Siehe Bodenechos
dBZ
Siehe Reflektivität
Dopplergeschwindigkeit
Mit Hilfe des
Doppler-Effekts (nach dem österreichischen Physiker C. Doppler, 1803-1853)
können speziell ausgerüstete Radargeräte die Geschwindigkeitskomponente
bestimmen, mit der sich Zielobjekte auf das Radar zu bewegen bzw. von ihm
entfernen (radiale Geschwindigkeit). Der Betrag dieser Komponente ist die
Dopplergeschwindigkeit. Sie wird im allgemeinen positiv definiert, wenn
sich das Objekt vom Radar entfernt, und negativ, wenn es sich auf das Radar
zu bewegt.
Verlagerungen
quer (senkrecht) zum Radarstrahl können nicht direkt gemessen werden.
Radargeräte, die die Dopplergeschwindigkeit messen können, nennt
man Doppler-Radar. Das Karlsruher Radar ist solch ein Gerät.
Doppler-Radar
Siehe Dopplergeschwindigkeit
Elevation
Die Elevation
(auch: Elevationswinkel, Höhenwinkel) beschreibt die Richtung
in der Vertikalen: eine Elevation von 0 Grad bedeutet waagerechte Richtung,
90 Grad entsprechen senkrecht nach oben. Bei z.B. 1 Grad Elevation steigt
der Radarstrahl mit zunehmender Entfernung nur sehr leicht an. Aber auch
bei waagerechter Abstrahlung nimmt die Höhe des Radarstrahls über
der Erde wegen der Erdkrümmung mit zunehmender Entfernung zu. Bei
einer Distanz von 200 km befindet sich der Radarstrahl der tiefsten Elevation
(0.5 Grad für das Karlsruher Radar) deshalb bereits in einer Höhe
von 4 km über Grund und bodennahe Niederschlagssysteme können
nicht mehr erfasst werden.
Helles Band
In der Schmelzzone,
wo feste Niederschläge wie Schnee und Graupel in Regen übergehen,
ist die Reflektivität etwas erhöht. Diese Erhöhung ist bei
stratiformen Niederschlägen ('Landregen') stärker ausgeprägt
als bei schauerartigen Regenfällen. Sie wird 'Helles Band' (englisch
bright band) genannt. Die Bezeichnung stammt noch aus der Zeit der
Einfarben-Analog-Bildschirme, wo eine höhere Reflektivität durch
ein helleres Signal angezeigt wurde. Bei einem Vertikalschnitt durch die
Atmosphäre erscheint die Schmelzzone dann tatsächlich als Helles
Band. Üblicherweise befindet sich die Schmelzzone etwa 200 bis 500
Meter unterhalb der Nullgrad-Grenze. Fallen die Niederschläge bis
zum Erdboden als Schnee, kann es kein Helles Band geben.
Höhenwinkel
Siehe Elevation
Hydrometeor
Ein Hydrometeor ist ein Partikel aus kondensiertem Wasserdampf,
das in der Luft schwebt oder fällt, bzw. bei ausreichend starkem Aufwind auch in die Höhe "gerissen" wird.
Also entweder ein fallender, schwebender oder steigender flüssiger Wassertropfen, eine Schneeflocke, ein Eiskörnchen,
ein Graupel- oder Hagelkorn. Die Grundannahme in der Radarmeteorologie ist, dass es sich im Allgemeinen um flüssige,
kugelförmige Wassertröpfchen handelt. Mit polarimetrischen Radarsystemen ist die Form keine Grundannahme mehr, sondern
sorgt teilweise für kennzeichnende Datenwerte
Insekten
Inversion
Üblicherweise
nimmt die Lufttemperatur mit zunehmender Höhe ab. Manchmal gibt es
aber Luftschichten, innerhalb derer die Temperatur mit der Höhe zunimmt.
Man spricht dann von einer (Temperatur-) Inversion. Solche Inversionsschichten
beeinflussen die Ausbreitung elektromagnetischer Strahlung.
MAX-CAPPI
Siehe CAPPI
Niederschlagsintensität
Für Meteorologen
und Hydrologen ist die Kenntnis der Niederschlagsintensität (oder
Regenrate) sehr wichtig. Sie gibt an, wieviel Regenwasser pro Zeit-
und Flächeneinheit fällt (also beispielsweise 5 mm/h = 5 Liter
Wasser pro Quadratmeter und pro Stunde = ungefähr 1500 Liter pro Sekunde
auf jeden Quadratkilometer). Um möglichst genaue Wetter- und Hochwasservorhersagen
machen zu können, muß die Niederschlagsintensität räumlich
und zeitlich hoch aufgelöst erfaßt werden. Hierzu sind Radargeräte
prinzipiell in der Lage. Die Einschränkung kommt daher, daß
Radargeräte nicht die Niederschlagsintensität selbst messen können,
sondern "nur" die Reflektivität. Aus dieser kann jedoch die Niederschlagsintensität
berechnet werden, wenn man gewisse Annahmen über die Tropfengrößverteilung
trifft. Die Umrechnung erfolgt dann mit einer sogenannten Z-R-Beziehung,
wobei Z für Reflektivität und R für Niederschlagsintensität
steht. Beim Karlsruher Radar wird die Niederschlagsintensität auf
einer geländefolgenden Fläche mit konstanter Höhe über
Grund berechnet; das Bildprodukt wird als SRI bezeichnet.
PPI
Abkürzung
für 'Plan Position Indicator'. Bezeichnet ein
Meßverfahren und anschließende Darstellung, bei der die Radarantenne
auf einen bestimmten Höhenwinkel gestellt wird und dann einmal im
Kreis fährt. Mit niedrigen Höhenwinkeln von wenig mehr als Null
Grad (also fast waagerecht) erhält man auch in großen Entfernungen
noch Echos von meteorologischen Zielen. In einem PPI können sowohl
Reflektivität als auch Dopplergeschwindigkeit dargestellt werden.
