Cloud Profiling Radar (CPR)

Das Cloud Profiling Radar ist ein Messgerät des Satelliten EarthCARE, das die vertikale Struktur von Wolken entlang der Satellitenbahn bestimmt. Durch die Übertragung von Radarwellen des Satelliten zur Erde und die Auswertung der zurückgeworfenen Radarwellen ist es möglich, die Wolkenstruktur der gesamten Erde detailliert zu analysieren. Darüber hinaus misst CPR die Auf- und Abwärtsgeschwindigkeit von Wolkenpartikeln, was weltweit eine Premiere für ein weltraumgestütztes Radargerät darstellt.

Das Instrument wurde von der japanischen Weltraumagentur JAXA entwickelt und unterliegt deren Verantwortung.

Die CPR-Konfigurationen auf EarthCare, verstaut und ausgefahren Quelle: ESA

Das EarthCARE Cloud Profiling Radar (CPR) ist ein 94-GHz-Impulsradar, das anhand des empfangenen Echos die Höhe und die Dopplergeschwindigkeit misst. Es ist das weltweit erste weltraumgestützte Wolkenradar, das vertikale Profile von Wolken und deren vertikale Bewegung schätzt.

Seine minimale Empfindlichkeit liegt bei besser als -35 dBZ, mit einer Doppler-Geschwindigkeitsmessgenauigkeit von besser als 1,3 m/s für die Spezifikation und 1,0 m/s für die Zielleistung. Um diese Leistungen zu erreichen, ist das CPR mit einem großen Reflektor mit einem Durchmesser von 2,5 m ausgestattet. Das Instrument verfügt über drei Beobachtungsmodi: Niedrig (16 km), Mittel (18 km) und Hoch (20 km).

Funktionsweise in vereinfachter Animation

Wenn Wolkenpartikel vorhanden sind, wird der größte Teil der CPR-Übertragung in alle Richtungen gestreut. Die zur Antenne reflektierten Funkwellen werden als Rückstreuung bezeichnet, die CPR als Beobachtungsdaten empfängt. Die Stärke der Rückstreuung liefert Informationen über die Beschaffenheit der Wolke. Die Zeit bis zum Empfang der Rückstreuung kann ermittelt und die Entfernung zwischen CPR und der Wolke (d. h. die Höhe der Wolke) bestimmt werden.

Wie die CPR-Beobachtung funktioniert Quelle: JAXA

Zur Beachtung: Das Cloud Profiling Radar auf EarthCare ist nicht zu verwechseln mit dem gleichnamigen Cloud Profiling Radar (CPR) auf dem inzwischen inaktiven Satellit CloudSAT der NASA.

Weitere Informationen:

• Cloud Profiling Radar (CPR) Development (JAXA)
• CPR Overview (ESA)