| |
|
|
| Beelden van de weerradar laten zien
waar het regent en waar het droog
is. Dat zou je in eerste instantie
althans verwachten.
Toch tonen radarbeelden soms
rariteiten die niets van doen hebben
met regen, sneeuw of hagel. Nu eens
gaat het om verschijnselen in de
atmosfeer, dan weer zijn storingen
in de apparatuur de oorzaak. |
 |
| Toren van de KNMI in De Bilt |
|
|
 |
| De radarbol
KNMI |
|
|
 |
| De radar
in Herwijnen |
|
Een radar zendt radiogolven uit met een golflengte van enkele centimeters tot enkele meters. Signalen die een voorwerp op afstand treffen,
worden teruggekaatst en opgevangen door een ontvanger. Het voorwerp, bijvoorbeeld een vliegtuig, bevindt zich in de richting waarin de
radiogolven zijn uitgezonden en waaruit ze worden terugontvangen. De afstand kan worden berekend uit het tijdverschil tussen het uitzenden van
het signaal en het weer terugontvangen daarvan. In 1938 werden voor het eerst op deze manier vliegtuigen waargenomen en gevolgd. Tijdens de Tweede Wereldoorlog werd het principe verder uitontwikkeld en radar raakte meer en meer in gebruik. Daarbij bleek dat niet alleen schepen en vliegtuigen op het radarscherm verschenen; ook neerslaggebieden waren zichtbaar. Dat bood nieuwe gebruiksmogelijkheden, die na de oorlog door meteorologische diensten met beide handen werden aangegrepen. |
 |
De radarpuls wordt
gereflecteerd door een
waterdruppel,
het gereflecteerde signaal
wordt door de radar
opgevangen. Bron: NOAA |
|
|
 |
een radarbundel die de hemel aftast op
zoek naar neerslaggebieden. |
|
Vandaag de dag worden dan ook grote
delen van Europa en Noord-Amerika
bestreken door weerradars. De
gegevens zijn handig om te zien
waar
het regent, hoe hard het regent,
hoeveel er in het totaal valt, hoe
de regen zich verplaatst en of de
regen valt uit buien of uit
grootschalige neerslaggebieden. Bij
buien en buienclusters volgt de
radar tevens de
ontwikkeling en meet
hij de hoogte van de wolkentoppen;
ook kan uit radarinformatie afgeleid
worden of er hagel voorkomt. Als de
buien vergezeld gaan van zware
windstoten,
gebruikt de meteoroloog
de
radarbeelden
om
te voorspellen waar de windstoten
op welk tijdstip zullen aankomen.
Radarbeelden helpen ook bij het
vinden van gebieden in de atmosfeer
waar piloten ernstig rekening moeten
houden met ijsaanzetting aan hun
vliegtuig. Om beelden zoals hier
afgebeeld, te maken,
plaatst men de
weerradar
bij voorkeur op een hoog punt, zoals
op een heuvel of op een toren
(fig-1).
De radiogolven met een
golflengte van
ruim 5 cm. worden uitgezonden in een smalle, vrijwel horizontale bundel, die langzaam ronddraait. Dat gebeurt in kortstondige pulsen van 2 ms. |
Tussen uitzenden en terugontvangen
van het radarsignaal verstrijkt een
korte tijd, die wordt bepaald door
de afstand van het neerslaggebied
tot de radar. Zo kan men in alle
richtingen de plaats
van eventuele
neerslaggebieden bepalen. De
resultaten worden geplot op een
ondergrond met een kaart. Het proces
wordt een aantal malen herhaald met
een steeds een iets grotere elevatie
(hoek tussen de bundel en een
horizontaal vlak);
op die manier komt ook neerslag in
de buurt van de radarpost in beeld
(zie figuur 2). Elke scan levert de
neerslaginformatie voor een
ringvormig
gebied rond de radar. Dat is
duidelijk te zien als er een storing
optreedt tijdens een van de scans,
zoals in de situaties van figuur 3.
Bij figuur 3a is er een probleem met
een hogere scan dan in de figuren 3b
en 3c. Omdat de ringvormige gebieden
de positie van de radar als
middelpunt hebben, kunnen we
concluderen dat de storing zich in
de gevallen van de figuren 3a en 3b
voordoet in
De Bilt. De andere
radarlocatie
in Nederland is
Den Helder, waar de
storing van figuur 3c zich voordeed. |
 |
|
Figuur 3a |
|
|
 |
|
Figuur 3b |
|
|
 |
|
Figuur 3c |
|
|
 |
|
Figuur 3d |
|
Radarbeelden bij storing in de
apparatuur in een van de scans. De
scan van (1) is een hogere dan die
van (2) en (3). De problemen doen
zich voor
in het radarsysteem dat
ligt in het middelpunt van de
ringen; in het geval van (1) en (2)
is dat het systeem in De Bilt, bij
(3) was dat in Den Helder. Bron:
KNMI, De Bilt. 4.) De cirkelvorm in
dit radarbeeld is geen storing, maar
een zogeheten 'bright band',
veroorzaakt door een smeltzone.
