Wetterradar und Satellitenbilder erklärt

Erfahre, was Wetterradar und Satellitenbilder messen, warum Karten Lücken und Artefakte enthalten und wie du Messung und Projektion unterscheidest.

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Wetterradar und Satellitenbilder erklärt

Radar verfolgt Niederschlagsechos, während Satelliten reflektierte und ausgesandte Strahlung über großen Gebieten messen. Prüfe zuerst den Zeitstempel, denn eine flüssige Animation kann Messungen und kurzfristige Projektionen verbinden.

Was Radar- und Satellitenbilder zeigen

Radar- und Satellitenbilder beobachten unterschiedliche Teile des Wetters. Wetterradar erfasst Energie, die von Niederschlag und anderen Zielen in der Atmosphäre zurückgeworfen wird. Satellitensensoren messen Strahlung, die von Wolken, Atmosphäre und Erdoberfläche reflektiert oder abgegeben wird.

Für das Lesen einer Wetterkarte ist dieser Unterschied entscheidend. Radar zeigt Niederschlagsechos meist direkter, erfasst aber ein Luftvolumen oberhalb der Oberfläche. Bodenmessungen bestätigen, was tatsächlich ankommt. Satellitenbilder liefern den größeren Zusammenhang: Wolkensysteme, Feuchtemuster, Nebel, Rauch und die Entwicklung von Stürmen über weite Gebiete.

Beides sind Beobachtungen und keine Vorhersagen. Die Bilder zeigen die Bedingungen zum angegebenen Zeitpunkt oder kurz davor. Manche Apps verlängern eine Radar-Animation in die Zukunft. Diese späteren Bilder sind eine kurzfristige Hochrechnung, keine neuen Messungen.

So funktioniert Wetterradar

Ein Wetterradar sendet kurze Mikrowellenimpulse durch die Atmosphäre. Treffen sie auf Regentropfen, Schneeflocken, Hagelkörner oder andere Ziele, gelangt ein kleiner Teil der Energie zur Antenne zurück. Aus der Laufzeit berechnet das Radar die Entfernung, aus der Ausrichtung der Antenne die Position.

Die Stärke des Echos heißt Reflektivität und wird meist in dBZ angegeben. Größere Teilchen und eine höhere Teilchendichte erzeugen in der Regel ein stärkeres Echo. Auf der Karte werden die Messwerte in Farben übersetzt, damit sich schwacher und kräftiger Niederschlag leichter unterscheiden lassen.

Die Reflektivität misst nicht direkt, wie viel Regen am Boden ankommt. Das Radar erfasst ein Luftvolumen oberhalb der Oberfläche. Eine Software schätzt anschließend, welche Niederschlagsart und -intensität dazu passt. Derselbe Messwert kann je nach Regen, nassem Schnee, trockenem Schnee oder Hagel etwas anderes bedeuten. Orientiere dich deshalb immer an der Legende der jeweiligen Karte. Farben sind nicht in allen Apps gleich belegt.

Unter Niederschlag erklärt findest du die Unterschiede zwischen Regen, Schnee, Graupel, gefrierendem Regen und Hagel.

Was Doppler- und Dualpol-Radar zusätzlich messen

Doppler-Radar erfasst, wie sich Ziele auf die Antenne zu oder von ihr weg bewegen. Grundlage ist eine kleine Veränderung des zurückkehrenden Signals durch die Bewegung. Meteorologinnen und Meteorologen untersuchen mit dieser Radialgeschwindigkeit Windmuster in Gewittern, etwa Bereiche mit starken Änderungen von Richtung oder Geschwindigkeit.

Die Radialgeschwindigkeit entspricht nicht dem Windtempo an deinem Standort. Das Radar misst nur den Bewegungsanteil entlang des Strahls. Ein Ziel, das sich quer dazu bewegt, kann trotz hoher tatsächlicher Geschwindigkeit einen niedrigen Messwert haben.

Dualpol-Radar sendet und empfängt Energie in horizontaler und vertikaler Ausrichtung. Der Vergleich beider Echos liefert Hinweise auf Form, Größe und Gleichförmigkeit der Teilchen. So lassen sich Regen, Schnee und Hagel besser unterscheiden, Niederschlagsmengen genauer schätzen und manche Echos von Insekten, Vögeln oder Trümmern erkennen.

Diese Spezialprodukte richten sich vor allem an Fachleute. Eine gewöhnliche Niederschlagskarte zeigt meist aufbereitete Reflektivitätsdaten. Sie soll Ort und relative Stärke des Niederschlags verständlich darstellen, nicht jede Radarmessgröße einzeln abbilden.

Warum Radarbilder täuschen können

Die Radarabdeckung hat Lücken und Artefakte. Eine freie Stelle bedeutet nicht immer trockenes Wetter. Umgekehrt erreicht ein farbiges Echo nicht zwangsläufig den Boden.

