Die FAQ-Seite zum Schweizer Wetterradar erklärt die Funktionsweise und Grenzen des Schweizer Wetterradarnetzes, wie Abweichungen zwischen Radarbildern und beobachtetem Wetter entstehen und welche geografischen oder meteorologischen Faktoren diese beeinflussen.
Guten Tag, seit über einer Woche befinde ich mich in Unterwasser (SG) und habe bemerkt, dass die Angaben über die Niederschlagsintensität mit dem Wetterradar in der Region nicht mit der Realität übereinstimmen: wenn es regnet (wie z.B. jetzt) ist das auf dem Radar nicht zu sehen. Kann es sein, dass es sich um einen technischen Defekt des Gerätes handelt?
Das Messnetz der MeteoSchweiz umfasst 5 Radarstationen. Wegen der geographischen Struktur der Schweiz sind die Niederschläge in den Tälern schlechter sichtbar als z.B. im Mittelland, weil die Alpen unseren Radarstationen teilweise die Sicht auf diese Gebiete versperren. Dies kann den von Ihnen geschilderten Effekt auf dem Radarbild erklären, insbesondere bei tiefliegendem Niederschlag sowie bei Niederschlag mit geringer Intensität.
Gestern habe ich über Bern im Radar Regen gesehen, dies ist aber fast nicht möglich. Auch an anderen Orten wurde Regen angezeigt aber es hatte kaum Wolken. Was ist der Grund für diese Anzeigen?
Am 9. August gab es laut Radar am Nachmittag eine kleine, kurzlebige Gewitterzelle in der Nähe von Bern. Bei Gewitterniederschlägen und Schauern kann die Intensität in Abhängigkeit vom genauen Ort und vom exakten Zeitpunkt stark variieren. Es kann also sein, dass es über Ihrem Haus nur wenig oder gar nicht regnet während dem es in kurzer Distanz heftigen Niederschlag gibt. Diese sehr kleinräumigen Unterschiede kann das Radar nur beschränkt auflösen. Andererseits kann es bei schwacher Intensität auch sein, dass der Niederschlag, welcher vom Radar korrekt in der Höhe erfasst wird, gar nicht am Boden ankommt, weil die Tropfen unterwegs nach unten verdunsten oder durch den Wind verfrachtet werden. Im Sommer können zusätzlich auch Insekten und Vögel zu Falschmessungen führen.
Mir fiel auf, dass die letzten Tage das Bild des Wetterradars um eine Nuance verschoben schien zum effektiv beobachteten Niederschlag vor Ort. Bsp. war eine Fahrt von Biel nach Solothurn abends praktisch trocken, gemäss Radar führte sie indes direkt durch eine aktive Gewitterzone, bzw. schien teilweise der gemessene Niederschlag (Wallierhof, Riedholz) geringer auszufallen als aufgrund des Radarechos zu erwarten gewesen wäre. Wie ist das zu erklären?
Es kann in der Tat verwirrend sein, wenn man im Regen steht und auf dem Radarschirm am eigenen Standort keine Echos zu sehen sind, oder, umgekehrt, das Radar Regen anzeigt und am Boden keine Tropfen ankommen. Hierfür gibt es verschiedene Gründe. Erstens kann es sein, dass der Niederschlag, welcher vom Radar korrekt in der Höhe erfasst wird, gar nicht am Boden ankommt, weil die Tropfen unterwegs nach unten verdunsten oder durch den Wind verfrachtet werden. Zweitens kann die Regenintensität auf kleinem Raum stark variieren. Es kann also sein, dass ich mein Fussballspiel wegen eines heftigen Gewitterregens unterbrechen muss, während ein paar Fussballfelder weiter entfernt der Boden praktisch trocken bleibt. Diese feinräumigen Wechsel, welche typisch sind für das Sommerhalbjahr, können im Radarbild nur beschränkt wiedergegeben werden. Oder anders gesagt, die Wahrnehmung eines Menschen beschränkt sich oft auf die unmittelbare Umgebung, 10 Meter, vielleicht 100 Meter, der Wetterradar hingegen misst den Niederschlag im Umkreis von 250 Kilometern mit einer räumlichen Auflösung von etwa 1 Kilometer. Der Mensch und der Radar sehen den Niederschlag mit einer unterschiedlichen Auflösung. Übers Jahr gesehen sind diese Fehler klein, auch wenn es verwirren mag, wenn es einem gerade trifft.
Mir fällt auch immer wieder auf, wenn es nur nieselt wie vor ein paar Tagen, und ich auf den Radar schaue, ist vielfach nichts von Niederschlag zu sehen. Wieso ist das so?