Bron: Environment of Canada.
|
| Het bereik van de radar wordt
beperkt door de kromming van de
aarde. Naarmate de afstand tot de
radarpost groter is, komt de bundel
hoger boven het aardoppervlak te
liggen. Een andere
factor die het
bereik beïnvloedt, is de mate van
verzwakking van het signaal door de
atmosfeer en daarin voorkomende
neerslag. Soms is die begrenzing
vrij abrupt, zoals in het geval van
figuur 4a.
Het lijkt of de regen
boven Noord-Frankrijk ophoudt,
maar op latere radarbeelden (niet
afgebeeld) blijkt de grens niet te
veranderen. In de linkeronderhoek
ligt als het ware een blinde vlek.
Overigens zijn de radargegevens op
een dergelijke afstand van de zender
en ontvanger altijd minder
nauwkeurig en minder betrouwbaar dan
dichterbij. |
| |
In incidentele gevallen is de
verzwakking van het radarsignaal al
veel dichter bij de radar zo
effectief dat daarachter niet meer
kan worden waargenomen of er sprake
is van regen.
Dat was bijvoorbeeld
het geval tijdens de passage van een
buienlijn op 7 juni 1997. Het
overtrekken van
de buien werd in
beeld gebracht door de radar van Den
Helder; de radar van De Bilt was op
dat moment buiten bedrijf. Op de
Noord-Hollandse kust bevond zich
even boven het Noordzeekanaal een
actieve bui waaruit veel regen viel.
Uit de zwarte kleur van deze 'pit'
is af te leiden dat de
neerslagintensiteit er meer dan 30
mm/uur bedraagt. De neerslag schermt
het gebied erachter volledig af;
alleen in combinatie met voorgaande
en volgende beelden is te bepalen
dat het in de witte, blinde strook
boven Zuid-Holland eveneens regende. |
| |
| De afscherming van het 'achterland'
kan ook veroorzaakt worden door
gebouwen. Zo werd in 1994 niet ver
van het KNMI een hoog kantoorgebouw
geplaatst van de AMEV (nu Fortis),
dat zich in
het door de radar
afgetaste gebied bevond.
Tegenwoordig wordt er voor deze
verstoring van het radaruitzicht
gecorrigeerd en heeft de gebruiker
van radarbeelden nauwelijks nog
hinder van het gebouw. In de
begintijd was dat nog niet het
geval: het gebouw liet dan een
blinde strook achter in de
regengebieden voor de Zeeuwse kust
(figuur 4c). |
 |
|
Figuur-4a |
|
|
 |
|
Figuur-4b |
|
|
 |
|
Figuur-4c |
|
| 4. Blinde vlekken op
radarbeelden. 1.) De cirkelvormige
begrenzing van het neerslaggebied is
schijn; daarachter zit meer
neerslag, die echter niet meer kan
worden waargenomen. 5 juni 2000,
7.45 UT. 2.) De droge zone boven
Zuid-Holland, vanuit radarpositie
Den Helder bezien achter de donkere
'pit' met hoge neerslagintensiteit,
is schijn en niet zichtbaar op
eerdere en latere beelden. De zware
bui schermt het achterliggende
gebied af tegen de radarstraling en
maakt de daar aanwezige neerslag
onzichtbaar. 3.) Een gedeelte van
een regenzone voor de Zeeuwse kust,
is onzichtbaar voor de radar door
een hoog kantoorgebouw in de
omgeving van de Bilt. 2 juni 1994,
8.30 UT. Bron: KNMI, De Bilt. |
| |
Radarbeelden tonen geregeld een
rommelig reflectiepatroon, waarbij
het lijkt of er confetti over het
beeld is uitgestrooid. Figuur 5a
geeft een
voorbeeld van dergelijke zogeheten 'clutter'
boven de Noordzee en boven land ten
noorden van de grote rivieren;
tegelijkertijd nadert vanuit het
zuiden een buienzone, die om op het
tijdstip waarop het radarbeeld
betrekking heeft, boven Zeeland,
Noord-Brabant en Limburg ligt. Boven
land is
de clutter door het programma dat de
nabewerking van de radarbeelden
verzorgt, gemakkelijker te
verwijderen dan boven zee, zoals
bijvoorbeeld
is te zien op figuur
5b. Het satellietbeeld van figuur 5c
is van hetzelfde tijdstip als figuur
5b en bevat geen bewolking, laat
staan neerslag, in het gebied
met 'sea clutter'. |
| |
In een enkel geval, zoals bij figuur
5 d), mislukt de verwijdering van de
grondclutter. Op voorgaande en
volgende beelden (niet afgebeeld) is
vrijwel geen clutter te zien; het
getoonde beeld zit er
vol mee. De clutter ontstaat als de radarstralen
zo door de atmosfeer worden
afgebogen,
dat ze weer op het
aardoppervlak terecht komen. Onder
die omstandigheden kunnen zeegolven
of objecten
op het aardoppervlak
reflecties veroorzaken, die weer
door de ontvangstapparatuur van de
radar worden waargenomen. Dit
effect, ook bekend als 'abnormale propagatie' of kortweg 'anaprop',
treedt bijvoorbeeld op als er een
temperatuurinversie aanwezig is. Een
spectaculair geval van anaprop deed
zich voor in de situatievan figuur
5d.
