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Wie funktioniert Wetterradar?

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Was würden wir ohne Wetterradar tun? Diese zufällige Entdeckung hat die Art und Weise, wie wir das Wetter betrachten, revolutioniert und in den letzten sechs Jahrzehnten unzählige Leben gerettet. Seine Verwendungsmöglichkeiten reichen von der Beobachtung von leichtem Regen, der langsam auf Sie zukommt, bis hin zur Verfolgung der genauen Position eines Tornados, der durch Hunderte von Meilen entfernte Städte fegt. Wetterradar ist eine unglaubliche Technologie, und wenn Sie wissen, wie die Farben auf der Karte interpretiert werden, können Sie in der Unwettersaison sicher sein.

WIE ES FUNKTIONIERT

Truppen an der Front während des Zweiten Weltkriegs entdeckten, dass das Radar, mit dem sie ankommende feindliche Flugzeuge verfolgten, auch Niederschlag erfasste, was ihnen die Möglichkeit gab, sowohl Stürme als auch Flugzeuge im Auge zu behalten. Meteorologen haben dieses Phänomen nach Kriegsende untersucht und diese Technologie zu einem Werkzeug entwickelt, das wir täglich verwenden.

Die Vereinigten Staaten haben mehr als 120 Wetterradarstandorte im ganzen Land, die ständig den Himmel im Auge behalten, um uns zu schützen, egal was am Horizont auftaucht. Wetterradar besteht aus einer rotierenden Schüssel, die von einer großen weißen Kuppel geschützt wird; Diese Schüssel sendet Energieimpulse (Radarstrahl) in die Atmosphäre, um Objekte wie Regen oder Hagel zu erkennen. Wenn der Radarstrahl auf ein Objekt trifft, prallt ein Teil der Strahlung davon ab und kehrt zum Radarstandort zurück.

NIEDERSCHLAG

Ein Radarbild des Hurrikans Katrina, als er am 29. August 2005 östlich von New Orleans an Land kam. (BILD: Gibson Ridge)

Anhand der Stärke des Rückstrahls und der Zeit, die der Impuls benötigt, um zur Radarschüssel zurückzukehren, können wir sehen, wie stark der Niederschlag ist und wie weit er vom Radarstandort entfernt ist. Die resultierenden Daten werden auf einer Karte mit einer Regenbogenskala angezeigt, die normalerweise von hellblau bis dunkelrot und violett reicht, wobei kühlere Farben hellere Niederschläge und wärmere Farben starke Niederschläge anzeigen. Feste Orange-, Rot- und Violetttöne auf einem Radarbild weisen normalerweise auf ein intensives Gewitter hin.

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Eine neuere Entwicklung in der Radartechnologie namens „Dual Polarisation“ ermöglicht es dem Radar, zwei Energiestrahlen auszusenden – einen horizontal und einen vertikal ausgerichteten. Dieser duale Radarstrahl ermöglicht es uns, die Größe und Form der durch die Atmosphäre fallenden Objekte zu sehen. Dies ist wichtig, da es uns den Unterschied zwischen Regen, Hagel, Schnee, Graupel und Fremdkörpern wie Tornado-Schutt erkennen kann. Das National Severe Storms Laboratory nennt dies die 'bedeutendste Verbesserung, die seit dem Doppler-Radar jemals am Radarnetz des Landes vorgenommen wurde'. (Dopplerradar erkennt die Geschwindigkeit eines Objekts, wie unten erläutert.)

Der einzige Nachteil der Dual-Polarisations-Technologie wird von der Erde selbst verursacht. Je weiter sich der Radarstrahl vom Radarstandort entfernt, desto höher steigt er aufgrund der Erdkrümmung vom Boden ab. Sobald der Strahl ein paar Dutzend Meilen vom Radar selbst entfernt ist, kann er nur Niederschlag in mehr als 10.000 Fuß über der Oberfläche erkennen – zu hoch, um genau abzulesen, was näher am Boden passiert.

GESCHWINDIGKEIT

Eine Seitenansicht des Tuscaloosa-Birmingham-Tornados am 27. April 2011. Das linke Feld zeigt den Niederschlag, einschließlich der Trümmerkugel im Tornado selbst, während das rechte Feld die Winde innerhalb des Sturms zeigt. (BILD: Gibson Ridge)

Das wohl wichtigste Merkmal des Wetterradars ist die Nutzung des Doppler-Effekts, der es dem Radar ermöglicht, zu erkennen, wie schnell sich der Niederschlag in eine bestimmte Richtung bewegt – mit anderen Worten, es zeigt uns den Wind an. Der National Weather Service begann dies in den 1980er Jahren zu nutzen und ermöglichte es uns, schädliche Windböen und Tornados zu beobachten, die sich innerhalb eines Gewitters entwickeln.

Die Berichterstattung über Unwetter im Fernsehen verwendet häufig Geschwindigkeitsbilder, um Meteorologen und Zuschauern zu helfen, herauszufinden, wo ein Tornado am wahrscheinlichsten innerhalb eines schweren Gewitters auftritt. Geschwindigkeitsbilder bestehen normalerweise aus roten und grünen Farben; rote Farben zeigen normalerweise Windbewegungen anWegvon der Radarstelle, während grün anzeigt, dass sich der Wind bewegtzudie Radarseite.

Wenn die roten und grünen Farben innerhalb eines Gewitters sehr nahe beieinander liegen, wird dies als Rotationspaar bezeichnet, und hier tritt am wahrscheinlichsten ein Tornado auf. Das Couplet im rechten Feld des obigen Radarbildes zeigt die Winde, die um den intensiven EF-4-Tornado herumwirbeln, der Tuscaloosa und Birmingham, Alabama, am 27. April 2011 traf.

RÜCKGABE OHNE FÄLLE

Radar ist nicht nur nützlich, um Niederschlag zu finden. Sie können diese Technologie auch verwenden, um Tornado-Trümmer zu erkennen. Dies dient als unglaubliche Vorankündigung, um Tornados zu bestätigen, wenn dies aufgrund von starkem Regen oder fehlendem Sonnenlicht sonst unmöglich gewesen wäre. Radar kann auch Rauchschwaden von Waldbränden, Insektenschwärme, Vogelschwärme, Frontalgrenzen (wie Kaltfronten und Meeresbrise) und sogar Tragödien wie den Zerfall des Space Shuttles erkennen spotColumbiaüber Texas im Jahr 2003.

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Radar ist in der Meteorologie so allgegenwärtig geworden, dass es sich anfühlt, als gäbe es es schon immer. Es ist gut, sich daran zu erinnern, dass es sich um eine sich ständig weiterentwickelnde Technologie handelt, deren zukünftige Anwendungen wir noch nicht vorhersagen können.