wolke ist oder die beobachtete Wolkenobergrenze tiefer liegt als im Modell. Allerdings wird dieses Verfahren momentan für den routinemäßigen Betrieb noch nicht verwendet, da die AVHRR Daten der polar umlaufenden NOAA Satelliten nur wenige Male pro Tag vor-liegen. Nach Verfügbarkeit von Satellitendaten des Meteosat Second Generation (MSG) im Jahr 2002 steht jedoch diese Information viertelstündlich mit einer Auflösung von ca. 5 km im LM-Gebiet zur Verfügung und ist dann für ADWICE von großem Nutzen. Man kann dann zusätzlich auch Angaben über die Wolkenphase mit einbeziehen. Während Satellitendaten sozusagen eine Prüfung des Firstguess "von oben"' erlauben, werden SYNOP-Meldungen von Bedeckungsgrad und Wolkenuntergrenze in ADWICE für ein Korrektur "von unten" herangezogen. Dieses "wolkenkorregierte" Firstguess-Feld unterliegt dann einer Szenarienkorrektur, in die SYNOP-Meldungen des Niederschlagstyps und auch Radarreflektivitäten mit eingehen. Hier wird geprüft, ob das prognostizierte Vereisungsregime mit diesen Beobachtungen verträglich ist. Haben die Algorithmen z.B. "stratiforme Vereisung" für einen gewissen vertikalen Bereich vorhergesagt und es liegt kein Radarecho für den entsprechenden Gitterpunkt des LM vor, d.h. kein Niederschlag außer Nieselregen (dieser wird vom 6 cm Radar nicht gesehen), so ist die Vereisungsvorhersage mit großer Wahrscheinlichkeit richtig. Ist zudem auch noch eine SYNOP-Meldung von gefrierendem Niesel vorhanden, so ist Vereisungsgefahr vom Boden bis zur Untergrenze der Inversion gegeben. Liegt auf der anderen Seite ein Firstguess von "gefrierendem Regen" vor, das Radar zeigt jedoch kein Echo, so ist diese Prognose sicherlich falsch. In entsprechender Weise lassen sich auch die anderen Informationen kombinieren. Diese Korrektur ist eines der wesentlichen Bestandteile von ADWICE und kann durch weitere Verfahren, z.B. "fuzzy logic", und zusätzliche Datenarten erweitert werden. Auch besteht die Möglichkeit, dann Wahrscheinlichkeitsaussagen einzuführen, die vom Grad der Übereinstimmung der verschiedenen Datenaussagen abhängen.
          Noch ist nichts über den Grad der Vereisung gesagt worden. Dieser wird über eine Formel bestimmt, die den maximal möglichen Wassergehalt in der Wolke aus der zur Verfügung stehenden Feuchte an der Wolkenbasis angibt. Aus einer Tabelle lässt sich dann der entsprechende Vereisungsgrad, nämlich "light (1)", "moderate (2)" oder "severe (3)", ablesen.
          Oben wurden Beispiele für Vereisungsausgaben an einzelnen Gitterpunkten gezeigt. Abb.  3 stellt dagegen eine Vereisungsdiagnostik für das Flugniveau 100 (3km) für den 23.12.1999 12 UTC dar. Grau getönte Bereiche markieren Vereisungsgefahr (normalerweise in Farbe um die verschiedenen Regime zu unterscheiden). Die Ziffern geben den Vereisungsgrad an. Hier findet sich überwiegend "konvektive" Vereisungsgefahr entlang einer Front, die sich von Schweden über Deutschland und Frankreich bis nach Spanien zieht. Ferner ist der Bereich einer Zyklone über den Britischen Inseln durch konvektive Vereisung vom Grad "severe" betroffen.
 

Abb.3: Diagnostizierte Vereisungszonen (grau) für den 23. 12. 1999, 12 UTC, für das Flugniveau 100 (3 km). Ziffern geben den Vereisungsgrad an: 1= "light", 2= "moderate", 3= "severe". NB: Wenn Sie auf das Bild klicken erhalten Sie eine vergrößerte Darstellung.

