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Regenradar Schweiz
Ein Regenradar wird auch Niederschlagsradar genannt. Das Gerät ist in der Lage innerhalb eines begrenzten Umkreises den Wassergehalt in einer Wolke zu messen. Diese Informationen lassen Rückschlüsse auf den zu erwartenden Regen, auch Hagel oder Schnee zu. Ein Regenradar wird auch in der Luftfahrt genutzt, damit Flüge durch Gewitterbereiche vermieden werden oder um Turbulenzen einzuschätzen.
Ursprünglich wurde das Niederschlagsradar "Radio Detection and Ranging" genannt und u. a. zum Messen des Regens eingesetzt. Aufgrund der Erdkrümmung kann das Regenradar nur auf etwa 300 Kilometer Reichweite horizontal begrenzt den Niederschlag messen. Das Niederschlagsradar wäre zwar in der Lage auch einen weiteren Bereich abzudecken, jedoch würde dieser über die Wolken hinaus gehen. Regen einer Wolke in großen Höhen, die bis in die Troposphäre reicht, auch als Cumolonimbus bekannt, und mehr als 200 Kilometer hoch ist, wird vom Niederschlagsradar wahrgenommen.
Zusätzlich kann das Regenradar auch die Bewegungen des Regens in einer Wolke berechnen, die Windstärke und die Windrichtung bestimmen.
Dabei sendet das Regenradar permanent Signale aus, die zum Teil vom Regen zurückgesendet werden. Je mehr Signale zurückgesendet werden, umso stärker ist der zu erwartende Regen. Beide Daten des Radars werden in einem Bild kombiniert und ergeben Bilder in unterschiedlichen Farben, auf denen die Regenwahrscheinlichkeit angezeigt wird.
Das Radar funktioniert auf der Grundlage des Primärradarprinzips. Es versendet Mikrowellen und erhält einen Teil der Wellen zurück, der von der Atmosphäre reflektiert wird. Europäische Radare, die operativ und bodengebunden sind, arbeiten häufig im C-Band, was bedeutet, dass die Frequenzen etwa bei sechs GHz liegen und einer Wellenlänge von circa 5 Zentimetern entsprechen.
Hält die Atmosphäre pro Volumen viele Regentropfen, Eiskörner oder Schneekristalle bereit, wirft sie einen hohen Anteil Mikrowellenstrahlung zurück. Der Zeitunterschied, der zwischen Senden und Empfangen der Strahlung liegt, ist die Berechnungsgrundlage für den Abstand der Regenpartikel der Radaranlage. Hierdurch ergibt sich das Bild von Abstand und Regengehalt der Wolke.
Oftmals kommt es jedoch beim Messvorgang zu Problemen physikalischer Ursachen. Nimmt die Energiedichte über die Distanz hinweg ab, so breiten sich die Radarstrahlen divergent aus. Dabei verlieren sie aufgrund des Abstandgesetzes bei steigender Entfernung an Energiedichte. Dadurch fällt das rückgestreute Signal deutlich schwächer aus. Diese Schwächung nennt man Freiraumdämpfung. Diese Verringerung beim Regenradar entspricht aufgrund der Radargleichung für Volumenziele dem Quadrat der Distanz. Eine Lösung hierfür ist die Regulierung der Empfangsempfindlichkeit in Bezug auf die Entfernung. Das gelingt, wenn nach dem Absenden des Impulses zunächst eine niedrige Empfangsempfindlichkeit gewählt und dieser dann nach und nach gesteigert wird. Diese Regelung ist auch unter dem Begriff "Sensivity Time Control bekannt."
Ein weiteres Problem ist der Radarschatten, der durch die große Ansammlung von Flüssigkeit in den Wolken entsteht. Es wird so viel Strahlung reflektiert, dass die übrige Radarstrahlung nicht mehr genügt, um ein Echo zu erstellen. Dieses Phänomen nennt man Radarschatten. Eine Lösung hierfür sind mehrere Radare, die überall im Land verteilt werden, damit sich die Erfassungsbereiche überschneiden.
Sogenannte Bodenclutter beschreiben Reflexionen an Bodenerhebungen. Sie stellen häufig nur in Luftraumaufklärungsradaren ein Problem dar. Die Empfindlichkeit von Bodencluttern an festen Stationen kann durch Manipulation ausgeschlossen werden. Die Störungsgröße wird in einer Clutter-Map registriert, um von den Echos des Niederschlags abgezogen zu werden.
In der Schweiz gibt es drei Stationen, die mit Regenradaren arbeiten. Sie befinden sich auf dem Albis, auf der Dôle und auf dem Monte Lema.