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Hagelzellen auf Radarbildern

Grundlagen und Expertenwissen.
Thundersnow
 
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Hagelzellen auf Radarbildern

Beitragvon Thundersnow » Mo 16. Mai 2016, 16:11

Ich habe eine Frage:

Wie kann man anhand eines Radarbilds abschätzen, ob eine Zelle Hagel bringt? Fabienne hat in ihrer Maturaarbeit (die ich mir mittlerweile durchgelesen habe - war spannend :up: ) als Kriterium definiert: >100 mm/h während mindestens 30 Minuten. Aber müsste man nicht noch die Höhe der Radarsignatur betrachten? Ich habe im Nostalgieradar von donnerradar ab und zu >100 mm/h Signale gefunden, die aber auch von Wolken mit niedriger vertikaler Ausdehnung ausgingen (Vertikalschnitt des Radars). Ich denke bei tiefer Wolkenobergrenze gibts auch keinen Hagel auch wenn >100 mm/h angegeben werden.

Was meint ihr?

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Federwolke
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Re: Hagelzellen auf Radarbildern

Beitragvon Federwolke » Mo 16. Mai 2016, 22:59

Oha! Ich habe mich jetzt ernsthaft gefragt ob ich das wirklich so geschrieben hatte und bin mal auf die Suche gegangen. Ich nehme an, du meinst diesen Abschnitt hier:

„Eine Zelle wird […] als eine Radarechokontur definiert, welche eine Reflektivität von mindestens
45 dBZ erreicht. Da wir die Zellendefinitionen mit dem SMA Radarbild durchführen, verwenden wir
die 30 mm/h Radarkontur (entspricht 47 dBZ) als Kriterium für eine Zelle. Da wir aber im NFP31 an
starken Hagelzellen interessiert sind, d.h. an solchen die zu stärkeren Hagelschäden führen, wurde
das Kriterium verschärft und die Bedingung eingeführt, dass zusätzlich während dreier
Bildsequenzen (entspricht 30 Minuten) in dieser Zelle die höchste Intensität von 100 mm/h
(entspricht 55 dBZ) erreicht werden muss. Dies ist in etwa die Intensität, bei der man Hagel am
Boden erwarten kann. Wird eine Dauer von 30 Minuten für die höchste Intensität gewählt, so können
wir damit die kurzlebigeren, meist lokalen konvektiven Zellen, die durchaus für kurze Zeit Hagel
erzeugen und auch zu leichteren Schäden führen können, eliminiert werden. Es zeigt sich, dass so
das Inventar auch nicht zu umfangreich wird und die Anzahl Zellen überblickbar bleiben.“
(WILLEMSE & SCHIESSER in: Monitoring von starken Hagelstürmen in der Schweiz 1992. GRM
Zürich, April 1993, S. 77)


Uff, ich bin fein raus, denn ich hab's nicht erfunden ;)

Das Kriterium von 100 mm/h während 30 Min. wurden für eine Studie festgelegt, um die klaren Fälle von starken Hagelschäden rauszufiltern. Sie sind selbstverständlich keine fixe Regel für das generelle Auftreten von Hagel, denn diese Schwelle liegt deutlich tiefer (oben ebenfalls erwähnt mit 30 mm/h) und ist von verschiedenen Faktoren abhängig (vertikale Ausdehnung der Wolke, Wolkentop-Temperatur, Windzirkulation etc.). Wenn man ganz sicher sein will, dass Hagel auftritt, ist die Faustregel mit den 30 mm/h keine schlechte. Wie dicht der Hagel fällt und mit welcher Korngrösse, also in welchem Zustand der Hagel überhaupt den Boden erreicht, darüber sagt die Radarreflektivität nichts aus. Man weiss einfach, dass die Zelle mit hoher Wahrscheinlichkeit Hagel enthält. Um das effektive Schadenspotenzial einer Gewitterzelle einzuschätzen, sind gut aufgelöste Vertikalschnitte und ein geübtes Auge sowie etliche Erfahrung erforderlich.

Nebenbei: Ob im "Nostalgieradar" wirklich die gesamte rote Signatur Intensitäten über 100 mm/h beinhaltet, bezweifle ich. Ich vermute 30mm/h. Willi kann da sicher weiterhelfen.