De radar waarvan dit beeld
afkomstig
is, staat in Wideumont op
het plateau van Recogne in de
Ardennen. Ook al schijnt
de zon in
België volop, toch zijn er grote
zones met radarreflecties. |
| |
 |
|
Figuur 5a |
|
|
 |
|
Figuur 5b |
|
|
 |
|
Figuur 5c |
|
|
 |
|
Figuur 5d |
|
| 5. Confettipatronen op radarbeelden.
1.) Clutter boven de Noordzee en
boven Nederland ten noorden van de
grote rivieren. Boven Zeeland,
Noord Brabant en Limburg ligt een
buiengebied.
10 mei 2000. 2.) Sea
clutter boven de Noordzee, 16 juli
2002, 12.40 UT. 2.) Bijbehorend
NOAA-satellietbeeld van 16 juni
2002, 12.32 UT, toont geen neerslag
op de plaats van de echo's in c.).
d.) Mislukte
grondclutterverwijdering, 16 juni
2002, 3.30 UT. e.) Mislukte
grondclutterverwijdering, 19 juni
2006, 4.10 UT. f.) Anaprop, 12
oktober 8.47 UT. Een hogedrukgebied
strekt zich over geheel Europa uit
en veroorzaakt o.a. in België zonnig
weer. Toch toont de radar van
Wideumont talrijke reflecties. Bron
a.), b.), d) en In sommige situaties toont de radar
andere (schijnbare) reflecties, die
eveneens niet voor neerslag
aangezien mogen worden. Dat is
bijvoorbeeld
het geval als de zon of een andere
radarbron precies in de ontvanger
schijnt. In dat geval toont het
radarbeeld een bundel die zijn
oorsprong lijkt te hebben in het
radarstation en gelijkmatig
uitwaaiert in de richting van de
bron van het stoorsignaal (figuur
6a). Verder kunnen zwermen vogels of
insecten nu en dan op radarbeelden
worden gezien en gevolgd. Soms zijn
ook stofdeeltjes of luchtwervels in
het geding. Dergelijke
verschijnselen doen zich meestal
voor op warme zomerdagen in de
onderste 1000-2000m van de
dampkring. Tijdens militaire
oefeningen wordt soms 'antiradarsneeuw'
(chaff) in de atmosfeer gedropt.
Meestal gaat het om kleine
staniolstroken, die geordend zijn in
smalle, sterk reflecterende banden.
Ze worden door de wind worden
meegevoerd en kunnen geruime tijd
gevolgd worden. Voorbeelden van
antiradarsneeuw geven de figuren 6b
en 6c. |
 |
|
Figuur 6a |
|
|
 |
|
Figuur 6b |
|
|
 |
|
Figuur 6c |
|
6.
Radarbeelden met storingsbron, 15
juni 2004 (1.) en antiradarsneeuw (chaff)
2.) boven Noord-Nederland, 8 juni
2000, 13.15 UT. 3.)
Boven Vlaanderen
en het aangrenzend gedeelte van de
Noordzee, 27 mei 2004, 13.00 UT.
Bron: KNMI, De Bilt. |
| |
|
Bron:
Weerkunde -
Meteorologie voor
iedereen (Kees
Floor) |
|
|
|
|
