Radar beelden

I. Principe van een weerradar
 
Het basisprincipe van radar is simpel. De radarantenne zendt een radiopuls uit in een gebundelde straal en analyseert de door voldoende grote objecten (neerslag) gereflecteerde radiostraling. Voor een weerradar zijn de geviseerde objecten hydrometeoren met "neerslaggrootte".
 

(Figuur 1 - Principe van meteo radar)

 

Om alle druppeltjes van "neerslaggrootte" in het atmosferische volume rond de radar te kunnen waarnemen, moet de antenne scans uitvoeren, waarmee hij dat volume vanuit verschillende hoeken aftast. Doorgaans worden elevatiehoeken tussen 0,5° en 1° gebruikt om de lage niveaus te scannen. Voor de hogere niveaus zijn dat hoeken van 30° of meer. Meestal draait de radarantenne aan een snelheid van 2 à 4 rotaties per minuut, maar die scansnelheid kan worden opgedreven tot 6 rotaties per minuut.

(Figuur 2 - Radarstralen)

Onze weerradar beschikt over verschillende scanstrategieën. De meest gebruikte voert twee scans uit in een elevatiehoek van 0,5° gevolgd door scans in elevatiehoeken van 1°, 2°, 3°, 5°, 8°, 12°, 17°, 25° en 35°.

De radarscans met de antenne moeten worden uitgevoerd in een welbepaalde elevatiehoek. Dat heeft als gevolg dat hoe verder je je bevindt van de radar, hoe hoger de radarstraal zich zal bevinden in de atmosfeer. Op figuur 2 zie je dat, op een afstand van 200 km van de radar:

  • het centrum van de straal uitgezonden in een hoek van 0,5° zich op een hoogte van 4 km boven het oppervlak zal bevinden;
  • de ondergrens van diezelfde straal zich op 1,5 km boven het oppervlak zal bevinden;
  • en de bovengrens van de straal zich op een hoogte van bijna 6 km zal bevinden.

Als we uitgaan van hetzelfde voorbeeld (centrum van de straal op 0,5° en afstand van de radar 200 km) dan betekent dat ook dat alle wolkendruppels die zich lager dan 1,5 km of hoger dan +/- 6 km bevinden, niet zullen worden waargenomen.

 

II. Radarbeelden op de website

Nadat al die scans uitgevoerd zijn, maken we twee verschillende soorten producten die we op de website plaatsen.

1. RADAR 245 Km (PPI of Plan Position Indicator)

Een PPI-beeld is een beeld dat wordt aangemaakt na een enkele scan in een enkele elevatiehoek. Het PPI-beeld dat op onze website staat is een PPI in een elevatiehoek van 0,5° om ‘zo ver mogelijk te kunnen zien', d.w.z. 245 km. Men moet natuurlijk altijd rekening houden met de beperkingen van radartechnologie, te weten:

  • op grote afstand van de radarsite (245 km in ons geval) zullen de wolkendruppels lager dan 1,5 km of hoger dan +/- 6 km niet worden waargenomen;
  • dichtbij de radarsite zullen enkel de druppels op lage hoogte worden waargenomen. Bijvoorbeeld met een radarbundelhoek van 0,5° vanop een afstand van 50 km, zullen enkel druppels op een hoogte tussen +/- 200 m en 1 km worden waargenomen.

(Figuur 3 - PPI-beeld 245 Km)

2. RADAR 125km (MAX-beeld)

Dat beeld is gebaseerd op de scan van het volledige volume van radargegevens (alle elevatiehoeken), maar is beperkt tot een maximumafstand van 125 km van de radarlocatie. Op figuur 2 zien we dat alle echo's waargenomen tussen het aardoppervlak en een hoogte van +/- 20 km zullen worden weergegeven.

(Figuur 4 - Max-beeld 125 km)

De weergegeven echo's worden berekend door de hoogste reflectiviteitsgraad in het ganse volume te nemen (tussen het oppervlak en een hoogte van 20 km). Wanneer je naar het kaartgebied van de MAX-afbeelding kijkt heb je geen enkele indicatie van de verticale distributie van de echo's.