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Willi
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Re: Hagelzellen auf Radarbildern

Beitragvon Willi » Di 17. Mai 2016, 07:30

Ja, im Nostalgieradar ist die Schwelle 30 mm/h, 100mm/h wird nicht mehr separat angezeigt.

Selbstverständlich gibt es mehrere Kriterien zur Hagelerkennung. Die Höhe einer Hagelwolke gibt in der Regel bessere Korrelationen mit Hagelbeobachtungen am Boden als eine reine Reflektivitätsschwelle. Je höher also 30 mm/h reicht, umso stärker der Hagel am Boden. Man kann's noch verfeinern und die Höhe über der Nullgradgrenze anschauen. Mit Polarisationsmessungen kriegt man es noch besser hin, diese behält aber Meteoswiss erstmal schön für sich :down:

Gruss Willi

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Re: Hagelzellen auf Radarbildern

Beitragvon Thundersnow » Di 17. Mai 2016, 21:58

@ Fabienne
Sorry, hatte das scheinbar falsch in Erinnerung. :roll:

@beide
Aha >30 mm/ h ist die Maximalschwelle. Hatte mich schon gewundet, als ich auf einigen Radarbildern grossflächig mehr als 100 mm/h entdeckt habe. Beim Nachrechnen wären da häufiger mal 100-200 mm Niederschlag in 2-3 Stunden gefallen. Wäre etwas gar krass gewesen diese Häfigkeit.

Die Höhe der >30mm/h Reflektivität ist wohl das beste Kriterium, an das ich herankomme. Wenn ichs genauer will nehme ich noch die 0°-Grenze dazu.


Danke euch beiden!
Zuletzt geändert von Thundersnow am Di 17. Mai 2016, 21:59, insgesamt 1-mal geändert.

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Re: Hagelzellen auf Radarbildern

Beitragvon Microwave » Mi 18. Mai 2016, 02:27

Hi Thundersnow!

Für was brauchst du dieses Wissen? Rein interessehalber, oder andere Gründe?
Noch was zum Thema: Relevant sind für mich in erster Linie der Querschnitt durch die Zelle, also ob Hot-Tower vorhanden sind, und die Dauer wie lange die Zelle "das schon so durchzieht".
Weiterer Anhaltspunkt für gesunde und hagelbringende Zellen kann die Blitzaktivität der Zelle sein.
Wenn auf dem metradar so viele Blitze verzeichnet sind, dass sie auf dem Bild den mässigen bis extremen Niederschlagsbereich lückenlos(!) verdecken, spreche ich von Blitz-Zusammenballungen. Solche deuten meist auf Durchbruch des Deckels mit hochreichender Konvektion hin. Dies begünstigt wiederum grösseren Hagel.
Das Indiz kann mit etwas Übung eingeschränkt als Ersatz für den 3D-Radar verwendet werden.
Wenn kaum blaue und grüne Farben, sondern fast nur gelbe und rote Niederschlagsfarben für die Zelle angezeigt werden, ist das ein weiteres Zeichen für einen gesunden Aufwind. Je stärker der Aufwind, desto grösseren Hagel kann er tragen.
Mit fortschreitender Lebensdauer des Gewitters wird die blaue und grüne Farbe mehr Fläche einnehmen (Outflow-Dominanz).

Grüsse - Microwave
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Re: Hagelzellen auf Radarbildern

Beitragvon Nine » Mi 18. Mai 2016, 04:49

Hallo Thundersnow

Wenn du des Englisch mächtig bist, hier mal 3 Links. Wobei ich dir vor allem den letzten ans Herz legen würde, dafür brauchts aber etwas mehr Zeit. MetEd ist ein online Lernprogramm zu fast allem was mit Meteorologie zu tun hat, es ist kostenlos und man kann selber damit arbeiten wann man gerade Zeit und Lust hat. Du musst einfach einen Account machen und kannst dich danach durch die für dich interessanten Module durcharbeiten, jedes/r Modul/Kurs endet mit einem kleinen Test (wo du dir, typisch amerikanisch, natürlich auch ein Diplom erwerben kannst ;) )

http://weather.about.com/od/forecastingtechniques/tp/Severe-Storms-On-Radar.htm
Ausführlicher: https://www.eoas.ubc.ca/courses/atsc201/A201Resources/RadarStormInterpTutorial/RadarReflectInterp.html

MetEd: Radar Signatures for Severe Convective Weather https://www.meted.ucar.edu/training_module.php?id=193 (ist Skill Level 3, also schon etwas schwieriger. Hier noch ein Level 1, dieses Modul kenne ich selbst aber nicht, kann also nicht sagen, wie sehr es auf deine Frage eingeht): Weather Radar Fundamentals https://www.meted.ucar.edu/training_module.php?id=960

Wenn du dich da durchgearbeitet hast, bist du schon sehr viel schlauer ;)
Zuletzt geändert von Nine am Mi 18. Mai 2016, 04:57, insgesamt 1-mal geändert.