Während der operationellen Testphase von ADWICE beim DWD in den Monaten Januar bis Mai 2001 wurden auch PIREPs von Vereisung gesammelt, die nun zur Prüfung der Vereisungsvorhersagen für diesen Zeitraum herangezogen werden können. Entsprechende Analysen und Erweiterungen des ADWICE-Systems werden beim IMUK im Rahmen einer Dissertation verfolgt. Darüber hinaus wird ADWICE vor allem von MSG-Daten profitieren und natürlich auch von allen Verbesserungen des Lokalen Modells, da diese ja direkt das Firstguess-Feld beeinflussen.

Referenz
Tafferner, A., T. Hauf, C. Leifeld, T. Hafner, H. Leykauf, and U. Voigt, 2001: ADWICE - Advanced Diagnosis and Warning System for Aircraft Icing Environments. Eingereicht bei Wea. Forecast .

Arnold Tafferner 
DLR-Institut für Physik der Atmosphäre
Oberpfaffenhofen 
D-82234 Wessling 
arnold.tafferner@dlr.de

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Wissenschaftliche Untersuchungen von Gravitationswellen und Rotoren einerseits, sowie Rekordsegelflüge andererseits bilden den Schwerpunkt eines ehrgeizigen Forschungsprojektes der OSTIV. Das "Mountain Wave Project" (MWP) steht  für die optimale Ausnutzung von mesosynoptischen Erkenntnissen gekoppelt mit den Fortschritten der numerischen Wettervorhersage und hat das Ziel einen Beitrag zur Flugsicherheit der kommerziellen und allgemeinen Luftfahrt zu leisten. Diverse meteorologische Messflüge sowie mehrere Weltrekordflüge von bis über 1800 km im Lee der Anden  sind das Ergebnis der ersten MWP-Forschungsexpedition. 
          Die "Organisation Scientifique et Technique International du Vol a Voile" (OSTIV) ist 1948 aus der 1930 gegründeten ISTUS (Internationale Studienkommission für den motorlosen Flug) entstanden. Das Anliegen der Organisation ist die internationale Förderung und Koordination der mit dem Segelflug verbundenen Wissenschaften und Technologien, insbesondere durch die Nutzung von Segelflugzeugen in  verschiedenen Forschungsprojekten. Die OSTIV ist Mitglied der "Federation Aeronautique Internationale" (FAI) und versteht sich als innovative Kraft bei der Förderung der Luftfahrt. Die Sektion Meteorologie der OSTIV dient nach der Auflösung des Fachausschusses Flugmeteorologie der DMG den Flugmeteorologen, Atmosphärenwissenschaftlern und meteorologisch interessierten Piloten als Forum.
          Das "Mountain Wave Project" ist ein  Schwerpunkt dieser Sektion. Es wurde von einer Gruppe von fünf engagierten Piloten und Wissenschaftlern Ende der 90er Jahre ins Leben gerufen und widmet sich der globalen Erfassung und Vorhersage der Gebirgswellen und ihren Auswirkungen auf die  Luftfahrt.
          In Jahre 1997 begannen die Projektbegründer Klaus Ohlmann und René Heise mit der Erforschung von Rotorbändern in den französischen Alpen. Man startete mit der Bestimmung ihrer Ausdehnung und Größenordnung bzw. Klassifizierung der Turbulenz. Eine Positionierung auf einer orografischen Geländedatenbank wird in diesem Zusammenhang aktuell beim Amt für Wehrgeophysik in Traben-Trarbach realisiert. Im November/Dezember 1999 fand die erste intensive Flug- und Messkampagne über den argentischen Anden statt. Basistation war der kleine Ort San Martin de los Andes. Als Messplattform wählten die Teammitglieder den Hochleistungsmotorsegler Stemme S10-VT (Gleitzahl 1:50, Messausrüstung siehe Kasten), der in der Motorflugkonfiguration (max. Reisegeschw. 225 km/h,  Reichweite 1400 km) die notwendige infrastrukturelle Unabhängigkeit in den Anden bot (Abb. 1).
 
 

Abb. 1: Start der Stemme S10 mit spezieller Sauerstoffausrüstung  am Flugplatz Chapelco/Argentinien. NB: Wenn Sie auf das Bild klicken erhalten Sie eine vergrößerte Darstellung.

