In unserer laufenden Serie über PRO Radar-Produkte in RainViewer stellen wir die Werkzeuge vor, mit denen aus einfacher Gewitterbeobachtung eine fortgeschrittene Wetteranalyse wird. Heute stehen zwei Dual-Pol-Radarprodukte im Mittelpunkt: Differentielle Reflektivität (ZDR) und Korrelationskoeffizient (RHOHV). Diese Werkzeuge zeigen die innere Struktur von Gewittern und geben Aufschluss darüber, was vom Himmel fällt, wie es entsteht und was als Nächstes kommen könnte.
Für Wetterbegeisterte, die ihre Fähigkeiten beim Lesen von Radarbildern verbessern möchten, sind ZDR und RHOHV wichtige Teile des Puzzles. Gemeinsam helfen sie dabei, Regentropfen von Hagelkörnern, Schnee von Schneeregen und sogar meteorologische Echos von biologischen Störechos wie Vögeln oder Insekten zu unterscheiden. Legen wir los.
Was ist differentielle Reflektivität (ZDR)?
Die differentielle Reflektivität ist ein Radarprodukt mit doppelter Polarisation. Im Gegensatz zum konventionellen Radar, das horizontal polarisierte Impulse aussendet, sendet ein Dual-Pol-Radar sowohl horizontale als auch vertikale Impulse aus. So kann das System vergleichen, wie Ziele die jeweilige Impulsausrichtung reflektieren.
Quelle: Georgia Tech
Die Radarreflektivität liefert uns Informationen über die Stärke des zurückgestreuten Signals und hilft so, die Niederschlagsintensität abzuschätzen. Die Reflektivität allein unterscheidet jedoch nicht zwischen einem Wolkenbruch und einem Hagelgewitter, da beide hohe Werte erzeugen können. Genau hier kommt ZDR ins Spiel.
ZDR misst den Unterschied in der Reflektivität zwischen horizontalen und vertikalen Radarechos. Einfach gesagt: Es verrät uns, wie flach oder rund die Ziele sind.
ZDR-Werte werden in Dezibel (dB) gemessen und liegen typischerweise zwischen -1 und +5 dB, wobei sich der operationelle Einsatz meist zwischen 0 und 4 dB bewegt.
- Hohe ZDR-Werte (z. B. 2–4 dB): Deuten auf horizontal gestreckte Ziele hin, etwa große Regentropfen, die mit ihrer flachen Seite parallel zum Boden fallen.
- Niedrige oder nahe null liegende ZDR-Werte (~0 dB): Weisen auf kugelförmige oder unregelmäßige Formen hin, etwa kleine Hagelkörner, Graupel oder dichte Eiskörner.
- Negative ZDR-Werte (selten): Können auftreten, wenn Partikel aufgrund starker Windscherung oder ungewöhnlicher Eiskristallausrichtung vertikal ausgerichtet oder gekippt sind.
Im obigen Vergleichsscan stimmen einige der stärksten DBZH-Zonen mit Bereichen niedriger ZDR-Werte überein, was auf eine Hagelbeimischung hindeuten kann. Die weiträumigeren Gewitterbereiche zeigen dagegen moderate ZDR-Werte = abgeflachte Regentropfen, typisch für tropische Konvektion.
Was ist der Korrelationskoeffizient (RHOHV)?
RHOHV ist ein weiteres Dual-Pol-Radarprodukt, das die Ähnlichkeit der horizontalen und vertikalen Radarechos vergleicht. Anders als ZDR, das sich auf die Form konzentriert, verrät uns RHOHV, wie einheitlich Formen, Größen und Ausrichtungen der Partikel innerhalb eines Radarmessvolumens sind.
RHOHV ist dimensionslos und reicht von 0,0 bis 1,0. In der Praxis gilt:
- >0,97 = reiner Niederschlag, typischerweise Regen oder Schnee.
- 0,90–0,97 = Mischphasenniederschlag (z. B. schmelzender Schnee, Schneeregen).
- <0,90 = Hagelkerne, Trümmer oder biologische/nicht-meteorologische Störechos.
Dieses Produkt ist besonders wertvoll, wenn man einschätzen möchte, wie „sauber“ oder „unsauber“ die Radarmessung ist.
Im obigen Scan bedeutet der rot- bis violettfarbene Hintergrund weiträumig hohe RHOHV-Werte (~0,98+), was zu sauberem Regen oder stratiformem Niederschlag passt. Schauen wir jedoch genauer hin, erkennen wir Bereiche in Blau, Weiß und Violett, besonders in der Nähe des Radars und westlich davon. Diese verrauschte Zone deutet auf Folgendes hin:
- niedrige Korrelation (wahrscheinlich <0,90)
- möglicherweise Hagel, Trümmer oder biologische Ziele wie Vögel oder Insekten
Warum ZDR und RHOHV gemeinsam besser funktionieren
Während ZDR die Form der Partikel zeigt, zeigt RHOHV die Einheitlichkeit. Jedes für sich erzählt nur einen Teil der Geschichte. Zusammen liefern sie ein deutlich vollständigeres Bild davon, was im Inneren eines Gewitters passiert.
