Sind Wetterradar- und Blitzbeobachtungen verknüpfbar? Seminarvortrag der Diplomarbeit Sind Wetterradar- und Blitzbeobachtungen verknüpfbar? Fanny DORAU Betreuer: Ass.Prof.Mag.Dr. Manfred DORNINGER

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: ALERT PHASE bei Blitzgefahr im Umkreis von 5 km um Flughafen: Vorwarnstufe SHUTDOWN PHASE bei Blitzgefahr im Umkreis von 3 km um Flughafen: gesamter Betrieb am Flughafen wird eingestellt!

LOWI Die IATA-Empfehlung ist nicht verbindlich, Österreich hat sich allerdings entschlossen, die Empfehlung auf allen Flughäfen anzuwenden. Flughafen Innsbruck

LaudaAir in LOWI Dies 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...

DER GRAUPEL-EIS MECHANISMUS supercooled TR ... reversal temperature Bei der Kollision von Graupel und Eiskristallen wird Ladung ausgetauscht (dieser Prozeß wird heute allgemein als ein Hauptmechanismus der Ladungstrennung akzeptiert)

Untersuchungen im Labor von Jayaratne (1983) Untersuchungen im Labor -20 Ladungsmenge, die Graupel bei einer Kollision mit einem Eiskristall aufnimmt

Dieser Zusammenhang wird bestätigt durch Untersuchungen von Krehbiel: 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.

In meinen Untersuchungen betrachte ich genau diesen relevanten Höhenbereich (-5°C bis –25°C)... .... ein Fallbeispiel

WXR Zeitl. Auflösung des österr. Wetterradars: 5 Minuten

15 km wxr zur Untersuchung der Reflektivität werden alle Pixelwerte im relevanten Höhenbereich mit mindestens 34,2 dBZ herangezogen... 10 5 -27°C -3°C O°C 1 km 1 km

15 km wxr/Blitz ... und dann mit der Blitzanzahl im entsprechenden 5-min Zeitraum verglichen. 10 5 -27°C -3°C O°C

Dia + Blitze

Dia dBZ alle

15 km wxr/max dBZ 10 5 ... außerdem wird der Maximalwert des jeweiligen 5-min Radarbildes festgestellt...

Dia max dBZ

15 km wxr/Top ... die Radartops werden bestimmt... 10 5

Dia Top&Neigung

wxr/Neigung ... und die Neigung der Zelle wird festgestellt.

Dia Top&Neigung

AUSBLICK

Auswahl geeigneter Fälle Korrelationen der Parameter Eignung zur Blitzprognose ... was wär die Fliegerei ohne Meteorologie!