Tab. 1: Messausrüstung der Stemme S10-VT

Temperatur  Vaisalä PT100 Feuchte Vaisalä Humicap Druck  Airflow DB1 / Rousemount REC 1241 Vertikalgeschwindigkeit  Flexum 1800 / CAI L - NAV Wind  Honeywell CM 3000 Position  Garmin 100 8-Kanal Datenlogger (1 Hz, 16 bit)

Die Speicherung der Flugparameter (GPS-Position, horizontale und vertikale Geschwindigkeit) und der meteorologischen Messdaten erfolgte mit einer Rate von 1 Hz in einem 8-Kanal Datenlogger.
           Eine spezielle Vorbereitung auf die geplanten Höhenflüge (6-10 km) wurde bei der "European Space Agency" (ESA) in Köln unter Anleitung des Astronauten Ulf Merbold realisiert. Bei verschiedenen Druckkammerfahrten (z.T. bis 10 km Höhe) wurden nicht nur die Backup-Systeme der Sauerstoffversorgung getestet, sondern auch neue Richtlinien für diese Art von Höhenflügen erarbeitet (Abb.2) .
 
 

Abb. 2: Höhenflugtraining in einer Unterdruckkammer bei der ESA/DLR in Köln. NB: Wenn Sie auf das Bild klicken erhalten Sie eine vergrößerte Darstellung.

Die Versorgung mit meteorologischen Daten- und Vorhersagematerial vor Ort in den argentinischen Anden konnte via eMail bzw. Internet realisiert werden. Als numerisches Vorhersagemodell wurde das "Relocatable Boundary Layer Model" (RBL) des Geophysikalischen Beratungsdienstes der Bundeswehr gewählt. Dieses regional verschiebbare Modell entspricht vom  Aufbau und der Leistungsfähigkeit dem  ehemaligen Europa-Modell (EM) des DWD. Mit seiner auf weltweite Anwendbarkeit zugeschnittenen physikalischen Ausstattung und einer Produktionsumgebung, die höchste Flexibilität garantiert, dient es seit 1991 als meteorologisches Basismodell für die synoptische Flugwettervorhersage bei Einsätzen der Krisenreaktionskräfte und bei humanitären Hilfsaktionen der Bundeswehr. Synoptisches Beobachtungsmaterial (TEMP´s,  SYNOP´s) wurde mit Hilfe des Softwarepaketes  "pc_met" vom DWD zur Verfügung gestellt. Die dort implementierten Auswerte- und Darstellungsprogramme erwiesen sich für die "Feld-Briefings" als optimal. 
          Zuerst wurden bei  Low-Level-Flügen (30-100 m über Grund) die anabatischen Windsysteme in der Region untersucht, später die hochreichenden Wellensysteme. Spezielle "Feuchteinschübe" (z.B. bei Esquel) - d.h. eine geringere Austrocknung der Luftmasse durch eine schwächere Absinkbewegung - bis hin zu mesoskaligen Konvergenzen in der konvektiv aktiven Pampa wurden vom RBL-Modell im Rahmen seines Auflösungsvermögens (Maschenweite ca. 30 km) hinreichend genau räumlich und zeitlich erfasst (Abb. 3). 
 

Abb. 3: Das "frontale Überströmen" der Luftmasse über die Anden bei Esquel und die durch die Orografie bedingten geringen Absinkbewegungen der Luftmasse in dieser Region erzeugen hier eine fast undurchfliegbare "Feuchte-Wand". NB: Wenn Sie auf das Bild klicken erhalten Sie eine vergrößerte Darstellung.

Die vertikalen Wellenauf- und -abwinde erreichten Größenordnungen von 10-15 m/s und bewegten sich weit bis über 10000 m Höhe. Zur Vorhersage der Orientierung für die Wellensysteme diente das vom RBL-Modellentwickler Dr. Th. Prenosil auf der Grundlage der Auswertung des Scorer-Parameters realisierte Verfahren "Orografische  Turbulenz".
          Ein Schwerpunkt für die zukünftigen Aktivitäten des Projektes wird die Untersuchung der beobachteten brechenden Wellen sein. Sie sind mit schwerer Turbulenz in den höheren Atmosphärenschichten verbunden und stellen eine Gefährdung für den Luftverkehr im oberen Luftraum dar (Abb.4)
 

Abb. 4: Brechende Wellen erzeugen lokal starke Turbulenz. Strukturschäden an der Flugzeugzelle bis hin zum Verlust eines Triebwerks (Bsp. Notlandung einer DC-8  am 09.12.1992) sind Folgeerscheinungen dieser starken Windscherungen. NB: Wenn Sie auf das Bild klicken erhalten Sie eine vergrößerte Darstellung.

