Radarmeteorologie

Teilgebiet der Physik der Atmosphäre. Bei diesem meteorologischen Fernmessverfahren werden mit Radarsystemen Objekte in der Atmosphäre geortet. Dies geschieht durch das Aussenden kurzer Impulse elektromagnetischer Wellen im Zentimeterbereich durch eine rotierende Antenne. Die von den Objekten reflektierten oder gestreuten Wellen werden durch dieselbe Antenne wieder empfangen, die aufgenommenen Signale auf dem Radarschirm sichtbar gemacht und elektronisch weiterverarbeitet.

Radargeräte können stationär oder mobil vom Boden aus operieren, sowie auf Luftfahrzeugen oder Satelliten montiert sein. Die bodengebundene Radarüberwachung der Atmosphäre dient im operationellen Bereich vorwiegend der Ergänzung der konventionellen meteorologischen Beobachtungen und damit der Verfeinerung der Wetteranalyse. Radarinformationen bilden mit die Grundlage für Warnungen vor besonderen Wettererscheinungen wie Hagel, Sturm, Starkniederschlägen oder auch der für Flugzeuge gefährlichen Windscherung (Wetterradar).

Eine lange bewährte Radaranwendung im Wetterdienst ist die Höhenwindmessung in Verbindung mit dem Aufstieg von Radiosonden (Bahnverfolgung).

Neuere Entwicklungen nutzen den Doppler-Effekt zur Bestimmung des dreidimensionalen Windfeldes (Windprofiler). Die gleichzeitige Anwendung von Schallwellen (RASS), die der Atmosphäre Inhomogenitäten aufprägen, und dem diese Inhomogenitäten messenden Radar ermöglicht es, aus der spektralen Verteilung der Radarechos das Vertikalprofil der Schallgeschwindigkeit zu bestimmen. Da die Schallgeschwindigkeit von der Temperatur abhängt, erfolgt somit eine Messung des vertikalen Temperaturprofils, was z.Z. bis in eine Höhe von ca. 5 km möglich ist.

Von Satelliten aus können mit Hilfe von Radaraltimetern die Abweichungen des aktuellen vom idealen Meeresniveau (Geoid) mit einer Genauigkeit von ca. 10 cm bestimmt werden. Damit ist die kontinuierliche Erfassung des oberflächennahen Strömungssystems im Ozean prinzipiell möglich geworden.

Die erste satellitengestützte Mission, die Niederschlagsmessungen mit Hilfe von Radar und anderen Sensoren durchführte, war die amerikanisch- japanische Tropical Rainfall Measurement Mission (TRMM).

Beipiel: Hurrikan Rita

Die folgende Abbildung zeigt die Regenkonzentration im Gefolge des Hurrikans Rita, gemessen über den Zeitraum vom 18. bis zum 25. September 2005. Sie beruht auf den Multisensor-Daten des TRMM-Satelliten. Wolkendaten aus dem GOES-Satelliten der NOAA sind zum besseren Verständnis darübergelegt. Die Regengebiete sind in Farben dargestellt, die von grün (<30 mm) bis rot (>80 mm) reichen.

TRMM war der einzige Satellit (2005), der Regenradar und andere Mikrowelleninstrumente einsetzte, um die Regenmengen über den tropischen und subtropischen Ozeanen zu messen.

Hurrikan Rita im Satellitenbild Quelle: NASA

Weitere Informationen:

• Radarmeteorologie (DWD)