Das einzigartige Design von LINET

Die patentierte Niederfrequenz-3D-Peilung verarbeitet verlustfrei alle gemessenen Wolke- und Bodenblitzsignale.

LINET unterscheidet nicht nur Wolkeblitze von Bodenblitzen, sondern erfasst zusätzlich die Höhe der Wolkeblitze. nowcast hat dazu den „Time of Arrival“-Algorithmus perfektioniert und alle relevanten Einflüsse der Umgebung auf die elektromagnetische Strahlung des Blitzes auf ihrem Weg bis zum Sensor modelliert. Dadurch wird eine Bestimmung der Blitzhöhe aufgrund des TOA-Verfahrens erst möglich. Es können alle gemessenen elektromagnetischen Signale zur Lokalisierung des Blitzes verwendet werden, denn kein Blitzsignal muss aufgrund einer schlecht identifizierbaren Wellenform verworfen werden.

Die Ortung der Wolkeblitze erfolgt dabei über das Niederfrequenzspektrum (LF/VLF). Dadurch wird die flächendeckende Wolkeblitzortung bei Sensorabständen von bis zu 250 km möglich. Diese innovative Methode der Wolkeblitzortung wurde von nowcast erfunden und patentiert. Die 3D-Peilung ist nur aufgrund der Präzision und Sensitivität des Gesamtsystems zu erzielen.

Im Vergleich mit hochspezialisierten Forschungssystemen hat sich gezeigt, dass die Höhenangaben für Wolkeblitze von LINET durchwegs mit den Messungen des Referenzsystems übereinstimmen.*

*Quelle: Stolzenburg et al., 2010

Herkömmliche flächendeckende Blitzmesssysteme (LF/VLF) können die Höhe von Wolkeblitzen nicht bestimmen. Zur Unterscheidung von Wolke- und Bodenblitzen wenden sie die Methode „Waveform Discrimination“ an, die einen erheblichen Teil der gemessenen Daten aussortiert, da sie nicht in das Schema der Diskriminierungsmethode passen. Diese Blitze fehlen dann in der Datenbank.
Hochfrequenzsysteme (HF/VHF), die die Höhe von Wolkeblitzen teilweise erfassen können, sind aufgrund der Natur von Hochfrequenzsignalen auf kürzere Sensorabstände – also höhere Installationskosten – angewiesen und leiden darüber hinaus stark unter Störeinflüssen im Hochfrequenzspektrum.

Weil LINET auch sehr schwache Blitze erfasst, verfügt es über eine herausragende Nachweiswahrscheinlichkeit für Boden- und Wolkeblitze.

Die hohe Sensitivität von LINET ermöglicht dem System auch eine Messung äußerst schwacher Signale. Dadurch werden Blitze mit niedrigsten Stromstärken erfasst. Folglich detektiert LINET einen repräsentativen Anteil von Wolkeblitzen und darüber hinaus auch schwache Bodenblitze, die von anderen Systemen nicht gemessen werden können.

In diversen Forschungskampagnen konnte nachgewiesen werden, dass LINET Bodenblitze mit weniger als 4 kA Stromstärke, die von anderen Systemen nicht gemessen wurden, korrekt erfasst und lokalisiert. Optische Aufzeichnungen von Kameras identifizierten entsprechende Blitze eindeutig als Bodenblitze.*

*Quelle: Stolzenburg et al., 2010

Herkömmliche Blitzmesssysteme können aufgrund ihres weniger effizienten Gesamtdesigns schwache Blitze kaum oder nur sehr ungenau erfassen. Schwache Bodenblitze können jedoch erhebliche Schäden verursachen. Der Anteil schwacher Bodenblitze ist nach aktuellen Erkenntnissen deutlich höher als bisher angenommen.

Für die repräsentative Erfassung von Wolkeblitzen ist die Messung schwacher Blitzsignale eine zwangsläufige Voraussetzung. Der weitaus größte Teil der Wolkeblitze weist Stromstärken von weniger als 6 kA auf.

Die hohe Nachweiswahrscheinlichkeit erlaubt die Lokalisierung von Blitzen mit mindestens 5 Sensoren – die unverzichtbare Voraussetzung für unerreichte Lokalisierungsgenauigkeit und minimale Streuung.

Im Laufe der Forschung von nowcast wurden viele Versuche mit unterschiedlichen Lokalisierungsmethoden durchgeführt. Es hat sich gezeigt, dass eine Verwendung der Methode „Direction Finding“, die ab einer Anzahl von zwei Sensoren möglich ist, zu unerwünscht großen Fehlpeilungen führt. Die „Time of Arrival“ Methode hingegen konnte mithilfe zahlreicher Optimierungen soweit perfektioniert werden, dass Blitze auf etwa 75 Meter genau (Mittelwert mit geringer Streuung) lokalisiert werden.

Folge der präzisen Messung sind scharfe und naturgetreue Abbildungen der realen Gewittersituation. Neben einer zuverlässigen Datenbasis für die Analyse von Schäden durch Blitzeinschläge ist dies auch eine Voraussetzung für Cell-Tracking und Nowcasting.
Die Qualität der Ortungsgenauigkeit wird regelmäßig über den Datenabgleich mit nachgewiesenen Einschlägen in Türme und Messeinrichtungen kontrolliert.

Herkömmliche Blitzmesssysteme nutzen „Directional Finding“ mit zwei Sensoren, um schwächere Blitze orten zu können, die sonst gar nicht erfasst werden würden. Dabei werden Fehlpeilungen von mehreren Kilometern in Kauf genommen. Diese Fehlpeilungen erzeugen nicht nur ein unscharfes Bild der Gewittersituation, sie liefern auch im Nachgang unzuverlässige Informationen über Blitzeinschläge, die Schäden verursacht haben.

Ohne „Directional Finding müssten diese Blitzmesssysteme allerdings auf einen erheblichen Anteil der gemessenen Blitze verzichten.