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Re: Hagelzellen auf Radarbildern

Beitragvon Christian Schlieren » Mi 18. Mai 2016, 19:37

An die Profis ;)

In der Schweiz mag das mit den 30mm/h oder mit 100mm/h auf der "sicheren" Seite für Hagel ja stimmen aber was mich interessieren würde ist warum bei den teils Extrem Intensiven V-Shape Systemen im Mittelmeerraum fast nie Hagel fällt und wen, dann nur sehr klein körnig und wenig :help: Dort fällt ja teilweise Stundenlang Niederschlag mit über 100mm/h teilweise in spitzen sogar 150mm/h und das nicht nur auf dem Radar sondern Effektiv am Boden gemessen.
Hochreichend sind die Systeme ja auch sieht man immer wieder an der sehr tiefen Wolkentop Temperatur.
Ich war nun doch schon öfters in V-Shape Systemen (bei Genua) drin konnte aber höchstens selten mal ein par sehr kleine 0,5cm Hagelkörner sichten. Bei deutlich schwächeren Gewittern konnte ich dort unten aber schon relativ intensiven Hagel bis ca. 2cm beobachten. :roll:

Gibt es dazu eine Erklärung? zu feucht? zu grosse Intensität?

Grüsse
Christian Schlieren bei Zürich 393 M.ü.M

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Re: Hagelzellen auf Radarbildern

Beitragvon Microwave » Mi 18. Mai 2016, 19:58

Christian Schlieren hat geschrieben:An die Profis ;)

Hochreichend sind die Systeme ja auch sieht man immer wieder an der sehr tiefen Wolkentop Temperatur.


Hochreichend sind die Systeme wohl, aber ist in den hohen Regionen eine ebenso hohe Reflektivität wie bodennah zu verzeichnen?
Bei uns und den Amis gibt es ja die Hot-Tower... irgendwie glaube ich, dass die bei den Mittelmeer-Ländern in deren MCS-Gewittern fehlt...
Ich VERMUTE, dass der meiste Niederschlag dort in den tiefen, warmen Regionen des Zellkomplexes entsteht, und wie du schon oft gesehen hast, als flüssiger Niederschlag herunterkommt.
Die Teile weiter oben im fiktiven 3D-Radar-Bild sind dann eher "Verzierung", um es mal wunderschön unwissenschaftlich auszudrücken (besteht doch mein gesamter Text nur aus Mutmassungen und Annahmen :lol: ). Will heissen, der Wumms ist nur unten drin, weiter oben steigt das Luftpaket mit gemässigter Geschwindigkeit bis zur Tropopause.

Korrekturen und wissenschaftlich basierte Aufklärung gerne erwünscht!

Grüsse - Microwave
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Re: Hagelzellen auf Radarbildern

Beitragvon Thundersnow » Mi 18. Mai 2016, 20:43

Danke euch.
Das Wisse brauche ich für meine Maturaarbeit. Möchte etwas ähnliches machen wie Fabienne, nur auf meine Region (Thurgau/Bodensee/Appenzeller-/St.Gallerland) bezogen. Eventuell könnten die typischen Wetterlagen für Schwergewitter varieren (wegen Föhn).

Bin aber noch etwas am ausprobieren wie ich das mache und was ich genau herausfinden will.

Cedric
 
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Re: Hagelzellen auf Radarbildern

Beitragvon Cedric » Do 2. Jun 2016, 17:05

Nach Waldvogel 1.4km über 45dBZ (30mm/h?) über der Nullgradgrenze - als Grenze für Entstehung von Hagel...
https://books.google.ch/books?id=YCWkAg ... ze&f=false

ka wie aktuell das noch ist...
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