Es kann in der Tat vorkommen, dass es am Boden schwach nieselt während auf dem Bild der Wetterradare keine oder nur vereinzelte Echos zu erkennen sind. Solche schwachen Nieselregen stammen meist aus sehr gering mächtigen Wolken. Diese liegen ab und zu so tief, dass sie von den Wetterradaren, welche das Wetter erst ab einer gewissen Mindest-Höhe über Meer abtasten, gar nicht erkannt werden. Diese Mindest-Höhe hängt von der Lage ab, im Schweizer Mittelland liegt sie zwischen 1 und 2 Kilometern, über den Alpen zwischen 2 und 3.5 Kilometern über Meer. Es gibt noch einen weiteren Grund, dass kleine schwache Regenzellen gelegentlich nicht im Radarbild erscheinen: Das Radarsignal wird nicht nur von Regentropfen, Schneeflocken, Eiskristallen und Hagelkörnern reflektiert, sondern auch von Bergen, Häusern, Vögeln und Flugzeugen. Diese falschen nicht-meteorologischen Echos müssen bei der Verarbeitung der Messungen herausgefiltert werden. Die Radarechos von Nieselregen unterscheiden sich leider kaum von schwachen Bergechos und werden daher gelegentlich in der Datenverarbeitung herausgefiltert.
Hiesse das, dass eine Niederschlagskarte anhand der Radardaten beschränkt aussagekräftig ist, da der effektive Niederschlag gut und gerne nicht am zu erwartenden Ort niederging (Verifizierung mittels Pluviometer ausgeschlossen)?
Kleinräumig betrachtet können gelegentlich solche Abweichungen zwischen dem Radarbild und dem Regen am Boden auftreten. Wer sich nur für den Regen in der unmittelbaren Umgebung interessiert, zum Beispiel im eigenen Gemüsegarten, muss in der Tat mit solchen Abweichungen rechnen. Grossräumig betrachtet spielen diese Fehler kaum eine Rolle. Die Schweizer Wetterradare liefern ein einzigartig detailliertes Bild der Niederschlagsfronten, Regenschauer, Gewitter und Hagelzellen und deren zeitlichen Entwicklung über der ganzen Schweiz und dem angrenzenden Ausland. Wie die Radaranimation am besten interpretiert werden soll, hängt auch von der Anwendung ab, sei dies der Schutz vor Hochwasser und Hagel, die Bauindustrie, die Landwirtschaft, oder Alpinismus und Freizeit, um nur einige zu nennen.
Und wie machen Sie das in all den Tälern? Das Radarsignal kann ja unmöglich überall hingelangen, besonders in der Schweiz mit all den Bergen.
Die Anwendung der Wetterradare in einem Alpenland wie der Schweiz ist in der Tat eine Herausforderung. Das Radarsignal wird von den Bergen reflektiert; durchdringen kann es die Berge nicht. Der Radar kann also auch nicht sehen, was hinter den Bergen geschieht. Zum Glück sind Niederschlagsfronten und Regenschauer mehrere Kilometer mächtig, Gewitter reichen gar bis in Höhen von über 15 Kilometern. Es reicht also, wenn der Wetterradar direkt über den Bergketten messen kann, ein Herunterschauen in die Täler ist nicht notwendig. Aus den Messungen, welche der Radar auf Höhen knapp über den Bergketten macht, berechnet die MeteoSchweiz dann wieviel Regen am Talboden ankommt. Dazu werden Rechenverfahren verwendet, welche die MeteoSchweiz eigens für die besondere Situation in den Schweizer Alpen entwickelt hat. Diese Verfahren liefern in den allermeisten Fällen ein sehr gutes Bild der Niederschlagsraten und Mengen über allen Regionen der Schweiz. In besonderen Wetterlagen kann ein schwacher Nieselregen oder Schneefall auch so geringmächtig sein, dass er nicht bis 3 Kilometer Höhe reicht und sich so hinter einer Bergkette vor dem Blick der Radare verstecken kann. Das geschieht selten und nur bei schwachen Niederschlägen. Gewitter und mittel bis starke Niederschläge sind so mächtig, dass sie sich nie ganz dem Blick der Radare entziehen können, zumindest nicht seit der Installation der zwei zusätzlichen Radare im Wallis und in Graubünden im Rahmen des Projekts Rad4Alp.
Ich vermute, dass Ihr Niederschlagsradar für die Region Buchs SG/Vaduz-Liechtenstein/Feldkirch-Vorarlberg nicht richtig funktioniert. Am Freitag, 16.2.18 um 20.15 h regnete es; auf Ihrem Radarbild war nichts zu erkennen. Heute Sonntag um 4.15 h schneite es andauernd, aber auf Ihrem Radarbild war nichts zu erkennen. Haben Sie da eine Erklärung? Ich war zu diesen Uhrzeiten auf dem Rad unterwegs.
