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!