![\"\"](\"https:\/\/www.hossi-im-netz.de\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2019\/08\/8_Bild.png\")
<\/figure>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Woher wissen wir, wann es anf\u00e4ngt zu regnen? Zur Beantwortung dieser Frage ist neben Wettermodellen das Niederschlagsradar in der heutigen K\u00fcrzestfristvorhersage nicht mehr wegzudenken. Wie dieses Radar funktioniert und welche M\u00f6glichkeiten es bietet, soll heute Thema sein.<\/p>\n\n\n\n
RADAR ist die englische Abk\u00fcrzung von RAdio Detektion And Ranging und bedeutet im deutschen „funkgest\u00fctzte Ortung und Abstandsmessung“. Zun\u00e4chst diente das Radar nur milit\u00e4rische Zwecken und wurde erstmals im 2. Weltkrieg zur Ortung von Schiffen und Flugzeugen im gro\u00dfen Stil eingesetzt. Man machte sich dabei die Entdeckung von Heinrich Hertz zunutze, der bereits 1886 herausfand, das metallische Gegenst\u00e4nde elektromagnetische Wellen reflektieren. W\u00e4hrend des 2. Weltkrieges merkte man dann, dass auch Niederschlag Echos im Radar erzeugt. Nach dem 2. Weltkrieg besch\u00e4ftigten sich Wissenschaftler damit, diese Niederschlagsechos herauszufiltern und spezielle Radarsysteme f\u00fcr die Niederschlagsdetektion zu entwickeln.<\/p>\n\n\n\n
Das Funktionsprinzip des Niederschlagsradars ist vergleichsweise einfach. Ein Sender sendet gepulste Mikrowellen aus. Die Wellenl\u00e4nge ist so gew\u00e4hlt, dass diese Mikrowellen auf ihren Weg durch die Atmosph\u00e4re an Niederschlagspartikel (Hydrometeore) wie Regentropfen, Schneeflocken, Graupel und Hagel reflektiert und zum Radar zur\u00fcckgestreut werden. Anschlie\u00dfend wird das zur\u00fcckgestreute Signal, das nur einen Bruchteil der Energie des gesendeten Signals hat, am Radar mithilfe einer Antenne empfangen und gemessen. Aus der Antennenposition und der Laufzeit des Signals ergibt sich die Position der reflektierenden Hydrometeore. Man wei\u00df, dass sich die Mikrowellen im Vakuum mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen. Dieser Wert wird f\u00fcr die Atmosph\u00e4re noch mit dem Brechungsindex der Luft korrigiert. \u00dcber die Laufzeit l\u00e4sst sich nun die Entfernung berechnen.<\/p>\n\n\n\n
Die Radarbilder, die der Deutsche Wetterdienst von seinen 17 Radarmessstationen frei zur Verf\u00fcgung stellt und auf diversen Webseiten zu sehen sind, zeigen nicht direkt die Niederschlagsintensit\u00e4t in l\/qm in der Stunde, sondern zun\u00e4chst nur die Intensit\u00e4t des zur\u00fcckgestreuten Signals. Diese hat die Einheit „Dezibel“ (dBZ). Die Skala ist logarithmisch, das hei\u00dft 2 dBZ sind die 10-fache Intensit\u00e4t wie 1 dBZ. Doch wie l\u00e4sst sich das interpretieren: Das Beispielbild zeigt das Radarbild vom 07.08.2019. Die Farbskala ist an die Skala in der Warnwetter-App angelehnt. Blaue Werte (1 bis 15 dB) zeigen zu meist leichten Spr\u00fchregen oder nur ein paar Tropfen Regen. Unter gr\u00fcn (~15 – 30 dB) kann man sich einen leichten bis m\u00e4\u00dfigen Landregen vorstellen, der im gr\u00f6\u00dften Teil von S\u00fcddeutschland f\u00e4llt und bei Gelb (ab 30 dB) schon in kr\u00e4ftigere Intensit\u00e4t \u00fcbergeht. Eingebettet in das Niederschlagsgebiet ist ein Band mit intensiven Niederschl\u00e4gen (orange – rot). Es handelte sich dabei zu meist um Gewitter. Kleine blaue „Flecken“ (> 55 dB) k\u00f6nnen zudem auf kleink\u00f6rnigen Hagel hinweisen.<\/p>\n\n\n\n
Um nun die Niederschlagsintensit\u00e4t zu messen, ist eine Umrechnung des empfangenen Signals in l\/qm pro Stunde notwendig. Diese Umrechnung wird durch die sogenannte Z-R-Beziehung bestimmt. Z steht hier f\u00fcr die Reflektivit\u00e4t des empfangenen Signals (dBZ) und R f\u00fcr die Regenrate (l\/qm) pro Stunde. Diese Beziehung wurde durch langj\u00e4hrige Messung empirisch gewonnen, ist aber besonders in Gewittern, die Hagel enthalten auch zu einem gewissen Ma\u00dfe ungenau. Um die Genauigkeit zu erh\u00f6hen, werden die aus dem Radar gemessen Niederschlagsraten mit Stationsmeldungen verglichen und entsprechend angeeicht. So l\u00e4sst sich relativ genau die Niederschlagsmenge fl\u00e4chendeckend bestimmen.<\/p>\n\n\n\n
Die Niederschlagsradare haben allerdings noch ein viel gr\u00f6\u00dferes Potenzial. Man kann die Radarbilder zeitlich animieren und bekommt somit die Verlagerung des Niederschlags und kann damit z. B. die Zugrichtung von Gewittern absch\u00e4tzen. Mit einem mathematischen Verfahren, das den „optischen Fluss“ berechnet, l\u00e4sst sich diese Verlagerung sogar in die Zukunft projizieren, sodass je nach Wetterlage recht genaue 15-min\u00fctige bis 1-st\u00fcndige Vorhersagen m\u00f6glich sind. Der Deutsche Wetterdienst betreibt sogenannte dual-polarimetrische Radare. Diese k\u00f6nnen \u00fcber den Dopplereffekt sogar die Windgeschwindigkeit messen, den Wasser- und Eisgehalt einer Wolke bestimmen und aus der Depolarisation sogar Aussagen dar\u00fcber treffen, ob eine Wolke Hagel, gro\u00dfe oder kleine Tropfen, Graupel oder Schnee enth\u00e4lt. Doch die Beschreibung dieser Radarsysteme w\u00e4re schon wieder ein eigenes Thema des Tages.<\/p>\n\n\n\n
Dipl.-Met. Christian Herold<\/p>\n\n\n\n
Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 08.08.2019<\/p>\n\n\n\n
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst<\/p>\n\n\n\n<\/figure>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"