Einen äußerst medienwirksamen Einfluss auf dieses meteorologische Projekt hatte der sportliche Aspekt. Um die ehrgeizigen Langstreckenflüge (Entfernungen von mehr als 1500 km) mit Aussicht auf Erfolg durchführen zu können, mussten die einzelnen Parameter (Wind, Feuchtefelder, Niederschlag)  in ihrer örtlichen und zeitlichen Verteilung genau prognostiziert werden. Diese Vorhersagen führten zu einem erwarteten Höhenprofil des Fluges, bei dem es auch Sichtflugbedingungen zu berücksichtigen galt. Da ein Segelflugzeug als Messplattform "mit der Strömung und dem Wetter fliegt", konnten so die detaillierten synoptischen Vorhersagen besonders gut verifiziert werden.
          "Sportlich" waren diese Flüge nicht zuletzt auch deshalb, weil bei den hohen Windgeschwindigkeiten (bis zu 180 km/h) und den lokal starken Abwinden (Abb. 5) und Turbulenzen eine hohe fliegerische Fitness, durch die extremen Flugzeiten (bis über 14 Stunden) eine exzellente körperliche Fitness und bei den großen Abständen der benutzbaren (Not-) Landeplätze auch eine starke mentale Fitness Grundvoraussetzungen waren. Bei optimaler Lage der Wellensysteme und durch die Synergieeffekte der MWP- Gruppe gelang es schließlich, Weltrekorde in verschiedenen Kategorien aufzustellen. 
 

Abb. 5: Messflug am 03.12.1999. NB: Wenn Sie auf das Bild klicken erhalten Sie eine vergrößerte Darstellung.

          Die spektakulärste Umsetzung der gewonnen MWP-Ergebnisse erreichte das Teammitglied Klaus Ohlmann ein Jahr später am 26.11.2000, als er mit über 2400 km den längsten Segelflug aller Zeiten durchführte.
          MWP-steht aber auch für die unmittelbare Umsetzung der gewonnen meteorologischen Erkenntnisse in die flugmeteorologische Vorhersagepraxis und neuen Leitlinien für Piloten. In der kommerziellen Luftfahrt werden mit den leistungsstarken und relativ wetterunabhängigen Luftfahrzeugen im Zusammenhang mit Turbulenz im Durchschnitt pro Jahr 58 Verletzte (seit 1981 3 Tote, Quelle: Aviation Monthly) registriert. In der allgemeinen Luftfahrt sieht es  ähnlich aus, wobei die Folgeschäden vermutlich größer sind. Bei den nationalen Behörden für Flugunfälle lassen sich jedoch diesbezüglich  keine detaillierten Angaben finden. 
          Am beispielsweise Low-Level-Turbulenzen angemessen begegnen zu können, werden  Airliner im Landeanflug mit z.T. bis zu 60 kts über der "stall speed"  (Überziehgeschwindigkeit oder geringste stetige Geschwindigkeit ) geflogen. Eine entsprechende Geschwindigkeitsanpassung hätte für  Kleinflugzeuge dagegen nur einen sehr begrenzten Effekt, da sie durch  ihr wesentlich niedrigeres Gewicht deutlich anfälliger sind. Hinzu  kommt noch die in diesem Segment durchschnittliche, im allgemeinen  bedeutend geringere Flugerfahrung der Piloten. Auf die besonders durch Turbulenz betroffenen Flughäfen und Probleme weist die MWP-Gruppe bei ihren Fachvorträgen sowie Seminaren an  Flugschulen hin. Ein gutes Beispiel ist der Flughafen Bilbao (LEBB). Bei Südwind erfolgt der Anflug auf die Landebahn 31 genau in den Rotorlinien, wo extreme Turbulenz angetroffen wird. Gleichzeitig  herrscht dann auf der Bahn kritischer Crosswind. Beachtet werden sollte weiterhin die Turbulenzgefahr im Höhenbereich zwischen 2000 ft (ca. 600 m) und Fl 120 (ca. 3600 m) beim Landeanflug (Approach) auf die Flughäfen in Genua, Zürich, Graz, Turin, Mailand, Nizza, Genf, Barcelona und Lyon. Auch an anderen europäischen Flugplätzen sind Rotoren mitunter genau über der Landebahn zu finden (z.B. bei  NW-Wind Aspres/Südfrankreich, SE-Wind Zell/Haidberg Deutschland). In der Ausbildung der Airline-Piloten wird diesen komplexen meteorologischen Zusammenhängen zwischen  Rotoren und Leewellen kein oder nur wenig Gewicht beigemessen.
          Die durch das Projekt erreichte Katalogisierung der Rotoren im Zusammenhang mit Großwetterlagen bzw. die zukünftige Einbindung von statistischen Verfahren in Kopplung mit Vorhersagemodellen sind somit erste wesentliche Verbesserungen im Beratungsdienst und ein Beitrag für die Flugsicherheit.
          Für die Zukunft des MWP deuten sich verschiedene neue Perspektiven und Herausforderungen an. Das Projekt PERLAN (Teil eines NASA-Forschungsprogramms) will die MWP-Erfahrungen nutzen, um die stratosphärischen Perlmutterwolken im Höhenbereich zwischen 21-25 km zu untersuchen. Diese Erforschung mit Hilfe von Segelflugzeugen stellt jedoch nicht nur flugmeteorologisch sondern auch aerodynamisch sowie höhenphysiologisch eine neue Herausforderung dar. 
          Allgemeine Informationen über das Projekt und  Mitglieder sind im Internet unter:
http://www.mountain-wave-project.de zu finden.

