In unserer fortlaufenden Serie über PRO Radar-Produkte in Rain Viewer erkunden wir die Werkzeuge, die die Sturmverfolgung von einfacher Beobachtung zu fortgeschrittener Wetteranalyse erheben. Heute stehen zwei Dual-Polarisation-Radarprodukte im Mittelpunkt: Differentielle Reflektivität (ZDR) und Korrelationskoeffizient (RHOHV). Diese Werkzeuge offenbaren die innere Struktur von Stürmen und geben Einblicke, was vom Himmel fällt, wie es entsteht und was als Nächstes passieren könnte.
Für Wetterbegeisterte, die ihre Radar-Lesefähigkeiten verbessern möchten, sind ZDR und RHOHV mächtige Puzzlestücke. Zusammen helfen sie, Regentropfen von Hagelkörnern, Schnee von Graupel und sogar meteorologische Echos von biologischem “Clutter” wie Vögeln oder Insekten zu unterscheiden. Tauchen wir ein.
Was ist Differentielle Reflektivität (ZDR)?
Differentielle Reflektivität ist ein Dual-Pol-Radarprodukt. Im Gegensatz zu herkömmlichem Radar, das nur horizontal polarisierte Pulse aussendet, sendet Dual-Pol-Radar sowohl horizontale als auch vertikale Pulse aus. Dadurch kann das System vergleichen, wie Ziele jeden Puls reflektieren.
Quelle: Georgia Tech
Radarreflektivität gibt uns Informationen über die Stärke des zurückgesendeten Signals, was hilft, die Niederschlagsintensität abzuschätzen. Aber allein die Reflektivität unterscheidet nicht zwischen einem Wolkenbruch und einem Hagelsturm, da beide hohe Werte erzeugen können. Hier kommt ZDR ins Spiel.
ZDR misst den Unterschied in der Reflektivität zwischen horizontalen und vertikalen Radar-Echos. Einfach gesagt, zeigt es uns, wie flach oder rund die Ziele sind.
ZDR-Werte werden in Dezibel (dB) gemessen und liegen typischerweise zwischen -1 und +5 dB, wobei die meisten Anwendungen zwischen 0 und 4 dB liegen.
- Hohe ZDR-Werte (z.B. 2-4 dB): Deuten auf horizontal gestreckte Ziele wie große Regentropfen hin, die mit ihrer flachen Seite parallel zum Boden fallen.
- Niedrige oder nahezu null ZDR-Werte (~0 dB): Deuten auf kugelförmige oder unregelmäßige Formen hin, wie kleine Hagelkörner, Graupel oder dichte Eiskörner.
- Negative ZDR-Werte (selten): Können auftreten, wenn Partikel vertikal ausgerichtet oder durch starken Windscherung oder ungewöhnliche Eiskristallorientierung geneigt sind.
Im obigen Vergleichsscan stimmen einige der stärksten DBZH-Zonen mit niedrigen ZDR-Bereichen überein, was auf Hagelkontamination hindeuten kann. Die breiteren Sturmgebiete zeigen hingegen 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 Radar-Echosignale vergleicht. Im Gegensatz zu ZDR, das sich auf die Form konzentriert, zeigt RHOHV, wie einheitlich die Formen, Größen und Ausrichtungen der Partikel in einem Radar-Volumen 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 = Mischphasen-Niederschlag (z.B. schmelzender Schnee, Graupel).
- <0,90 = Hagelkerne, Trümmer oder biologische/nicht-meteorologische Störungen.
Dieses Produkt ist besonders wertvoll, wenn man bestimmen möchte, wie “sauber” oder “unordentlich” die Radarmessung ist.
Im obigen Scan bedeutet der rot-lila Hintergrund weit verbreitete hohe RHOHV-Werte (~0,98+), was mit sauberem Regen oder stratiformem Niederschlag übereinstimmt. Schaut man genauer hin, sieht man jedoch Taschen von Blau, Weiß und Lila, besonders in der Nähe des Radars und westlich davon. Diese “laute” Zone deutet auf Folgendes hin:
- Niedrige Korrelation (wahrscheinlich <0,90)
- Möglicherweise Hagel, Trümmer oder biologische Ziele wie Vögel oder Insekten
Warum ZDR und RHOHV zusammen besser funktionieren
Während ZDR die Form der Partikel zeigt, zeigt RHOHV die Konsistenz. Allein betrachtet erzählt jedes Produkt nur einen Teil der Geschichte. Zusammen bieten sie eine viel vollständigere Interpretation dessen, was im Inneren eines Sturms geschieht.
Zum Beispiel:
- Niedriger ZDR + niedriger RHOHV: Starker Hinweis auf Hagel – unregelmäßige Formen, uneinheitliche Größen.
- Hoher ZDR + hoher RHOHV: Klassisches Regen-Signal – abgeflachte Tropfen mit Gleichmäßigkeit.
