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SindWetterradar- und
Blitzbeobachtungenverknüpfbar?
Seminarvortrag der Diplomarbeit
Betreuer: Ass.Prof.Mag.Dr. Manfred DORNINGER
Fanny DORAU
THEMEN
• Motivation & Ziele• Theoretische Grundlagen• Fallbeispiel• Ausblick
MOTIVATION
2002 wurde von IATA (International Air Transport Association) nach einem Zwischenfall bei dem ein Flughafen-Mitarbeiter durch Blitzschlag getötet wurde eine Empfehlung an alle Flughäfen erteilt:
SHUTDOWN PHASE bei Blitzgefahr im Umkreis von 3 km um Flughafen: gesamter Betrieb am Flughafen wird eingestellt!
ALERT PHASE bei Blitzgefahr im Umkreis von 5 km um Flughafen: Vorwarnstufe
LOWI
Die IATA-Empfehlung ist nicht verbindlich, Österreich hat sich allerdings entschlossen, die Empfehlung auf allen Flughäfen anzuwenden.
Flughafen Innsbruck
LaudaAir in LOWIDies hat besonders für die Fluggesellschaften weitreichende wirtschaftliche Konsequenzen. Die Shutdown-Phase führt zu Verspätungen, Umbuchungen und evt. Flugausfällen, verbunden mit großem finanziellen Aufwand.
Der Flugmeteorologe steht nun vor der Herausforderung, die Shutdown-Phase so kurz wie möglich, jedoch so lange wie notwendig aufrecht zu erhalten.
ZIEL
Ziel meiner Diplomarbeit ist nun, den Zusammenhang zwischen Blitzdaten und Wetterradardaten zu untersuchen, um für den Flugmeteorologen ein mögliches Hilfsmittel zu schaffen. Es soll untersucht werden, ob durch Beobachtung der Gewitterentwicklung am Wetterradar Rückschlüsse auf die Blitzaktivität getroffen werden können.
Blitzschlag B747
THEORETISCHE GRUNDLAGEN
LADUNGSVERTEILUNG IM CB
ein idealisierter Tripol
Foto Mexiko
Ladungsträger in einem CB sind primär Hydrometeore (Wolkenpartikel & Niederschlag)
... wodurch entstehen die
Hauptladungsregionen?
DER GRAUPEL-EIS MECHANISMUS...
supercooled
TR ... reversal temperature
DER GRAUPEL-EIS MECHANISMUS
Bei der Kollision von Graupel und Eiskristallen wird Ladung ausgetauscht (dieser Prozeß wird heute allgemein als ein Hauptmechanismus der Ladungstrennung akzeptiert)
von Jayaratne (1983)
-20
Untersuchungen im Labor
Ladungsmenge, die Graupel bei einer Kollision mit einem Eiskristall aufnimmt
Unter der Annahme, daß der Graupel-Eis Mechanismus ein Hauptmechanismus der Ladungstrennung ist,kann man vereinfacht sagen:
Einerseits: Je mehr Graupel in einem CB vorhanden ist, desto größer ist die Ladungstrennung, desto größer ist auch die Blitzaktivität.
Andererseits: Je mehr Graupel in einem CB vorhanden ist, desto größer ist auch die Radarreflektivität.
Es sollte also ein Zusammenhang bestehen zwischen Blitzaktivität und Radarreflektivität!Dieser Zusammenhang wird bestätigt durch Untersuchungen von Krehbiel:
Quellregion der neg. Ladung
Krehbiel (1986)Krehbiel hat festgestellt, daß sich die Quellregionen der Ladung von negativen
Erdblitzen zwar, je nach Gewittertyp, in jeweils anderen Höhenschichten befinden, aber immer im selben Temperaturbereich, nämlich in einer Schicht von –5°C bis –25°C.
Krehbiel hat außerdem gefunden, daß diese Quellregionen der negativen Ladung nahe des Radar-Reflektivitätskerns und über der Zone mit max. Reflektivität lagen.
.... ein Fallbeispiel
In meinen Untersuchungen betrachte ich genau diesen relevanten Höhenbereich (-5°C bis –25°C)...
WXR
Zeitl. Auflösung des österr. Wetterradars: 5 Minuten
wxr5
10
15 km
O°C
-3°C
-27°C
0
1 km
1 km
zur Untersuchung der Reflektivität werden alle Pixelwerte im relevanten Höhenbereich mit mindestens 34,2 dBZ herangezogen...
wxr/Blitz5
10
15 km
O°C
-3°C
-27°C
0
... und dann mit der Blitzanzahl im entsprechenden 5-min Zeitraum verglichen.
Dia + Blitze
Dia dBZ alle
wxr/max dBZ5
10
15 km
0... außerdem wird der Maximalwert des jeweiligen 5-min Radarbildes festgestellt...
Dia max dBZ
wxr/Top5
10
15 km
0
... die Radartops werden bestimmt...
Dia Top&Neigung
wxr/Neigung... und die Neigung der Zelle wird festgestellt.
Dia Top&Neigung
AUSBLICK
Auswahl geeigneter FälleKorrelationen der
ParameterEignung zur Blitzprognose
... was wär die Fliegerei
ohne Meteorologie!
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