Om een indicatie van de verticale distributie te geven, hebben we twee projecties toegevoegd aan de boven- en rechterkant van de kaart. De O–W-maximumprojectie wordt bekomen door de maximumreflectiviteit te nemen langsheen de daarmee overeenstemmende N–Z-lijn. Op dezelfde manier wordt de N–Z-maximumprojectie bekomen door de maximumreflectiviteit te nemen langsheen de O–W-lijnen. Die twee projecties geven dus een indicatie van de plaats waar de echo's worden gevonden in het verticale vlak, maar vertellen niets over de plaats waar de echo's zich bevinden in het horizontale vlak.

(Figuur 5 - Figuur 4 - Max-beeld 125 km)

 

3. MET Alliance Precipitation and Lightning Intensity Picture (PLIP)

Intro

De MET Alliance is een groep van acht Europese dienstverleners van luchtvaartmeteorologie die samen een "Precipitation and Lightning Intensity Picture (PLIP)" hebben ontwikkeld dat het gebied "Europe Central" bestrijkt. PLIP data bestaat uit quasi "real-time" neerslagintensiteit data gecombineerd met bliksemgegevens.

Getoonde data

Het PLIP-beeld bevat radar reflectie metingen komende van "neerslag scans" met een tijdsresolutie van 5 minuten (EuRadCom) en dit gecombineerd met gegevens i.v.m. bliksemontladingen komende van het LINET bliksemdetectienetwerk.

De neerslagintensiteit wordt aangegeven d.m.v. een specifieke kleurencodering gaande van "marginal" (lichtblauw) tot "extreme" (donkerblauw / paars). De legende van de intensiteit is toegevoegd aan de voet van elke beeld.

De bliksemintensiteit in de PLIP wordt aangeduid door een paarse diamantvorm die de ontladingen van de 5 minuten voorafgaand aan de tijd van het getoonde beeld weergeeft. M.a.w. bliksemactiviteit opgetekend tussen 07u45 UTC en 07u50 UTC zal worden opgenomen in het beeld van 07u50 UTC. De bliksemgegevens bestrijken het volledige gebied op de kaart, wat met zich meebrengt dat er ook ontladingen kunnen worden weergegeven in gebieden waar er geen radar-bedekking is.

(Figuur 5b - Precipitation and Lightning Intensity Picture)

III. Interpretatiefouten bij radarbeelden
 
1. Second-trip echo's

 

(Figuur 6 - Voorbeeld van second-trip echo's)

Second trip echo's zijn "valse" echo's die op de radarbeelden worden weergegeven als parallelle lijnen of laagintensieve neerslagzones. Ze stellen geen werkelijke neerslag voor, maar worden veroorzaakt door de aanwezigheid van andere weersystemen op grote afstand (gewoonlijk grote convectieve systemen 200 à 300 km verderop).

De radar stuurt pulsen uit op een bepaalde frequentie en ontvangt het teruggekaatste signaal van die puls. Aan de hand van het tijdsverschil tussen het moment waarop de puls wordt uitgestuurd en dat waarop de teruggekaatste puls wordt ontvangen, wordt de afstand berekend tussen de neerslag en de radar. Wanneer de radar echter de ‘eerste' teruggekaatste puls ontvangt na het uitzenden van een ‘tweede' puls, zal de afstandsberekening fout zijn. Bijgevolg zal de neerslag op het beeld dichter bij de radar verschijnen dan hij zich werkelijk bevindt, omdat de radar "denkt" dat de teruggekaatste puls die hij ontvangt een reflectie is van de ‘tweede' puls eerder dan een weergave van de ‘eerste' puls.

 

(Figuur 7 - Uitleg van "second-trip" echo's)

2. Abnormale propagatie

(Figuur 8 - Voorbeeld van abnormale propagatie)

Wanneer het weer ‘stabiel' is, vormt er zich vaak een temperatuurinversie in de lager gelegen zones van de atmosfeer. Een temperatuurinversie is het fenomeen waarbij de temperatuur met de hoogte toeneemt in plaats van te dalen, zoals normaal het geval is. Die inversie kan de radarpulsen doen afwijken of "afbuigen" naar het aardoppervlak, waar ze teruggekaatst worden naar de radarschotel. Bijgevolg zijn de echo's weergegeven op het radarbeeld een reflectie van het aardoppervlak en niet van neerslag.

(Figuur 9 - Temperatuurinversie)

 
AIM Briefing
 

Jaarverslag 2017  
Video: Het weer - Waarneming en voorspelling  
Meteorological services - Accurate weather information for a safe airspace   (0.52 Mb)