Entfernung und Strahlhöhe

Mit zunehmender Entfernung verläuft der Radarstrahl höher über der Oberfläche. Das liegt unter anderem an der Erdkrümmung und an der Brechung des Strahls in der Atmosphäre. Weit von der Antenne entfernt kann er über flachen Regen, Nieselregen oder Schneefall hinweggehen. Am Rand des Erfassungsbereichs fehlt deshalb gelegentlich bodennaher Niederschlag auf der Karte.

Berge und andere Hindernisse

Gelände und große Bauwerke können den Strahl abschirmen oder abschwächen. Radarnetze verringern solche Lücken, indem sie Daten mehrerer Standorte zusammenführen. In Bergregionen bleibt die Abdeckung dennoch oft ungleichmäßig.

Bodenechos und biologische Ziele

Gebäude, Hügel, Windräder, Insekten und Zugvögel werfen ebenfalls Radarenergie zurück. Die Datenverarbeitung filtert einen großen Teil dieser Echos aus. Reste erscheinen mitunter als ortsfeste Sprenkel, Ringe oder Flecken, die sich anders verhalten als das umgebende Wetter.

Verdunstung unterhalb des Strahls

Radar kann Niederschlag erkennen, der verdunstet oder sublimiert, bevor er den Boden erreicht. Dieses Phänomen wird Virga genannt. Auf der Karte erscheint dann ein Schauer, obwohl es am Boden trocken bleibt. Das passiert besonders häufig bei trockener Luft unterhalb der Wolke.

Dämpfung und ungewöhnliche Ausbreitung

Starker Niederschlag kann das Signal abschwächen und dahinterliegende Bereiche verdecken. Ungewöhnliche Temperatur- und Feuchteschichten können den Strahl außerdem zum Boden ablenken. Dadurch entstehen falsche Echos oder Messungen außerhalb der üblichen Reichweite.

Nutze eine Animation, um Echos zu erkennen, die bestehen bleiben und mit einem Wettersystem ziehen. Vergleiche unsichere Signale mit Bodenmessungen, der Vorhersage und den Angaben zur

[Sichtweite]

(/de/resources/visibility).

So beobachten Wettersatelliten die Atmosphäre

Wettersatelliten tragen Radiometer, die Energie in ausgewählten Wellenlängenbereichen messen. Daraus entstehen Bilder. Häufig werden Farben ergänzt, damit Temperaturbereiche oder Wolkeneigenschaften besser zu erkennen sind. Ein Satellitenbild ist daher eine Visualisierung von Messdaten und kein gewöhnliches Foto.

Zwei Arten von Umlaufbahnen ergänzen sich:

  • Geostationäre Satelliten kreisen über dem Äquator mit derselben Winkelgeschwindigkeit, mit der sich die Erde dreht. Sie beobachten ständig dieselbe große Region und ermöglichen häufig aktualisierte Animationen.
  • Polarumlaufende Satelliten fliegen deutlich näher an der Erde und passieren die Polregionen. Sie erfassen schmalere Streifen mit feineren Details. Ihre Instrumente messen unter anderem Temperatur und Feuchte in der Atmosphäre, beobachten einen bestimmten Ort aber weniger kontinuierlich.

Wetterdienste kombinieren Daten mehrerer Satelliten, um große Teile der Erde abzudecken. Am Rand des Blickfelds eines geostationären Satelliten wird der Sichtwinkel ungünstiger. Das betrifft besonders hohe Breiten.

Sichtbar, Infrarot und Wasserdampf

Sichtbare Satellitenbilder

Sensoren im sichtbaren Bereich messen reflektiertes Sonnenlicht. Dicke Wolken erscheinen meist hell, weil sie viel Licht zurückwerfen. Ozeane und viele Landflächen wirken dunkler. Feine Wolkenstrukturen, Wolkenstraßen, Schnee, Rauch und Staub lassen sich in hochauflösenden sichtbaren Bildern oft gut erkennen.

Diese Bilder funktionieren nur bei Tageslicht. Schnee und Wolken können in einem Einzelbild ähnlich aussehen. In der Animation wird der Unterschied klarer: Wolken ziehen und verändern sich, während eine Schneedecke an das Gelände gebunden bleibt.

Infrarotbilder

Infrarotsensoren messen abgegebene Wärmestrahlung und arbeiten daher bei Tag und Nacht. Der Messwert wird oft als Helligkeitstemperatur dargestellt. Kältere Wolkenoberseiten liegen meist höher, wobei der genaue Zusammenhang vom Temperaturprofil der Atmosphäre abhängt.