René Heise
MWP- Coordinator
Mauerstraße 68
10117 Berlin
Tel.: +49 30 -229 43 17
Rene.Heise@t-online.de

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Am 20. Juni 2001 führte die diesjährige Exkursion des  Zweigvereins Rheinland der DMG zur EUMETSAT nach Darmstadt. Insgesamt 40 Teilnehmer trafen sich vor dem EUMETSAT-Gebäude, wo genügend  Zeit blieb, die ungewöhnliche Architektur des Hauses sowie den "Space Garden" zu betrachten.
          Der Hausherr Generaldirektor Dr. Mohr führte nach der Begrüßung die Teilnehmer in einer einstündigen Übersicht in die geschichtliche Entwicklung, die interne Struktur sowie die Zukunft von EUMETSAT ein. 
          Zur Gründung der Organisation trug der erfolgreiche Betrieb des ersten METEOSAT-Satelliten durch die ESA seit 1977 bei. Die EUMETSAT-Konvention trat am 17.06.1986 in Kraft. Zur Zeit gehören dieser europäischen Organisation 17 Mitgliedsstaaten an, 3 sind assoziiert. Sitz der Organisation ist Darmstadt, finanziert wird EUMETSAT aus Beiträgen der Mitgliedsländer auf der Basis des Bruttosozialproduktes, d.h. der deutsche Beitrag umfasst etwa 25% des ca. 300 Millionen Euro betragenden jährlichen Etats. Das sind rund 150 Millionen DM, die im Etat des Deutschen Wetterdienstes veranschlagt sind.
        Vornehmliches Ziel von EUMETSAT ist die  Entwicklung, Einrichtung und der operationelle Betrieb von meteorologischen Satellitensystemen für Europa, die Bereitstellung von Daten für die Endnutzer sowie Beiträge zum Klimamonitoring und Global Climate Change. Neben dem routinemäßigen täglichen Empfang von METEOSAT-Daten, der Satellitenüberwachung, der Aufbereitung der Daten zu Produkten und deren Weitervermittlung an die Kunden in den Mitgliedsländern werden gegenwärtig zwei Großprojekte vorbereitet: Das bisherige geostationäre Satelliten-Programm wird noch bis 2003 fortgeführt. Dann wird es von METEOSAT MSG (METEOSAT Second Generation) abgelöst, welche ab 2002 im Orbit in 6.000 km Höhe ausgebracht wird. EUMETSAT beteiligt sich auch am Aufbau eines polarumlaufenden Satellitensystems, so dass Europa hier nicht nur auf den Good Will der USA angewiesen ist.  Im Anschluss an Dr. Mohrs Vortrag führte uns Dr. Gärtner in die Operationszentrale zur Überwachung und Steuerung der METEOSAT-Satelliten und erläuterte Aufgaben und Funktionsweise.  Angesichts der vollautomatischen Steuerungsroutine fiel auf, dass Menschen hier nahezu gar nicht mehr tätig sind - lediglich zwei Operateure zur Überwachung. Im Rahmen des MSG-Programms wird in diesem Gebäude eine neue Basisstation in der zweiten Etage aufgebaut. 
 