Die Niederschläge vom Wochenende konnten nicht überall von Wetterradar erfasst werden. Die Wolken aus denen der Schnee fiel waren teilweise recht nahe am Boden und damit für das Wetterradar nur schlecht sichtbar, zudem war teilweise das vom Niederschlag reflektierte Signal auch zu schwach.
Eine Frage zur Genauigkeit der Niederschlagskarten: Das Wetterradar zeigt auf der Karte die Regengebiete anscheinend mit der Genauigkeit von ca. 1 km. Ist dies korrekt? Die Zukunftsprognosen behalten diese scheinbare Genauigkeit auch für 48 Std bei: Dies kann doch nicht ernsthaft sein? So genau kann man doch lokalen Regen nicht vorhersagen? Auf den km genau? Wird die Detailstruktur der prognostizierten Niederschlagsgebiete mit Zufallszahlen erzeugt? Sollte man dies nicht sagen? Sollte man die Karte nicht unschärfer zeichnen?
Sie haben recht: die räumliche Auflösung der Radarmessungen ist ungefähr 1 x 1 km. Was die Prognose anbelangt, benützen wir zwei numerische Modelle, die auch beide eine Auflösung um 1 x 1 km haben. Die Modelle arbeiten nicht mit Zufallszahlgenerator-Algorithmen, sondern sie lösen die mathematischen Gleichungen der Atmosphärenphysik. Wie Sie richtig schreiben, wächst die Unsicherheit einer solchen deterministischen Prognose mit der Zeit. Eine solche Prognose muss deshalb "interpretiert" werden: die Niederschlagszonen stimmen sicher nicht auf den Kilometer genau, sie können aber einen Hinweis geben, wo und wann die meisten Niederschläge zu erwarten sind. In Zukunft wird wahrscheinlich auch eine probabilistische Information übermittelt. Eine unschärfere Karte wäre auch eine interessante Möglichkeit.
Kann es sein, dass sich das Radarbild auf der Website von jenem in der MeteoSchweiz-App unterscheidet? Von Zeit zu Zeit bemerkt man Unterschiede im Bild, die weniger mit der Niederschlagsvorhersage als mit der aktuellen Situation zu tun haben.
Das verwendete Radarprodukt ist in der App und auf der Webseite dasselbe, aber in der App wird ein zusätzlicher Algorithmus angewendet, der die Animation glatter macht. Dieser Algorithmus wirkt sich auch auf das aktuelle Bild aus, so dass es sich auf der Website und in der App leicht unterscheidet.
Mich würde interessieren, ob es möglich ist mit Radar und/oder Wetterstationen Hagel und dessen Intensität festzustellen? Wenn ja, was für Infrastrukturen müssten gegeben sein (z.B. was für Wetterstationen)?
Hagel ist eine schwer vorhersagbare und schwierig zu messende meteorologische Grösse. Mit den klassischen Wetterstationen am Boden ist es nicht möglich Hagel und dessen Intensität zu messen. Im Handel gibt es aber spezielle Sensoren die in der Lage sind Hagel sowie die Grössenverteilung der Hagelkörner zu messen. Da Hagel aber ein sehr kleinräumiges Phänomen ist, wäre eine hohe Sensordichte nötig um möglichst alle Hagelereignisse zu erfassen. Deshalb wird bei MeteoSchweiz Hagel in Echtzeit durch das Radarnetzwerk erfasst. Alle fünf Minuten wird die Hagelwahrscheinlichkeit sowie der maximale Hageldurchmesser flächendeckend bestimmt. Neu können zudem Hagelbeobachtungen auf der MeteoSchweiz App einfach gemeldet werden, durch Angabe der Grösse der Hagelkörner, der Uhrzeit und des Standortes eines Hagelereignisses (Crowdsourcing). Andererseits können dann auch alle Meldungen in einer Übersichtsdarstellung in Echtzeit auf der App verfolgt werden.
Können Sie mir bitte sagen, ob auf dem Niederschlagsradar auch Schneefall angezeigt wird oder nur Regen?
Auf dem Niederschlagsradar wird auch Schneefall angezeigt, die Intensität wird aber auf der Farbtabelle in mm/h angegeben, d.h. die äquivalente Regenmenge.
Beim Regenradar gab es gestern um 22.00 einen Kreisrunden Ring im Bereich Tessin. Ist das ein Darstellungsfehler oder wie entsteht dieses Phänomen?
Der Kreis wurde von einer technischen Störung auf dem Monte Lema Radar verursacht. Das Problem wurde heute Morgen behoben.
Kann man eine Radaranlage besichtigen?
Nein, die Radaranlagen können nicht besichtig werden, da sie unbemannt und im operationellen Betrieb sind.
Wie kommt es, dass die Gebiete in der Nähe der Radaranlagen für die Öffentlichkeit zugänglich sind (siehe Monte Lema)? Die Mikrowellen werden vermutlich über alle 360 Grad und wahrscheinlich auch in verschiedenen Winkeln gesendet und empfangen, so dass ich nicht glaube, dass es einen geschützten Bereich gibt. Ist es sicher, in der Nähe zu bleiben?
