Structure parameters from 4D radar data for quantitative determination of areal precipitation
Final Report Abstract
Die Niederschlagsmessung ist aufgrund der räumlichen und zeitlichen Variabilität eine große Herausforderung: So können bei Verwendung mehrerer, im Routinebetrieb eingesetzter Hellmann-Niederschlagssammlern bei einem gegenseitigen Abstand von wenigen Metern Unterschiede in der Stunden- bzw. Tagesniederschlagshöhe von über 10 % auftreten. Zudem ist die Repräsentativität solcher Punktmessungen in Bezug auf die Umgebungsniederschlagswerte extrem eingeschränkt. Der große Vorteil des Niederschlagsradars ist dagegen, dass es den Niederschlag sowohl zeitlich als auch räumlich hochaufgelöst erfassen kann - dabei müssen allerdings Abstriche in der Meßgenauigkeit gemacht werden. Die Messungenauigkeiten resultieren u.a. aus der rigiden Anwendung einer einzigen Beziehung zwischen einem einzigen vom Radar gelieferten Meßwert, der Radarreflektivität Z. und der Niederschlagsrate R unabhängig von der vorherrschenden Niederschlagssituation, wie es zur Zeit üblich ist. In der vorliegenden Arbeit wird daher zunächst eine Niederschlagsklassifikation durchgeführt und dann die Tatsache ausgenutzt, dass das Radar Volumendaten liefert und daher aus dem Reflektivitätsfeld weitere Parameter abgeleitet werden, die in die Beziehung zur Ableitung der Niederschlagsrate herangezogen werden können. Durch die Kombination von Niederschlagsklassifikation und Verwendung neuronaler Netze (mit den aus dem Reflektivitätsfeld abgeleiteten Parametern als Eingangsparametern) konnte der mittlere quadratische Fehler zwischen der am Boden gemessenen und der anhand der Radardaten abgeleiteten Niederschlagsintensitäten für den Validierungszeitraum um 25 % reduziert werden.
Publications
- 2008: Ableitung einer Beziehung zwischen der Radarreflektivität, der Niederschlagsrate und weiteren aus Radardaten abgeleiteten Parametern unter Verwendung von Methoden der multivariaten Statistik. Wissenschaftliche Berichte des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung der Universität Karlsruhe (TH), Band 45
Peters, T.