METEOSAT First Generation (MTP) 3-Kanal Radiometer 100 RPM drehstabilisiert 5 Jahre positionierbar 200 Watt Verbrauch 720 kg in GTO Orbit 30 Minuten Bildabstand Pixelabstand 5 km (2,5 km HRVIS) radiometrische Auflösung: 0,4K Datenrate 333 kbps

METEOSAT Second Generation (MSG) 12-Kanal Radiometer 100 RPM drehstabilisiert 7 Jahre positionierbar 600 Watt Verbrauch 2000 kg in GTO Orbit 15 Minuten Bildabstand Pixelabstand 3 km (1 km HRVIS) radiometrische Auflösung: 0,25K Datenrate 3200 kbps

          Am Nachmittag referierten Frau Dr. König und Herr Dr. Gärtner über die zweite METEOSAT-Second-Generation MSG und EPS (EUMETSAT Polar System). MSG wird vor allem hinsichtlich der Taktfrequenz und der Kanalanzahl leistungsfähiger sein, wie die aktuelle Generation. Die zeitlich dichtere Folge und die zusätzlichen Kanäle bieten für die Wetterüberwachung viele Verbesserungsmöglichkeiten; die numerische Wettervorhersage erhält mehr und präzisere Daten. An Bord werden sich  auch Sensoren zur Erfassung der Strahlungskomponenten befinden, um den zusätzlichen Aufgaben in der Klimaüberwachung gerecht werden zu können. Die MSG-Satelliten werden durch Ariane-Träger-Raketen in den Orbit getragen. Der Start von MSG 1 ist für Mitte 2002 vorgesehen, MSG 2 folgt 3 Monate später. Der Betrieb ist auf 12 Jahre ausgelegt.
          Die polarumlaufenden Satelliten (EPS) werden in Zusammenarbeit mit den Amerikanern für eine zeitlich bessere Abdeckung Europas betrieben. Die Höhe der Erdumlaufbahn wird etwa 850 Kilometer betragen, wesentliche Messkomponenten sind ähnlich oder identisch mit denen in den MSG-Satelliten, so dass Datenkompatibilität gegeben ist - bei natürlich höherer Auflösung der Daten aus den polarumlaufenden Satelliten.
          Unserer Gastgeber brachte uns große Aufmerksamkeit entgegen. Nicht nur das große "Welcome" für unseren Zweigverein im Foyer von EUMETSAT und die Einladung zum Mittagessen, sondern auch scheinbare Kleinigkeiten zeugten dafür. Der Bustransfer nach Darmstadt und zurück verlief problemlos; unser Schriftführer Herr Koch hatte alles bestens organisiert. Für die Teilnehmer war es ein Tag mit vielen neuen Eindrücken aus einem immer mehr an Bedeutung gewinnenden Teilgebiet der Meteorologie.

U. Otte, Essen; S. Theunert, Wittlich
ulrich.otte@dwd.de
dmg-sekretariat@t-online.de

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Auf der diesjährigen Tagung Meteorologentagung DACH 2001 in Wien hat sich der Fachausschuss Umweltmeteorologie der DMG e. V. auf der parallel stattfindenden Ausstellung mit einem eigenen Stand präsentiert. Für diesen Stand wurde von der Deutschen Meteorologischen Gesellschaft in Form einer Urkunde ein DACH-Sonderpreis für gute Gestaltung verliehen.
          Auf 4 Postern wurden neben den Aufgaben des Fachausschusses ein Rückblick über den Werdegang des Fachausschusses ebenso vorgestellt wie das Arbeitsgebiet Umweltmeteorologie selbst. Ferner wurden die Zukunftsperspektiven der künftigen Ausschussarbeit erläutert.
          An der Postergestaltung waren unter der Federführung des Fachausschussvorsitzenden, Dr. Ulrich Reuter insbesondere Herr Prof. Mayer und Herr Dr. Matzarakis, Freiburg sowie Herr Prof. Helbig, Trier beteiligt. Das Posterlayout hat Herr Kohfink, technischer Mitarbeiter in der Dienststelle des Ausschussvorsitzenden gestaltet.
          Eine vertonte Power Point Präsentation zum Aufgabengebiet Umweltmeteorologie rundete die Aktivitäten des Fachausschusses auf dem Ausstellungsstand ab. Unter der Federführung des Ausschussvorsitzenden Dr. U. Reuter und Herrn Prof. Baumüller, Stuttgart, ist diese Präsentation von Herr Klein aus der Abteilung Stadtklimatologie des Stuttgarter Amtes für Umweltschutz gestaltet worden. Ein herzlicher Dank für den Erfolg gilt allen Beteiligten! Näheres hierzu finden Sie auch im Internet unter http:\\www.dmg-ev.de  unter der Rubrik Fachausschüsse.