- Ansteigender ZDR + fallender RHOHV in einem horizontalen Band: Wahrscheinlich die Schmelzschicht, in der Schneeflocken zu Regen werden.
Wie liest man ZDR und RHOHV im PRO Radar von Rain Viewer?
Im PRO Radar-Modus von Rain Viewer können Sie ZDR und RHOHV aus dem Radarprodukt-Menü auswählen, wenn Sie einzelne Radarstationen mit PRO-Kennzeichnung betrachten. So interpretieren Sie sie:
ZDR (Differentielle Reflektivität)
- Warme Farben (Rot, Orange): Hohe Werte = große, flache Regentropfen. Im obigen Scan sind einige gelbe Flecken zu sehen, die dies bestätigen.
- Kühle Farben (Blau, Grün): Niedrige oder nahezu null Werte = Hagel, Graupel oder kleiner Schnee.
- Übergänge: Achten Sie auf Bänder oder Farbverläufe im ZDR, um Schmelzschichten zu erkennen.
RHOHV (Korrelationskoeffizient)
- Warme Farben (Gelb bis Rot): Hohe Gleichmäßigkeit, typisch für Regen oder Schnee.
- Kühle Farben (Grün bis Blau): Unregelmäßige oder gemischte Ziele – Hagel, Graupel oder nicht-wetterbedingte Echos.
- Starke Abfälle im RHOHV: Können auf Hagelkerne oder biologische Störungen hinweisen. Werte unter 0,85 sind oft Warnsignale.
Tipp: Sie können die Farbbedeutungen interpretieren, indem Sie die Legende auf der Karte öffnen.
Anwendungen in der Vorhersage: Wann ZDR und RHOHV zu Hinweisen werden
Diese Dual-Pol-Produkte werden gemeinsam in einer Vielzahl von Vorhersageszenarien eingesetzt:
Hagelerkennung
Hohe Reflektivität allein kann Hagel nicht bestätigen, aber die Kombination von Radarprodukten schon. Ein Kern mit:
- Hoher Reflektivität (Z)
- Niedrigem ZDR (~0 dB)
- Niedrigem RHOHV (<0,90)
ist mit hoher Wahrscheinlichkeit Hagel.
Identifikation der Schmelzschicht
Das Radar-“Bright Band” entsteht, wenn Schneeflocken zu schmelzen beginnen, was ihre Reflektivität erhöht und ihre Form abflacht.
- ZDR steigt stark an.
- RHOHV sinkt leicht (~0,90-0,95) aufgrund von Mischphasen-Partikeln.
Diese Kombination markiert die Übergangszone von Schnee zu Regen – ein Schlüsselfaktor für die Analyse von Winterstürmen.
Erkennung nicht-meteorologischer Echos
Vögel, Insekten und in der Luft befindliche Trümmer (z.B. von Tornados) haben oft niedrigen RHOHV und häufig unregelmäßigen oder niedrigen ZDR. Ist die Reflektivität niedrig, aber auch der RHOHV verdächtig niedrig, handelt es sich wahrscheinlich nicht um Niederschlag.
Radar-Rätsel aus der Praxis: ZDR + RHOHV nutzen
Stellen Sie sich vor: Ein Frühlingsgewitter baut sich schnell über Ihrem Standort auf. Die Radarreflektivität steigt auf über 60 dBZ – intensiv, aber ist es Regen oder Hagel?
Sie prüfen den ZDR und der Sturm-Kern zeigt 0,3 dB – das ist zu niedrig für große Regentropfen. Im selben Kern sinken die RHOHV-Werte auf 0,87 – weit entfernt von den 0,98+, die man für gleichmäßigen Regen erwarten würde.
Fazit? Sie sehen eine hagelproduzierende Zelle. Mit hoher Reflektivität, niedrigem ZDR und niedrigem RHOHV erzählt das Radar eine konsistente Hagel-Geschichte.
Fazit
ZDR und RHOHV mögen wie technisches Fachchinesisch klingen, aber gemeinsam entfalten sie die volle Erzählkraft des Radars. Diese Produkte verwandeln Reflektivität von einer 2D-Aufnahme in eine mehrdimensionale Niederschlagsanalyse:
- Ist es Hagel oder Regen?
- Wo wird aus Schnee Graupel?
- Sehen wir Vögel, Trümmer oder echtes Wetter?
Indem Sie lernen, ZDR und RHOHV nebeneinander zu interpretieren, schärfen Sie Ihre Intuition bei der Sturmverfolgung. Es geht nicht nur darum, was auf dem Radar zu sehen ist – sondern darum, was das Radar bedeutet. Also, wenn das nächste Mal ein Sturm aufzieht, öffnen Sie das PRO Radar von Rain Viewer, wählen Sie eine Radarstation und entdecken Sie diese Dual-Pol-Werkzeuge. Jeder Scan ist eine Chance, die Atmosphäre zu entschlüsseln.