PRF
Siehe Puls
Puls
Die Radarstrahlung
wird nicht kontinuierlich sondern pulsförmig ausgesendet, wobei ein
Puls etwa eine Millionstel Sekunde dauert. Die Zeit, die zwischen zwei
Pulsen vergehen soll ist hardwaremässig einstellbar und bestimmt den
maximalen Messradius (range). Wenn z.B. die Zeit zwischen zwei Pulsen 800
mal so lang ist wie die Pulsdauer (d.h. 0,0008 s), kann sich in dieser
Zeit die Strahlung, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet, maximal
120 Kilometer entfernen und nach der Streuung an irgendwelchen Zielobjekten
wieder zurückkehren. 120 Kilometer ist in diesem Fall der maximal
eindeutig detektierbare Messradius. Die Wiederholungsrate der Pulse, die
sog. PRF = 'Pulse Repetition Frequency' beträgt
dann 1/0,0008sec = 1200 Hz.
Radar
Abkürzung
für 'Radio Detecting And Ranging' = 'Erkennung
und Entfernungsbestimmung mit Radiowellen'. Durch Aussenden gepulster elektromagnetischer
Strahlung und Analyse zurückgestreuter Signale werden 'Intensitäten',
Entfernungen sowie Richtungen von Zielobjekten bestimmt. Die verwendete
Wellenlänge der Strahlung ist von der Aufgabenstellung abhängig
(siehe auch C-Band).
Radarstrahl
Da die Radarstrahlung
bei Wetterradargeräten meist stark gebündelt wird, spricht man
auch von einem Strahl. Die Strahlöffnung beträgt meist etwa ein
bis wenige Grad, so daß der Strahl eher mit einen spot-Scheinwerfer
oder einem Leutturmstrahl zu vergleichen ist.
range
Bezeichnet
den eindeutigen Entfernungsbereich um das Radar, aus dem Daten zur Analyse
herangezogen werden.
Reflektivität
Die Reflektivität
ist ein Maß für den Rückstreuquerschnitt von Zielen, die
mit Radar detektiert werden können. Sie ist proportional zur Energie,
die von sämtlichen Streuteilchen im Radarsrahl zur Antenne zurückgestreut
wird. Da die von der Antenne empfangene Energie aber von vielen Faktoren
abhängt - unter anderen von der Entfernung, der Strahlungswellenlänge,
der Antennenform und der ausgesendeten Energie - wurde für meteorologische
Ziele die Reflektivität speziell definiert. Sie hängt nur noch
von den Eigenschaften der Ziele ab. Bei Regen ist sie umso größer,
je mehr und je größere Regentropfen in der Luft enthalten sind.
Die Reflektivität wird meist in der logarithmischen Einheit dBZ
angegeben, wobei dB das übliche Kürzel für Dezibel ist und
Z für Reflektivität steht. Eine Erhöhung um 10 dBZ entspricht
also eine Verzehnfachung der Reflektivität, eine Erhöhung um
30 dBZ einer Vertausendfachung.
Reflektivitäten
(Z) bzw. deren logarithmischen Werte (dBZ) können mit der folgenden
Beziehung in Niederschlagsraten (R, in mm/h) umgerechnet werden :
Z = aRb
<==> R = (Z/a) 1/b = (10 dBZ /10 /a) 1/b
dBZ = 10logZ
- A ist im Sommer
300 und im Winter für Regen 200 und für Schnee 1800
- B ist im
Sommer 1.5 und im Winter für Regen 1.6 und für Schnee 2.2
Diese Werte
für A und B haben sich auf Grund von längerfristigen Beobachtungen
als geeignet erwiesen. Zur quantitativen Analyse der Niederschlagsintensität
müssen jedoch jeweils weitere Vergleichsmessungen herangezogen werden.
Regenrate
Siehe Niederschlagsintensität
second-trip-Echos
Seitenriß
Siehe CAPPI
Sonnenstrahl
In manchen
Radarbildern, insbesondere bei tiefstehender Sonne, ist ein Strahl in Richtung
der Sonne zu erkennen. Er kommt dadurch zustande, daß die Sonne auch
im Wellenlängenbereich des Radars elektromagnetische Energie aussendet.
Der Strahl kann auf dem Radarbild auch vorhanden sein, wenn die Sonne selbst
hinter Wolken liegt. Die Strahlschwächung durch Wolken ist nämlich
bei den meisten Radar-Wellenlängen vernachlässigbar.
SRI
Abkürzung
für 'Surface Rain Intensity' = 'Oberflächen-Regenintensität'.
Siehe Niederschlagsintensität
VIL
Abkürzung
für 'Vertical Integrated Liquid'. Gibt das Äquivalent
des vertikal integrierten Wassergehalts über dem jeweiligen Pixel
in mm Wasser an. (oft auch in kg/m2 ;)
Eine Gleichung um die VIL zu berechnen lautet:
VIL = 3.44 x 10-6 Σ z4/7ΔH
mit z dem Radarreflektivitätsfaktor (mm6/m3) und H der Höhe in Metern.
Die VIL wird zur Bewertung von Gewittern, bzw. auch dem Auftreten von Hagel verwendet.
Diese Methode war besonders in den 1980ern und Anfang der 1990ern populär.
VVP
Abkürzung
für 'Volume Velocity Processing'. Ein Rechenalgorithmus,
mit dem unter bestimmten Voraussetzungen aus den Volumendaten der Dopplergeschwindigkeit
unter anderem vertikale Profile des mittleren horizontalen Windfeldes bestimmt
werden können.
Z-R-Beziehung
Siehe Niederschlagsintensität