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Mobilfunkmasten als Regenmesser

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 01.09.2014 11:24

Die Funksignale, mit denen die Basisstationen der Handynetze miteinander kommunizieren, eignen sich zur Regenbeobachtung. Nach ersten Versuchen in den Niederlanden und in Israel haben das Forscher aus Frankreich und Westafrika auch für die Sahel-Zone bewiesen. Da Mobilfunknetze inzwischen rund 70 Prozent der bewohnten Erdoberfläche abdecken, könnten die Meteorologen eine bereits existierende Infrastruktur nutzen. Denn gerade in Entwicklungsländern ist die Regenbeobachtung mangels Messnetzen kaum möglich, wogegen Mobilfunknetze zumindest in den größeren Siedlungen etabliert sind.

Unwetter wie dieses über der malischen Sahellandschaft könnten sich bald dank Handyfunk besser beobachten lassen. (Bild: NOAA)Für Wetterdienste gehört die Regenbeobachtung zu den großen Herausforderungen, denn die Schauerzellen sind vergleichsweise klein und kurzlebig. In den Industriestaaten stützen sich die amtlichen Meteorologen auf dichte Netze von Niederschlagsmessern — der Deutsche Wetterdienst etwa greift nach eigenen Angaben auf rund 2000 solcher Stationen zu, die ihre Messwerte meist automatisch übermitteln. Zusätzlich betreibt der DWD noch Regenradar-Stationen, die kontinuierliche Daten über die Regenwolken liefern. Beide Methoden sind so teuer, dass sie sich viele Entwicklungsländer gar nicht leisten können. 

Mobilfunkmast in der burkinischen Hauptstadt Ouagadougou. (Bild: IRD/Frédéric Cazenave)Meteorologen suchen daher nach preiswerteren Alternativen und sind überraschenderweise bei Mobilfunknetzen fündig geworden. Die Verbindungsstärke zwischen den Stationen der Funkzellen wird schwächer, wenn sich in der Bahn des Signals Regentropfen befinden, je mehr Tropfen, desto schlechter die Verbindung. Die Mobilfunkunternehmen messen die Schwankungen in der Signalstärke regelmäßig und bei jeder Verbindung — eine Auswertung dieser Daten könnte somit Ausdehnung und Bewegungsrichtung von Unwetterzellen verraten. Bereits im vergangenen Jahr hatten niederländische Hydrologen in den Abhandlungen der US-amerikanischen Akademie der Wissenschaften am Beispiel ihres Landes gezeigt, wie gut diese Methode funktioniert. Jetzt haben französische und westafrikanische Hydrologen einen vergleichbaren Versuch für die Sahel-Zone durchgeführt. Sie berichten in den Geophysical Research Letters darüber. Am Beispiel der Hauptstadt von Burkina Faso, Ouagadougou, hatten die Forscher unter Leitung von Mireille Gosset vom staatlichen Forschungszentrum "Géosciences, Environnement Toulouse" (GET) in der Zeit vom 26. Juni bis zum 4. September 2012 die Daten nach Indizien für Regenschauer abgeklopft.  Zu dieser Zeit herrscht im Sahel der Monsun, der größte Teil des jährlichen Regens fällt in diesen Sommermonaten in kurzen, aber heftigen Schauern. Sollten sich Mobilfunkmasten als Regenmesser eignen, wäre das genau die richtige Zeit für einen solchen Test. Und tatsächlich bestand das Mobilfunknetz von Ouagadougou den Test: 95 Prozent der Regenschauer wurden entdeckt.

Sahel: Hier starteten die ersten Versuche mit Handyfunk, nun folgen Tests in anderen westafrikanischen Ländern. (Bild: NOAA)Die Methode soll jetzt auch in anderen westafrikanischen Städten getestet werden. Das ist nötig, denn die Funksignale zwischen den Sendemasten der Handynetze leiden nicht nur unter Regenschauern. Staub in der Luft verringert die Signalstärke ebenso wie Feuchtigkeit, die sich auf den Antennen niederschlägt und so den Einfluss der Regentropfen überzeichnen kann. Und nicht zuletzt können technische Probleme an den Mobilfunkmasten die Regendetektion verhindern. In Ouagadougou etwa funktionierten von den drei Funkstrecken, die für den Test ausgewählt worden waren, zwei nicht. Hinzu kommt noch ein grundsätzliches Problem. Die Daten zur Verbindungsstärke werden von den Mobilfunkbetreibern nicht veröffentlicht. Sowohl bei dem niederländischen wie auch bei dem burkinischen Projekt erhielten die Forscher nur ausnahmsweise Zugang zu den Datenbanken. Daher konnte in beiden Fällen auch nur die grundsätzliche Eignung des Verfahrens gezeigt werden. Für eine Echtzeit-Regenvorhersage müssten die Daten auch in Echtzeit fließen, was derzeit weder in Europa noch in Afrika in Sicht ist.