FA Umweltmeteorologie
Dr. Ulrich Reuter
Landeshauptstadt Stuttgart
Amt für Umweltschutz
Gaisburgstr. 4
70182 Stuttgart
Tel. 0711/216 6858, Fax:0711/216 3940, u360002@stuttgart.de

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Die Meteorologen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) in Schleswig entwickelten 1998 mit dem Wirtschaftsverband Initiative 2000 plus das Wetterseminar, welches 1999 dreimal und im Jahr 2000 viermal (drei Grundlagenseminare und ein Seminar für Fortgeschrittene) mit großem Erfolg durchgeführt wurde. 118 Teilnehmerinnen und Teilnehmer haben bisher das Grundlagenseminar und 17 Teilnehmer/innen das Aufbauseminar besucht, welches sich speziell mit dem Wasser in der Atmosphäre befasste. Vertreten waren jung und alt, wobei  der Altersdurchshnitt bei etwa 55 Jahren lag. Geprägt sind die Wetterseminare von einem anspruchsvollen fachlichen Teil, den die Meteorologen des DWD in einem sympathisch-kollegialen Dialog vermitteln und quasi als Ausgleich von einem touristischen Rahmenprogramm, das den Teilnehmern die Region Schleswig etwas näher bringen soll. So werden beispielsweise ein Besuch des Halbkreiswalles der Wikingerstadt Haithabu, eine Dampferfahrt auf der Schlei (längster Fjord Deutschlands), eine Stadtführung sowie ein kurzweiliger Vortrag mit Dias über den Ochsenweg angeboten.
          Wegen des großen Anklangs, den die Wetterseminare gefunden haben, und der Tatsache, dass sich in der Wissenschafts- und Verwaltungsstadt Schleswig viele international anerkannte Fachleute mit Archäologie, Geschichte und dem Rechtswesen beschäftigen, hat sich die Reihe der "Schleswiger Seminare" entwickelt. Es handelt sich meist um Wochenendseminare, die sich an die interessierte Allgemeinheit, zum Teil aber auch an Fachpublikum wendet.

Schleswiger Seminare
Hans-Jochen Franzen
Lassensgang 1
24850 Hüsby
Tel.: 04621-41837  Fax: -838
info@schleswiger-seminare.de

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Die DMG ist der Förderung der Meteorologie als reine und angewandte Wissenschaft verpflichtet, und dazu gehört auch die Wetterberatung. Mit der Einrichtung des  Qualitätskreises Wetterberatung soll der Zunahme von Wetterberatungen durch Firmen außerhalb der traditionellen nationalen Wetterdienste Rechnung getragen werden. Die DMG führt seit über 10 Jahren ein Anerkennungsverfahren für meteorologische Sachverständige/Gutachter durch. Dabei ist bisher das Arbeitsgebiet Wetterberatung ausgeschlossen worden. Die Arbeit in der Wetterberatung ist von der Natur der Sache her anders geartet als die Arbeit eines Gutachters. In der Regel wird Wetterberatung auch nicht von einzelnen Personen, sondern von Firmen in Teamarbeit angeboten. Für Firmen mit bestimmten Qualitätsstandards in ihrer Arbeit bietet die DMG mit dem Qualitätskreis die Möglichkeit einer Anerkennung an. 
Prof. Dr. L. Hasse, im Mai 2001

Der Qualitätskreis Wetterberatung der DMG hat seine Aktivität im Jahr 2000 aufgenommen. Anerkannte Mitglieder sind zur Zeit (in alphabethischer Reihenfolge aufgelistet. NB: Wenn Sie auf die Abbildung klicken erhalten Sie eine vergrößerte Darstellung): 

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