Alle Wetterradaranlagen der MeteoSchweiz unterstehen der Bundesverordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung, die Dokumentation wurde mit dem Baugesuch eingereicht. Alle Orte, an denen sich eine Person in unmittelbarer Nähe einer Wetterradarstation aufhalten kann, wurden geprüft und liegen innerhalb der zulässigen Werte der Verordnung.
Sieht man auf dem Radar auch noch ab und zu Echos welche durch Düppel verursacht werden?
Es kann vorkommen, dass in den Radardaten vereinzelt Echos von Düppel (oder Englisch "Chaff") zu sehen sind. In der Schweiz wird Düppel aber nur selten eingesetzt, demzufolge sind auch durch Düppel verursachte Störechos selten.
Wird bei der Auswertung der Wetterradarsignale Machine Learning verwendet?
Wir setzen im Bereich der Prozessierung von Radar- und Satellitendaten verschiedentlich auch Machine Learning ein, insbesondere für Anwendungen im Nowcasting. Es laufen insbesondere Forschungsarbeiten für den Einsatz von Machine Learning Methoden für die Warnung vor Gewittern, die Kürzestfristvorhersage von starken Niederschlägen in den Alpen und die Prozessierung der Messungen der neuesten Schweizer Wetterradar Generation Rad4Alp.
Wie sieht es aus mit den Fledermäusen? Kurz nach der Dämmerung fliegen die los.
Jedes Objekt ab der Grösse von etwas weniger als einem Millimeter reflektiert die Signale der Wetterradare und erzeugt damit ein Echo im Empfänger. Das Objekt muss aber in genügender Höhe fliegen, damit es vom Wetterradar detektiert wird. Flugzeuge und Vögel tun das, Fledermäuse wohl eher kaum. Ausserdem werden fast sämtliche nicht-meteorologischen Signale durch einen raffinierten Algorithmus detektiert und unterdrückt. Es gibt verhältnismässig nur sehr wenige nicht-meteorologische Signale, welche es unentdeckt bis in die finalen Radarprodukte und Radarbilder schaffen.
Wenn ich die Radargleichung richtig verstehe, reduziert sich die Empfangsleistung um das 16-fache, wenn die Distanz zwischen Radar und Objekt verdoppelt wird. Bei welcher Entfernung wird die Messempfindlichkeit des Messgerätes unterschritten? Entweder ist die Messgenauigkeit der Geräte sehr gut oder es gibt sehr viele Geräte (hohe Gerätedichte).
Ihre Schlussfolgerung ist richtig. Wenn wir das Signal betrachten, welches von einem einzigen Objekt zum Radar zurückgestreut wird, dann erscheint im Nenner die Distanz in der vierten Potenz. Bei einer Verdoppelung der Distanz wird das Signal, welches zum Radar zurückkommt, 16-mal schwächer. Das Signal nimmt also rasant mit zunehmender Distanz ab. Nun, das gilt, wenn sich im Radarstrahl nur ein einziger Tropfen befindet. Zum Glück sind Tropfen, Schneeflocken und Eiskristalle sehr gesellig und treten stets in grosser Zahl auf. In der Radartechnologie unterscheiden wir zwischen sogenannten Punktzielen und Volumenzielen. Ein einzelner Tropfen ist ein Punktziel, Niederschlagsfronten, Regen- und Schneeschauer und Gewitter sind Volumenziele. Wenn wir die Radargleichung für Volumenziele aufstellen, erscheint im Nenner die Distanz im Quadrat. Bei einer Verdoppelung der Distanz wird das Signal eines Niederschlages demzufolge "nur" 4-mal schwächer. Das ist aber immer noch eine beachtliche Abnahme mit zunehmender Distanz. Sie haben also richtig vermutet, die Empfänger der Wetterradare müssen extrem empfindlich sein, um die schwachen Signale aus grosser Distanz noch messen zu können. Eine über viele Jahrzehnte entwickelte und laufend verfeinerte Technologie macht es möglich. Die Wetterradare der MeteoSchweiz können auch schwachen Nieselregen bis über 200 Kilometer Distanz noch detektieren. Wir müssen also im Empfänger Signale in der Grössenordnung von 10 hoch minus 11 Milliwatt, also 0.00000000000001 Watt noch messen können.
Vor kurzem wurde nach einer Gewitterperiode eine Karte auf MeteoSchweiz aufgeschaltet, welche zeigt, wo die Blitze eingeschlagen sind. Mich würde interessieren wie man dies genau erfassen kann? Welche Messmethode kommt hier zum Einsatz?
Im Web haben wir eine Seite über die Blitzortung mit allen Infos.