ANAPROP (anomalous propagation)

Winterradarbild mit Störechos

Winterradarbild mit Störechos Quelle: meteoradar

Zur Zeit sind im Winterradarbild immer wieder Radarechos im westlichen Jura zu beobachten. Das zugehörige Temperaturprofil zeigt eine gut ausgeprägte Temperaturinversion auf knapp über 1’000 m Höhe. Das Rohbild der MeteoSchweiz zeigt auf, dass der Albis-Radar die Echos im Jura registriert (der Radar La Dole ist heute in Wartung).  Es besteht kaum ein Zweifel, dass der Radarstrahl in dieser Inversionsschicht so gekrümmt wird, dass das Signal schliesslich auf die Jurahöhen auftrifft.

Eine einfache schematische Skizze soll dies illustrieren, siehe am Ende dieses Beitrages. Es handelt sich nicht um eine Spiegelung, wie man sich das vorstellt, wenn ein schräg aufsteigender Strahl auf eine Inversionsschicht trifft. Vorbedingung für die Krümmung ist ein flacher Strahl, welcher praktisch parallel zur Inversionsschicht in diese hineinstösst. Dann kann es zur Krümmung kommen, welche dann etwa der Krümmung der Erdoberfläche entspricht. Wichtig ist also die Höhe der Inversionsschicht. Diese sollte sich etwa auf der Höhe der Radarstation oder nur wenig darüber befinden. Eine Inversion auf 2’000 m Höhe wird das Radarbild des Albis Radars kaum gross stören, da die Radarstation auf knapp unter 1’000 m liegt. Die Inversion sollte also, wie im vorliegenden Fall, auf etwa 1’000 m Höhe oder allenfalls knapp darüber liegen. Wenn die Inversion höher liegt, so gegen 2’000 m Höhe, dann sind bei den Radarstationen La Dole und Monte Lema Störechos zu erwarten. Diese beiden Stationen liegen höher als der Albis Radar, nämlich auf etwa 1’600 m Höhe.

Selbstverständlich versucht man, mit geeigneten Filtertechniken die Störechos durch ANAPROP zu eliminieren. Das ist nicht so einfach, weil die Störungen oft in grosser Distanz zur Radarstation (> 100 km) auftreten. In diesen Distanzen sind die Echos kleinräumigen Schauerechos durchaus ähnlich, so dass eine Filterung auch die Erfassung von Niederschlag beeinträchtigen kann.

Referenzen:
http://en.wikipedia.org/wiki/Anomalous_propagation
http://radar-info.fzk.de/Html/Anaprop.html

Vertikalprofil Temperatur Jura, Quelle: meteoradar

 

Rohbild Radar Albis, Quelle: MeteoSchweiz

 

Illustration der "anomalous propagation"

Artefakt Albis Radar am 11.11.11

Störungsbild vom 11.11.2011, 02:45 Uhr (Quelle: meteoradar)

Störungsbild vom 11.11.2011, 02:45 Uhr (Quelle: meteoradar/MeteoSchweiz)

Pünktlich zur aktuellen Datum-Schnapszahl lief der Albis Radar Amok. Von frühmorgens halb drei bis kurz vor 7 Uhr wurden Bilder wie im Beispiel angezeigt. Das Radarecho erreichte lokal die Stärke eines Hagelwetters. Dementsprechend sind auch abgeleitete Produkte und Dienste wie Regensummenkarten, Hagelkarten oder automatische Warnsysteme betroffen.

Wie konnte ein solcher Artefakt auftreten? Der Fehler ist mit Sicherheit in einer defekten Hardware-Komponente des Radars zu suchen. Als Folge davon verlor der Radar seine Fähigkeit, „echte“ atmosphärische Signale vom sog. Hintergrundrauschen zu trennen. Man kann dies vielleicht mit einem HIFI-Radiogerät vergleichen, welches aufgrund eines Defektes zu einem rauschenden und knackenden Kurzwellenradio mutiert. Zum Glück sind solche Defekte selten. Mit zunehmenden Alter eines Radargerätes kann natürlich das Risiko für solche Defekte ansteigen. Die MeteoSchweiz wird den in die Jahre gekommenen Albis Radar im nächsten Frühjahr durch ein neues Gerät ersetzen.

Im aktuellen Fall dürften nur die wenigsten User den Artefakt mitbekommen haben. Nebst der Tageszeit hat dazu auch das aktuell wenig spannende Radar-Wetter beigetragen. Es ist trotzdem gut zu wissen, dass Defekte in der Hardware eines Radars durchaus zu fehlerhaften Signalen mit entspr. Auswirkungen auf radarabhängige Produkte führen können.