Niederschlagsradar

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Niederschlagsradar des DWD in Emden

Mithilfe einer Niederschlagsradar-Station (auch Regenradar genannt) kann in einem begrenzten Umkreis der Wassergehalt einer Wolke gemessen werden, welcher wiederum Rückschlüsse auf eventuellen Niederschlag (Regen, Hagel oder Schnee) zulässt. In der Luftfahrt wird das Niederschlagsradar hauptsächlich genutzt, um Flüge durch Gewittergebiete zu vermeiden und die zu erwartenden Turbulenzen einschätzen zu können.

Funktionsweise[Bearbeiten]

Ein Niederschlagsradar basiert auf dem Primärradarprinzip. Das Niederschlagsradar sendet Mikrowellen aus und empfängt den Teil dieser Wellen, der auf seinem Weg durch die Atmosphäre reflektiert wird. Operative, bodengebundene Niederschlagsradare in Europa arbeiten meistens im C-Band, d.h. mit Frequenzen um die 6 GHz (ca. 5 cm Wellenlänge).

Je mehr Wassertropfen, Schneekristalle oder Eiskörner die Atmosphäre pro Volumen enthält, desto mehr Mikrowellenstrahlung wirft sie zurück. Aus dem Zeitunterschied zwischen Senden der Strahlung und dem Empfang der reflektierten Strahlung kann auf den Abstand der Niederschlagspartikel von der Radaranlage geschlossen werden. Damit erhält man ein Bild über Abstand und Niederschlagsgehalt der Wolke.

Bei dem Messvorgang selbst kommt es zu einigen physikalisch bedingten Problemen:

  • Abnahme der Energiedichte über die Distanz: Die Radarstrahlen breiten sich divergent aus, sie verlieren dadurch gemäß dem Abstandsgesetz bei zunehmender Distanz an Energiedichte und das rückgestreute Signal wird schwächer. Diese Abschwächung wird Freiraumdämpfung genannt. Beim Niederschlagsradar ist diese Abnahme nach der Radargleichung für Volumenziele proportional dem Quadrat der Entfernung. Abhilfe ist die Nachsteuerung der Empfangsempfindlichkeit abhängig von der Entfernung, d.h. nach Abschicken des Sendeimpulses wählt man die Empfangsempfindlichkeit zunächst niedrig und steigert sie mit zunehmender Zeit nach dem Impuls. Diese zeitabhängige Verstärkungsregelung wird sensitivity time control genannt.
  • Radarschatten: Durch eine große Ansammlung an Wasser in Wolken wird so viel Radarstrahlung reflektiert, dass die restliche noch durch die Wolke dringende Radarstrahlung nun nicht mehr ausreicht, um ein Echo auf dem Radarschirm zu erzeugen - ein sogenannter Radarschatten entsteht. Abhilfe: Betrieb mehrerer im Land verteilter Niederschlagsradare, deren Erfassungsbereiche sich überlappen.
  • englisch Ground Clutter oder Bodenclutter sind Reflexionen an Bodenerhebungen und hauptsächlich in Luftraumaufklärungsradar ein Problem. An festen Bodenstationen können Ground Clutter durch gezielte Manipulation der Empfindlichkeit ausgelöscht werden. Die Größe dieser Störungen werden statistisch in einer elektronischen Clutter-Map registriert und von den Niederschlagsechos subtrahiert. In der Luftfahrt wird versucht, durch ein Doppler-Verfahren (Moving Target Indication) die Anzeige von Bodenerhebungen auszublenden.
  • Interpretationsproblem beim Einsatz in der Luftfahrt: Die gemessene Rückstreuung der Wolken lässt nicht unbedingt Rückschlüsse auf die Stärke der damit verbundenen Turbulenzen oder die Art des Niederschlages zu. Abhilfe können auch hier Doppler-Verfahren und das Verwenden verschiedener Frequenzen sein.

Niederschlagsradarstationen[Bearbeiten]

Niederschlagsradar (D-A-CH)
Prötzel
Prötzel
Dresden-Klotzsche
Dresden-Klotzsche
Emden-Knock
Emden-Knock
Essen-Bredeney
Essen-Bredeney
Feldberg
Feldberg
Diemelsee-Flechtdorf
Diemelsee-Flechtdorf
Dreieich-Offenthal
Dreieich-Offenthal
Memmingen
Memmingen
Schnaupping
Schnaupping
Boostedt
Boostedt
Hannover
Hannover
Neuhaus am Rennweg
Neuhaus am Rennweg
Neuheilenbach
Neuheilenbach
Rostock
Rostock
Eisberg
Eisberg
Geislingen-Türkheim
Geislingen-Türkheim
Ummendorf (Börde)
Ummendorf (Börde)
La Dôle
La Dôle
Albis
Albis
Monte Lema
Monte Lema
Schwechat
Schwechat
Salzburg
Salzburg
Zirbitzkogel
Zirbitzkogel
Patscherkofel
Patscherkofel
Valluga
Valluga
Niederschlagsradar in Deutschland, Österreich und der Schweiz

Deutschland[Bearbeiten]

In Deutschland betreibt der Deutsche Wetterdienst einen Radarverbund[1] mit 17 Niederschlagsradarstationen.

Radarstandorte[2][3] Typ Turmhöhe[4] Bauart
Boostedt   30 Stahl-Gittermast-Turm
Dresden-Klotzsche   38 Beton und Stahlturm
Eisberg   26 Stahl-Gittermast-Turm
Emden-Knock Meteor 350AC 56 Betonturm
Essen-Bredeney   30 Betonturm
Feldberg (Schwarzwald) Meteor 350AC 21 Betonturm
Flechtdorf   73 Stahl-Gittermast-Turm
Hannover Meteor 350AC 44 Betonturm
Memmingen   55 Betonturm
Neuhaus a. R.   30 Betonturm
Neuheilenbach   32 Stahl-Gittermast-Turm
Dreieich-Offenthal   45 Betonturm
Prötzel   51 Betonturm
Rostock   34 Betonturm
Schnaupping (Isen)   45 Betonturm
Türkheim (Geislingen)   32 Stahl-Gittermast-Turm
Ummendorf   21 Stahl-Gittermast-Turm

Österreich[Bearbeiten]

In Österreich gibt es fünf Wetterradarstationen: in Schwechat und Salzburg sowie auf dem Zirbitzkogel, dem Patscherkofel und der Valluga.[5]

Schweiz[Bearbeiten]

MeteoSchweiz betreibt die drei Wetterradarstationen auf der Dôle, auf dem Albis und auf dem Monte Lema.[6]

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Doppler-Radar – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

Andere Länder mit Doppler-Radar:

Quellen[Bearbeiten]

  1. Feldberg (Berg im Schwarzwald)#Wetterstation
  2. [1] (PDF-Datei; 4,02 MB), abgerufen am 15. Mai 2012
  3. Broschüre "Wetterradar" des DWD online (PDF-Datei; 1,2 MB), abgerufen am 13. Januar 2014
  4. in Meter über Grund
  5. Abteilung Zivil- und Katastrophenschutz in der Darstellung des Landesrechnungshofes Tirol, PDF, S. 23, abgerufen am 26. Mai 2011
  6. Mehr über den Schweizer Wetterradar, abgerufen am 25. Mai 2011