Die Niederschlagserkennung mit dem Wetterradar

Im Thema des Tages vom vergangenen Samstag (10.5.2014) wurden zwei konventionelle Verfahren zur Messung des gefallenen Niederschlags an Wetterstationen erläutert.

Der Deutsche Wetterdienst betreibt mit 1938 Stationen ein sehr
dichtes Niederschlagsmessnetz, dennoch handelt es sich stets um
Punktmessungen, so dass eine flächendeckende Wetterüberwachung von
Niederschlagsereignissen nicht möglich ist.

Ein gutes Beispiel dafür bietet das derzeitige Wettergeschehen über
Deutschland. Während es am vergangenen Samstag flächig und teils
länger anhaltend regnete, traten am gestrigen Sonntag wiederholt
kräftige Schauer und einzelne Gewitter auf. Dabei fielen die
Niederschläge oft nur kleinräumig recht intensiv aus, während es in
der unmittelbaren Umgebung trocken blieb. So kommt es immer wieder
vor, dass Schauer und Gewitter gewissermaßen zwischen den
Niederschlagsmessstationen hindurchschlüpfen und nicht registriert
werden.

Gerade bei solchen Wetterlagen profitieren wir Meteorologen in
Ergänzung zu der konventionellen Niederschlagsmessung von einem
weiteren Hilfsmittel, nämlich dem Wetterradar.

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Der Deutsche Wetterdienst betreibt ein ganzes Netz von
Wetterradaranlagen, den sogenannten Radarverbund. Er besteht derzeit
aus 16 über ganz Deutschland verteilten Radarstandorten, so dass eine
landesweit flächendeckende Niederschlagsüberwachung möglich ist.

Wie funktioniert nun ein Wetterradar? Um den Niederschlag in der
unteren Atmosphäre zu messen, sendet die rotierende Antenne des
Radargerätes elektromagnetische Mikrowellen mit einer Frequenz von
etwa 5 Gigahertz aus. Diese Wellen werden an den in der Atmosphäre
vorhandenen Wassertröpfchen teilweise reflektiert, so dass sie vom
Radargerät wieder empfangen werden können. Daraus ergeben sich zwei
wichtige Erkenntnisse: zum einen kann aus der Laufzeit des Signals
zwischen Aussendung und Empfang die Entfernung eines
Niederschlagsgebietes bestimmt werden, zum anderen ist die Stärke des
reflektierten Signals ein Hinweis auf die Niederschlagsintensität und
damit auch die Niederschlagsmenge. Der aus der Radarmessung
abgeleitete Parameter für die Stärke des reflektierten Signals heißt
Radar-Reflektivität und wird in Dezibel (dBz) angegeben.
Es ergibt sich schließlich eine flächendeckende
Niederschlagserkennung 360 Grad um den Radarstandort herum bis zu
einer Entfernung von 150 km. Kombiniert man die Radarbilder einzelner
Standorte zu einem Gesamtbild, ergibt sich das sogenannte
Radarkomposit. Die Antenne dreht sich allerdings nicht nur um sich
selbst (Azimutwinkel), sondern sie ändert auch ihren Blickwinkel in
der Höhe über dem Boden (Elevationswinkel). Dadurch können diese
Messungen in verschiedenen Höhen durchgeführt werden.

Die in regelmäßigen und kurzen Abständen aktualisierten Radarbilder
sind vor allem bei Wetterlagen wie der zurzeit vorherrschenden
Schauer- und Gewitterlage für den täglichen Warn- und
Vorhersageprozess von großer Bedeutung. Denn anhand der
Radarinformationen können wir Meteorologen eine Aussage darüber
treffen, ob es sich bei dem Niederschlag um leichten Regen,
Starkregen oder sogar Hagel handelt, so dass gegebenenfalls eine
entsprechende Wetterwarnung ausgegeben werden kann.
Zudem erlaubt uns das Radar mit der Möglichkeit, die Entwicklung und
Verlagerung eines Niederschlaggebietes zeitlich und räumlich hoch
aufgelöst zu erfassen, eine präzisere Vorhersage für die nächsten
Stunden.

Am heutigen Montag treten erneut einige Schauer und auch kurze
Gewitter auf. Wenn Sie wissen wollen, wo heute Niederschlag fällt und
ob der Regen eventuell auch bei Ihnen vor der Haustüre steht, dann
lohnt sich ein Blick auf das aktuelle Radarbild oder auch den
Radarfilm.

Dipl.-Met. Johanna Anger
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 12.05.2014

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