Vorlesung 4 "Gebietsniederschlag" Flashcards
Was ist die einfachste Methode zum Übergang vom Stationsniederschlag (Punktniederschlag) auf den Gebietsniederschlag (Flächenniederschlag)?
Mittelwertbildung in Form des Arithmetischen Mittels:
h_n = 1/n (Summenzeichen von n=1 bis n (h_Ni))
Welche Bedingungen müssen erfüllt werden, damit die einfache Mittelwertbildung ausreicht?
Die einfache Mittelwertbildung ist ausreichend, wenn ein dichtes Messstellennetz vorliegt und/oder Angaben für ein Zeitintervall in der Größenordnung von Monats- bzw. Jahresniederschlägen ermittelt werden müssen.
(Für kleine Zeitintervalle nicht zu empfehlen)
Wozu dient die Thiessen-Polygon-Methode?
Mit der Thiessen-Polygon-Methode werden Einflussflächen für jede Station gebildet.
Dabei wird postuliert, dass der Niederschlag in der Einflussfläche dem Stationsniederschlag entspricht.
Wozu dient die Inverse-Distanz-Methode?
Bei der Inversen-Distanz-Methode wird der Flächenniederschlag mit Hilfe einer orthogonalen Rasterbildung und Wichtung der nächstgelegenen Stationsniederschläge in den vier angrenzenden Quadraten gebildet.
Dabei geht die Entfernung der Niederschlagsstation umgekehrt proportional in die Wichtung ein.
Was ist die Isohyetenmethode?
Bei dieser Methode werden aus den Angaben der Stationsniederschläge Linien gleicher Niederschlagshöhen ( = Isohyeten) durch den räumlichen Abstand interpoliert.
Das Verfahren kann orographische Einflüsse und Reliefeffekte (bei der Interpolation) berücksichtigen.
Die Methode ist nicht frei von subjektiven Einflüssen des Bearbeiters.
Zum Einsatz gelangt das Isohyetenverfahren bei der Angabe von Jahresniederschlägen.
Was beschreibt die Hypsometrische Kurve?
In Einzugsgebieten, bei denen die Variation der Niederschläge über die Geländehöhe größer ist als über die horizontale Ausdehnung, kann eine Auswertung der Gebietsniederschläge mit der Hypsometrischen Kurve erfolgen.
Dafür werden die Wichtungsfaktoren über höhenabhängige Flächenanteile ermittelt.
Die Methode ist ebenfalls stark abhängig von der Erfahrung des Anwenders und nur für lange Niederschlagsdauern zu verwenden [Monats- und Jahresniederschläge].
Wie funktioniert ein Niederschlagsradar?
Aufgrund der flächenhaften Erfassung können Regenradare die Dynamik und Struktur des Regenereignisses abbilden.
Das Radargerät gibt Radarwellen ab - Radarwellen werden an den Niederschlagsteilchen reflektiert.
je mehr Wassertropfen, Schneekristalle oder Eispartikel in der Atmosphäre enthalten sind, desto mehr Radarwellen werden reflektiert.
Durch das Radarsystem kann der Niederschlagsgehalt eines Regenereignisses festgestellt werden. (Je mehr Niederschlagspartikel, desto mehr Reflexion)
Aus der zeitlichen Differenz zwischen Senden und Empfangen der Radarwellen ergibt sich die Entfernung der Niederschlagspartikel zu der Radarstation.
Wie viele Radarstationen gibt es und wie groß ist die Reichweite (Radius) dieser?
Die horizontale Reichweite der insgesamt 17 Radare umfasst aktuell mehr als 150km; die vertikale Reichweite erstreckt sich bis in die Troposphäre.
Erkläre das Prinzip der Radarniederschlagsmessung.
Mit Hilfe von Niederschlagsmessungen können sowohl qualitative als auch quantitative Angaben zur räumlichen Verteilung von Niederschlägen gewonnen werden.
Aus der Reflexion der Rückgestrahlten Energie des Radars lässt dich ein Rückschluss auf die Niederschlagsintensität ziehen:
Z = a I^b, mit:
- Z = Reflektivitätsfaktor (Radarecho)
- I = Niederschlagsintensität [mm/h]
- a,b = Parameterkonstanten
- b ~ 1,6
- a = 140 bei Nieselregen
- a = 200 im Mittel
- a = 500 bei Gewitter
Was macht die RADOLAN?
RADOLAN (Radar-Online-Aneichnung)
Somit misst ein Niederschlagsradar nicht direkt die Niederschlagsmenge oder -Intensität.
Insofern sind immer Informationen von bodengestützten Niederschlagsmessern (Ombrometer) notwendig, um die Angaben der berechneten Niederschlagsintensitäten anzueichen. (Anpassung der Radarinformationen an die Daten der Ombrometer).
Dazu werden im System RADLON die erfasste Daten an den insgesamt 17 Wetterradaren des DWD mit stündlich gemessenen Niederschlagsdaten abgeglichen.
Als Produkt liegen dann hochauflösenden Niederschlagsintensitäten vor.
- zeitliche Aktualisierung: alle 10 Minuten
- räumliche Auflösung: 1 km²
Welche Fehlereinflüsse können beim Niederschlagsradar anfallen?
Die Fehlereinflüsse bei der Radarmessung sind im wesentlichen:
- die Aggregationszustände des Wassers
- die Größe der Niederschlagsteilchen
Eine Abweichung in der Größenordnung von 20% zu den Niederschlagsintensitäten der Regenschreiber ist grundsätzlich möglich.
Radarsensoren neigen bei Starkregen zu sehr großen Unterschätzungen der Niederschlagsmengen.
[Grund dafür sind Dämpfungseffekte]
Die Energiedichte nimmt mit großer Distanz ab. Dadurch wird das reflektierte Signal stark geschwächt und das Regenereignis wird am Rand unterschätzt.
- Radarschatten:
Sind viele Niederschlagspartikel in der Luft, wird ein großer Anteil des Radarsignals direkt reflektiert und dringt nicht weiter durch. Dadurch wird das gesamte Ereignis nicht richtig erfasst.
Die radarwerte werden für den Zeitabschnitt zwischen den Messungen als konstant angenommen.
Was passiert beim Windversatz?
Regenradare messen auf einer bestimmten Höhe.
Zwischen Messort (A) und Auftrittsort (B) kann eine horizontale Distanz liegen.
