Was bitte ist ein Wetter-Radar?

Der Deutsche Wetterdienst unterhält insgesamt 16 Wetter-Radare auf dem Gebiet der Bundesrepublik Deutschland. Das Bild zeigt den Standort Neuheilenbach in der Vulkaneifel. Der Turm ist insgesamt fast 37m hoch. In der 6,7m großen Kuppel, die dem Schutz vor Regen und Schnee dient, dreht sich eine Parabolantenne mit einem Durchmesser von 4,2m, wie sie sich jeder ein paar Nummern kleiner vom TV-Satellitenempfang vorstellen kann. Darunter befindet sich ein ziemlich enger Raum mit allen notwendigen technischen Einrichtungen, die zum Betrieb einer solchen Anlage notwendig sind. Was ist also ein Radar? RADAR ist die Abkürzung für "RAdio Detection And Ranging", ins deutsche etwa übersetzt: "Entdeckung von Zielen und deren Entfernungsmessung mittels Funkwellen". 1897 entdeckte der russische Erfinder A.S. Popow bei seinen Versuchen, daß Funkwellen an Schiffen reflektiert wurden. Damals war an eine praktischen Ausnutzung dieser Entdeckung noch nicht zu denken. Im Jahre 1904 meldete der deutsche Ingenieur Hülsmeyer ein Patent an. Hier ließ er sich ein Verfahren schützen, "...entfernte metallische Gegenstände mittels elektromagnetischer Wellen einem Beobachter zu melden". Etwa 20 Jahre später, im Jahre 1922, wies Marconi bei einem wesentlich höheren Stand der Hochfrequenztechnik darauf hin, daß man die Rückstrahlung bestimmter Gegenstände zur Ortung dieser Gegenstände benutzen könne. Erst nach dem Zweiten Weltkrieg erkannte man, daß man mit diesen hohen Frequenzen nicht nur erfolgreich feindliche Flugzeuge, aufgetauchte U-Boote und Schiffe, sondern sogar Regen, Schnee und Hagel erkennen konnte. Wie bei vielen Erfindungen, kam die zivile Nutzung erst spät nach der militärischen. Wie funktioniert ein Radar? Das auffälligste an einem großen Radar ist meist die sich drehende Antenne. Anders als bei einer Radarfalle der Polizei soll nämlich die gesamte Umgebung erfaßt werden und nicht nur die aus einer Richtung kommenden Fahrzeuge. Das Grundprinzip ist aber dasselbe. Das Radar besteht nicht nur aus einer Antenne, sondern außerdem aus einem Sender, einem Empfänger, einer Signalverarbeitung und einer Steuerung. Die Steuerung veranlaßt den Sender, über die Antenne einen Hochfrequenzimpuls auszusenden. Dieser Impuls wird an einem eventuell vorhandenen "Ziel" reflektiert, in unserem Fall einem Regen- oder Hagelgebiet. Währendessen die Antenne noch in dieselbe Richtung schaut, schaltet die Steuerung den Sender ab und dafür den Empfänger an die Antenne. Dieser registriert den reflektierten Impuls und leitet ihn an die Signalverarbeitung weiter. Dort wird entschieden, ob es sich tatsächlich um ein Ziel handelt und dieses dann auf einem Sichtgerät dargestellt. Das passiert zwischen 250 und 1200 mal in der Sekunde. Aus der Blickrichtung der Antenne und der Dauer, die der Impuls braucht, um wieder an seinen Ausgangspunkt zu kommen, kann man auf diesem Sichtschirm die Richtung und die Entfernung ablesen. Das ist im wesentlichen schon alles. Wie stellt die Polizei fest, wie schnell ein Raser ist? Jeder kennt den Klang-Effekt von der Formel-I, wenn sich ein schnelles Auto auf einen zubewegt und sich danach wieder entfernt. Zuerst steigt die Tonhöhe des auf einen zukommenden Autos, wenn es sich entfernt, sinkt die Tonhöhe wieder. Das ist der sogenannte Doppler-Effekt, benannt nach seinem Entdecker. Der Frequenzunterschied ist ein Maß für die Geschwindigkeit des Objektes (und möglicherweise Grund für ein tolles Foto). Dasselbe passiert im Grunde auch bei einem Wetterradar. So kann man außer der Richtung und Entfernung auch feststellen, wie schnell sich ein Regengebiet bewegt und wie stark demzufolge der Wind in diesem Gebiet ist. An der Intensität der Echos kann man außerdem ablesen, wieviel Regen oder Hagel auf einen zukommen. Die Daten aller Radare des DWD und der Wetterdienste der benachbarten Staaten werden nach Offenbach, dem Hauptsitz des Deutschen Wetterdienstes, übertragen und hier zu einer Gesamtansicht verarbeitet. Als Beispiel hier ein solches sogenanntes Komposit-Bild vom 23.06.2002, 21:45 UTC, wie man es sich aktuell bei www.wetter.com ansehen kann. Zusammen mit anderen Informationen, die von den Wetterstationen, Radiosondenaufstiegen und Satelliten geliefert werden, dienen sie der rechtzeitigen Warnung vor Unwettern wie Starkregen und Hagel sowie der Kurzfristvorhersage. Die Daten gehen auch an die Wasser- und Schifffahrtsdirektion, die im Ernstfall rechtzeitig die Wehre und Schleusen öffnen können. Und was mache ich nun in dem ganzen Wirrwarr? Ich sorge mit meinen Kollegen dafür, daß die Radare das machen, was sie sollen: 24 Stunden am Tag und 7 Tage in der Woche Bilder zu liefern. Dafür müssen wir sie einmal im Monat für ein paar Stunden abschalten und kontrollieren, ob sie noch innerhalb ihrer Parameter arbeiten und sie gegebenenfalls kalibrieren, die toten Fliegen entfernen und wenn sie - was selten passiert - doch einmal kaputtgehen, reparieren. Der DWD ist übrigens nicht der einzige, der solche Radars in Deutschland betreibt: auch die Universität Karlsruhe, die Freie Universität Berlin und das Meteorologische Institut der Uni Bonn haben solche Anlagen zu Forschungszwecken und veröffentlichen ihre Daten ebenfalls.

last update: 05.01.2001

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