Niederschlagsradar

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Niederschlagradar-Station

Mit Hilfe einer Niederschlagsradar-Station 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 zur Vermeidung von Flügen durch Gewittergebiete und zur Einschätzung der zu erwartenden Turbulenz genutzt.

[Bearbeiten] Funktionsweise

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

Je mehr Wassertröpfchen eine Wolke enthält, desto mehr Mikrowellenstrahlung reflektiert sie zurück (d.h. je höher der Anteil der reflektierten Radarstrahlen, desto höher ist der Wassergehalt der Wolke). Aus dem Zeitunterschied zwischen Senden der Strahlung und dem Empfang der reflektierten Strahlung schließt man auf den Abstand der Wolken vom Radar. Somit erhält man ein eindeutiges Bild über Abstand und Wassergehalt 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 bei zunehmender Distanz an Energiedichte und das rückgestreute Signal wird schwächer.; Abhilfe: 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.
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 überlagern.
Ground Clutter: Sie entstehen durch Reflexion an Bodenerhebungen und sind hauptsächlich in der Luftfahrt ein Problem. An festen Bodenstationen können Ground Clutter durch gezielte Manipulation der Empfindlichkeit ausgelöscht werden. In der Luftfahrt wird versucht, durch ein bestimmtes Dopplerverfahren 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 Niederaschlages zu.; Abhilfe: Dopplerverfahren und Verwenden verschiedener Frequenzen.