Zum Beispiel:
- Niedriges ZDR + niedriges RHOHV: Starker Hinweis auf Hagel - unregelmäßige Formen, ungleichmäßige Größen.
- Hohes ZDR + hohes RHOHV: Klassische Regen-Signatur - abgeflachte Tropfen mit gleichmäßiger Struktur.
- Ansteigendes ZDR + fallendes RHOHV in einem horizontalen Band: Wahrscheinlich die Schmelzschicht, in der Schneeflocken in Regen übergehen.
So lesen Sie ZDR und RHOHV im PRO Radar von RainViewer
Im PRO Radar-Modus von RainViewer können Sie ZDR und RHOHV im Radarprodukt-Menü auswählen, wenn Sie einzelne, mit PRO gekennzeichnete Radarstationen betrachten. So interpretieren Sie sie:
ZDR (differentielle Reflektivität)
- Warme Farben (Rot, Orange): Hohe Werte = große, flache Regentropfen. Im obigen Scan sehen Sie einige gelbe Flecken, die dies bestätigen.
- Kühle Farben (Blau, Grün): Niedrige oder nahe null liegende Werte = Hagel, Graupel oder feiner Schnee.
- Übergänge: Achten Sie auf Bänder oder Farbverläufe im ZDR, um Schmelzschichten zu erkennen.
RHOHV (Korrelationskoeffizient)
- Warme Farben (Gelb bis Rot): Hohe Einheitlichkeit, typisch für Regen oder Schnee.
- Kühle Farben (Grün bis Blau): Unregelmäßige oder gemischte Ziele - Hagel, Schneeregen oder wetterfremde Echos.
- Starke Einbrüche im RHOHV: Können auf Hagelkerne oder biologische Störechos hinweisen. Werte unter 0,85 sind häufig ein Warnsignal.
Tipp: Die Bedeutung der Farben können Sie über die Legende auf der Karte nachvollziehen.
Anwendungen in der Vorhersage: Wenn ZDR und RHOHV zu Hinweisen werden
Diese Dual-Pol-Produkte werden in einer Vielzahl von Vorhersageszenarien gemeinsam eingesetzt:
Hagelerkennung
Hohe Reflektivität allein kann Hagel nicht bestätigen, die Kombination mehrerer Radarprodukte hingegen schon. Ein Kern mit
- hoher Reflektivität (Z),
- niedrigem ZDR (~0 dB) und
- niedrigem RHOHV (<0,90)
ist mit nahezu absoluter Sicherheit Hagel.
Erkennung der Schmelzschicht
Das „Bright Band“ des Radars entsteht, wenn Schneeflocken zu schmelzen beginnen, wodurch ihre Reflektivität zunimmt und ihre Form abflacht.
- ZDR steigt stark an.
- RHOHV sinkt leicht (~0,90–0,95), weil Partikel in Mischphase vorliegen.
Diese Kombination markiert die Übergangszone von Schnee zu Regen - ein Schlüsselmerkmal für die Analyse von Winterstürmen.
Erkennung nicht-meteorologischer Echos
Vögel, Insekten und in der Luft befindliche Trümmer (etwa von Tornados) weisen tendenziell niedrige RHOHV-Werte und häufig unbeständige oder niedrige ZDR-Werte auf. Wenn die Reflektivität niedrig ist und RHOHV verdächtig niedrig ausfällt, handelt es sich wahrscheinlich nicht um Niederschlag.
Radar-Rätsel aus der Praxis: ZDR + RHOHV im Einsatz
Stellen Sie sich vor: Ein Frühlingsgewitter baut sich rasch über Ihrem Standort auf. Die Radarreflektivität schnellt auf über 60 dBZ - heftig, aber ist es Regen oder Hagel?
Sie prüfen das ZDR, und der Gewitterkern zeigt 0,3 dB - zu niedrig für große Regentropfen. Im selben Kern fallen die RHOHV-Werte auf 0,87 - weit entfernt von den 0,98+, die Sie bei gleichmäßigem Regen erwarten würden.
Das Ergebnis? Sie haben eine hagelproduzierende Zelle vor sich. Mit hoher Reflektivität, niedrigem ZDR und niedrigem RHOHV erzählt das Radar eine schlüssige Hagelgeschichte.
Fazit
ZDR und RHOHV klingen zwar nach Fachjargon, doch gemeinsam entfalten sie die volle Erzählkraft des Radars. Diese Produkte verwandeln die Reflektivität von einer 2D-Momentaufnahme in eine mehrdimensionale Niederschlagsanalyse:
- Ist es Hagel oder Regen?
- Wo geht Schnee in Schneeregen über?
- Sehen wir Vögel, Trümmer oder echtes Wetter?
Indem Sie lernen, ZDR und RHOHV nebeneinander zu interpretieren, schärfen Sie Ihr Gespür für die Gewitterverfolgung. Es geht nicht nur darum, was auf dem Radar zu sehen ist - es geht darum, was das Radar bedeutet. Wenn also das nächste Gewitter heranzieht, öffnen Sie das PRO Radar von RainViewer, wählen Sie eine Radarstation und erkunden Sie diese Dual-Pol-Werkzeuge. Jeder Scan ist eine Gelegenheit, die Atmosphäre zu entschlüsseln.
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