So funktioniert das Wetterradar

Die in regelmäßigen und kurzen Abständen aktualisierten Radarbilder sind vor allem bei Wetterlagen wie derzeit vorherrschend 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 kann gegebenenfalls eine entsprechende Wetterwarnung ausgegeben werden. Bei Gewitterlagen ist die Messung der Niederschlagsmengen mittels Radar der konventionellen Messung an Wetterstationen deutlich überlegen. Gewitterniederschläge treten oft nur kleinräumig recht intensiv auf, während es in der unmittelbaren Umgebung einer Gewitterwolke trocken bleiben kann. So kommt es immer wieder vor, dass Gewitter gewissermaßen zwischen den Niederschlagsmesstöpfen „hindurchschlüpfen“ und nicht registriert werden. Dem Radar entgeht jedoch nichts. Zudem erlaubt uns das Radar mit der Möglichkeit, Entwicklung und Verlagerung eines Niederschlaggebietes zeitlich und räumlich lückenlos zu erfassen, eine präzise Vorhersage für die nächsten Stunden.

 

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 diese 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 dBz (dB=Dezibel, z=Radar-Reflektivität) angegeben. Es ergibt sich schließlich eine flächendeckende Niederschlagsmessung 360 Grad um den Radarstandort herum und bis zu einer Entfernung von 150 km. Kombiniert man die Radarbilder einzelner Standorte zu einem Gesamtbild, ergibt sich das sogenannte Radarkomposit für ganz Deutschland. Die Antenne dreht sich allerdings nicht nur um sich selbst (Azimutwinkel), sondern ändert auch ihren Blickwinkel in der Höhe über dem Boden (Elevationswinkel). Dadurch können Messungen in verschiedenen Höhen durchgeführt werden.