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Wetterradar

 
     
  ortsfeste oder mobile (z.B. flugzeuggestützte) Sender-Empfänger-Kombination zur Ortung von Niederschlagsgebieten und zur quantitativen Erfassung des Flächenniederschlags mit Hilfe von Radarwellen (Radar). Übliche Wellenlängen sind 1 cm (K-Band), 3 cm (X-Band), 5,5 cm (C-Band), 10 cm (S-Band) oder 20 cm (L-Band). Der in einen engen Winkelbereich (1-3º) abgesandte Radarstrahl wird an Niederschlagsteilchen reflektiert. Aus dem am Empfänger gemessenen Rückstreusignal wird der Reflektivitätsfaktor Z=Σ(ni·Di6) bestimmt, der von der Teilchenzahldichte ni


und dem Teilchendurchmesser des Niederschlags Di abhängt. Der Reflektivitätsfaktor wird häufig in dem logarithmischen Mass Dezibel, 1 dBZ=10 lg[Z/(1 mm6/m3)], angegeben. Durch zyklisches Abtasten des Halbraums lassen sich Niederschlagsgebiete im zeitlichen Verlauf lokalisieren. Die Reichweite liegt dabei in der Regel zwischen 100 und 300 km. Empirische Beziehungen zwischen dem Reflektivitätsfaktor Z und der Niederschlagsrate R (in mm/h), z.B. Z=256,0·R1,42, ermöglichen eine quantitative Bestimmung der Niederschlagsintensität.


Ein Doppler-Wetterradar ist zusätzlich in der Lage, die Doppler-Frequenzverschiebung der reflektierten Radarwellen zu bestimmen. Hieraus lässt sich die radiale Geschwindigkeit der reflektierenden Niederschlagsteilchen bezogen auf das Radargerät und somit indirekt der Wind bestimmen. Mittels synchroner Messung zweier Doppler-Wetterradargeräte an verschiedenen Standorten oder den Einsatz zweier getrennter Empfänger, die unabhängig vom Sender aufgestellt werden (bistatisches Radar), kann sogar das dreidimensionale Windfeld im Niederschlagsgebiet bestimmt werden. Spezielle Wetterradargeräte erlauben es zudem, polarisierte Radarwellen auszusenden bzw. den Grad der Polarisierung der reflektierten Wellen zu bestimmen (Polarisations-Wetterradar). Da die Niederschlagsteilchen je nach Art (Regen, Graupel, Hagel, Schnee, Eiskristalle) spezifische Formen (z.B. abgeplattet, rund, kristallförmig) und somit unterschiedliche Polarisationseigenschaften aufweisen, ist es möglich, die Art des Niederschlags mittels Radar zu bestimmen. Wetterradargeräte dienen insbesondere der Kurzfristvorhersage (Nowcasting) von Unwettern (z.B. Hagel). Die Wetterdienste betreiben heute vielfach einen landesweiten oder länderübergreifenden Radarverbund, um eine möglichst grosse Reichweite und Abdeckung der Niederschlagserfassung zu erzielen.
 
 

 

 

 
 
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