Wetterradar

Das Grundprinzip

„Aus der bekannten Raumrichtung … und der bekannten Laufzeit zwischen senden und empfangen der elektromagnetischen Welle kann auf den genauen Ort der reflektierenden Objekte geschlossen werden. Mit der Intensität (‚Stärke') des empfangenen Signals kann … auf die Intensität eines detektierten Niederschlagsereignisses geschlossen werden.“ — DWD

Das Radar dreht sich, tastet den Himmel ab und misst für jede Richtung und Entfernung, wie viel zurückkommt. Viel Rückstreuung = viele/große Tropfen = kräftiger Regen.

Von der Rückstreuung zur Regenrate

Die zurückgestreute Leistung fasst man als Reflektivitätsfaktor Z zusammen; wegen der riesigen Spannweite logarithmisch in dBZ: „dBZ = 10 log(Z)“ (DWD). Aus Z schätzt man die Regenrate R über eine Z-R-Beziehung — der DWD nutzt: „Im Radarverbund des DWD wird meist folgende Beziehung benutzt: Z = 256 R^1.42“ (Z in mm&sup6;/m³, R in mm/h).

Doppler: auch die Geschwindigkeit

Moderne Radare messen zusätzlich die Frequenzverschiebung der zurückkommenden Welle, „um neben dem Reflektivitätsfaktor der Hydrometeore auch deren Geschwindigkeit in Richtung des Radarstrahles zu bestimmen“ (DWD) — also wie schnell sich der Niederschlag auf das Radar zu oder von ihm weg bewegt. Das hilft bei Wind und Sturmstrukturen.

Ehrlich: Belegt ist damit nur die radiale (auf das Radar bezogene) Geschwindigkeit. Aussagen wie „Radar erkennt Tornado-Rotation" gehen darüber hinaus und stehen so nicht in den DWD-Quellen — deshalb bleibt es hier bei der belegten Kernaussage.

Der DWD-Radarverbund

„Der DWD betreibt einen Wetterradarverbund aus 17 operationellen Wetterradaren mit modernster Dual-Pol Doppler Technik.“ … „Die horizontale Reichweite dieser atmosphärischen Überwachung beträgt mehr als 150 km.“ — DWD

Dazu kommt ein zusätzliches Radar am Observatorium Hohenpeißenberg für Qualitätssicherung. Die Radare liefern rund alle 5 Minuten ein neues Bild — erst ihr Zusammenspiel deckt ganz Deutschland ab, weit dichter in der Zeit als ein Modelllauf. Deshalb nutzt auch diese Seite Modelle für die Vorhersage, aber das Radar zeigt das Jetzt.

Wo Radar an Grenzen stößt (ehrlich)

Ein Radarstrahl läuft geradeaus, die Erde krümmt sich weg: „der Radarstrahl befindet sich umso höher über dem Erdboden, je weiter er vom Radarstandort entfernt ist“ (DWD) — das Radar „misst nicht den am Boden ankommenden Niederschlag“. Weitere Fehlerquellen: Abschattung durch Berge/Gebäude (Radarschatten), Störechos (Clutter) und das Bright Band — „eine Verstärkung der Reflektivität … deren Ursache in der starken Rückstreu-Eigenschaft von schmelzenden Schneeflocken liegt“, die die Regenrate überschätzen lässt. Deshalb wird Radar mit Boden-Messungen abgeglichen.