Farbverstärkte Infrarotbilder heben bestimmte Bereiche der Wolkenoberseitentemperatur hervor. Damit lassen sich hochreichende Gewitterwolken und große Wolkensysteme verfolgen. Kräftige Farben verraten jedoch nicht, ob Niederschlag den Boden erreicht. Tiefe Wolken und Nebel sind ebenfalls schwer von der Landoberfläche zu trennen, wenn ihre Temperaturen ähnlich sind.

Wasserdampfbilder

Wasserdampfkanäle reagieren vor allem auf Feuchte und Temperatur in breiten Schichten der mittleren oder oberen Troposphäre. Sie zeigen, wie feuchte und trockene Luft um Tröge, Rücken und Jetstreams strömt, selbst wenn dort keine deutlichen Wolken vorhanden sind.

Ein dunkler Bereich bedeutet nicht automatisch trockene Luft am Boden. Das Bild wird durch eine höhere Luftschicht geprägt, deren genaue Höhe sich mit den atmosphärischen Bedingungen ändert. Für die Feuchte an der Oberfläche brauchst du eine lokale Messung oder die Werte für Luftfeuchtigkeit und Taupunkt.

Komposit- und Echtfarbenprodukte

Viele moderne Karten kombinieren mehrere Spektralkanäle zu einem RGB-Bild. Jedes Produkt hebt bestimmte Merkmale hervor, etwa Nebel, Schnee, Staub, Rauch, Vulkanasche oder den Aggregatzustand von Wolkenteilchen. Die Farben dienen der Interpretation. Deshalb gehört die Legende zum Produkt. Auch ein als Echtfarbenbild bezeichnetes Produkt kann Kontrastanpassungen oder eine besondere Nachtdarstellung enthalten.

Was Prozentangaben zur Bewölkung in einer Vorhersage bedeuten, erklärt Bewölkung verstehen.

So liest du eine Wetteranimation

Prüfe zuerst den Namen der Ebene, die Legende und den Zeitstempel. Spiele danach mehrere gemessene Bilder ab, anstatt nur einen einzelnen Zeitpunkt zu beurteilen.

  1. Unterscheide Messung und Projektion. Eine gestrichelte Zeitleiste, eine veränderte Darstellung oder ein Vorhersagehinweis kann den Übergang zur Radar-Hochrechnung markieren.
  2. Beobachte das gesamte Muster. Verfolge die Vorderkante und achte zugleich darauf, ob sich Schauer neu bilden, abschwächen oder verbinden. Eine geradlinige Fortschreibung versagt, wenn sich die Intensität ändert.
  3. Rechne mit Lücken. Fehlende Einzelbilder, Radargrenzen und harte Übergänge in einem Satellitenmosaik können Sprünge erzeugen, die keine echte Wetteränderung darstellen.
  4. Vergleiche mehrere Ebenen. Radar zeigt erkannten Niederschlag. Infrarot- oder sichtbare Bilder zeigen das zugehörige Wolkensystem. Bodenmessungen verraten, was tatsächlich ankommt.
  5. Zoome zuerst heraus. Im regionalen Zusammenhang erkennst du, ob ein Schauer isoliert auftritt, zu einer Front gehört oder Teil eines größeren Sturms ist.

Radar ist für die unmittelbare Zukunft am nützlichsten. Mit jedem weiteren Zeitschritt nimmt die Aussagekraft einer Hochrechnung ab, weil Gewitter wachsen, zerfallen oder ihre Richtung ändern können. Für spätere Bedingungen ist die vollständige

[Wettervorhersage]

(/de/resources/weather-forecasting) besser geeignet.

Eine Radarkarte ist keine Unwetterwarnung

Eine Karte hilft, einen Sturm einzuordnen, kann aber keine sicheren Bedingungen bestätigen. Blitze schlagen auch außerhalb des stärksten Radarechos ein. Sturzfluten können anhalten, nachdem der Regen weitergezogen ist. Schwere Böen oder Hagel betreffen manchmal ein Gebiet, das auf einer Verbraucherkarten zu klein für eine verlässliche Einschätzung ist.

Bei gefährlichem Wetter zählen amtliche Hinweise und Warnungen. Wie sich Gewitter entwickeln und welche Gefahren dabei auftreten, erfährst du unter Gewitter und Blitze erklärt.

Airpult für den lokalen Kontext nutzen

Die öffentlichen Standortseiten von Airpult zeigen derzeit lokale Vorhersagen und Messwerte, aber keine Radar- oder Satellitenbilder. Nutze für solche Bilder den zuständigen Wetterdienst und vergleiche sie anschließend mit der lokalen Niederschlags-, Bewölkungs-, Sichtweiten- und Windvorhersage auf Airpult.

Mit Airpult Explore kannst du diese lokalen Bedingungen vor einer wetterabhängigen Entscheidung prüfen.