Erfassung schwacher Signale

Ein professionelles Blitzortungssystem sollte den Anspruch haben, möglichst alle Blitze zu erfassen, die in seinem Messbereich niedergehen. Nur so ist eine umfassende Aussage über die Qualität und Entwicklung eines Gewitters möglich. Insbesondere Wolkeblitze, die wichtig für die Einschätzung der Schwere eines Gewitters sind, zeichnen sich durch geringe Signalstärken aus. Außerdem können auch schwache Bodenblitze ernsthafte Schäden verursachen.
 

LINET misst deutlich mehr Signale

Ein ausgeklügeltes Antennendesign, hocheffiziente Messtechnik und über Jahre hinweg optimierte Filtermechanismen erlauben LINET eine sehr niedrige Schwelle für die Messempfindlichkeit der Sensoren. Dadurch können auch schwache Blitze erfasst und lokalisiert werden. Die erheblich höhere Anzahl gemessener Blitzereignisse hilft enorm bei der Veredelung der Daten, wie z.B. dem Cell Tracking und Nowcasting. Für die ausgezeichnete Lokalisierungsgenauigkeit von LINET ist die hohe Empfindlichkeit der Sensoren ebenfalls mitverantwortlich.
 

Details zur Erfassung schwacher Blitze

Historisch bedingt sind die meisten Blitzortungssysteme darauf spezialisiert, starke Bodenblitze zu melden. Diese sog. ‚Return Strokes’ sind in der Regel anhand charakteristischer Feldsprünge und Signalformen zu erkennen. Damit ließen sich auch Algorithmen zur Diskriminierung gegenüber Wolkeblitzen entwickeln. Eine möglichst vollständige Erfassung aller Blitze erfordert aber auch die zuverlässige Peilung schwacher Teilblitze, welche nicht immer anhand der Signalform eindeutig zu erkennen sind. Daher hat nowcast eine Peilung aller Blitzsignale implementiert, die unabhängig von der speziellen Signalform arbeitet. Damit ergab sich eine deutlich höhere Nachweiswahrscheinlichkeit bei schwachen Blitzen.

Interessanterweise gibt es auch Bodenblitze, die nach einem klassischen ‚Return Stroke’ in einem eigenen Blitzkanal auftreten und nicht die typische Signalform aufweisen. Diese werden von LINET, aber nicht von anderen Blitzortungssystemen erfasst (Stolzenburg et al., “Stroke-Like Upward Illumination Occurring Within a Few Milliseconds After Lightning Return Strokes”, submitted to JGRD, 2012).

Das von nowcast gewählte Verfahren ist unerlässlich, wenn auch Wolkeblitze effizient geortet werden sollen. Diese weisen nämlich vielfältigste Signalformen auf, die sich nicht leicht kategorisieren lassen. Daher bietet LINET ‚Total Lightning’ an, d.h. die effiziente Meldung von Boden- und Wolkeblitzen. Dies ist für die Erkennung von Gewitterentwicklungen von wesentlicher Bedeutung.

Die Nachweiswahrscheinlichkeit wird von nowcast anhand der detektierten Blitzstromstärken (Ampere) angegeben, jedoch nicht in Prozent, wie dies sonst allgemein üblich ist. Der Grund liegt darin, dass in Wahrheit nicht bekannt ist, wie viele Blitze es insgesamt gibt. Insbesondere bei Wolkeblitzen ist gänzlich unbekannt, wie viele schwache Entladungen tatsächlich auftreten. Bei der von nowcast empfohlenen Sensordichte werden jedoch repräsentativ ausreichend viele Wolkeblitze erfasst. In den vergangenen Jahren haben nowcast selbst, sowie Kunden und Partner von nowcast, mit vielen anderen Netzen Datenvergleiche durchgeführt und stets festgestellt, dass nowcast deutlich mehr Blitzereignisse lokalisiert als jedes andere Niederfrequenz-System.

In 2010 hat nowcast einen Datenvergleich mit dem speziellen lokalen Blitzortungssystem der NASA in Florida ausgeführt (Kennedy Space Center), welches sowohl im niederfrequenten Bereich Blitze ortet, aber auch im hochfrequenten Bereich schwache Leitblitzentladungen (‚Leader Steps’) lokalisiert und damit eine hocheffiziente Erfassung von Wolkeentladungen erlaubt. Es erwies sich, dass das nowcast Netz ebenso viele Wolkeblitze (Gesamtblitze, ‚Cloud Flashes’) misst wie das NASA System und damit das Qualitätsmerkmal ‚Total Lightning’ in Anspruch nehmen darf.

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