Lokalisierungsgenauigkeit

Warum ist LINET so genau?

Die mittlere Abweichung bei der Lokalisierung von Blitzen im LINET-Messnetz liegt bei etwa 75 Metern. Die Berechnung des geographischen Orts eines Blitzes birgt aus physikalischen Gründen eine unvermeidbare Unschärfe. Ungeachtet der Tatsache, dass jeder Blitz auch eine gewisse Ausdehnung hat, wird bei Bodenblitzen der Punkt der Fangentladung gemessen, der sich rund 100 Meter über dem Boden befindet. Durch geschickte Anpassung zahlreicher Parameter ist es nowcast gelungen, die Lokalisierungsgenauigkeit im Kerngebiet (fast ganz Europa) auf einen mittleren Fehler von 75 Metern zu perfektionieren. Dieser Wert wird regelmäßig über den Vergleich mit bestätigten Einschlägen in Türmen, deren geographische Position bekannt ist, überprüft und bestätigt.
 

Eine hohe Lokalisierungsgenauigkeit ist unerlässlich

Vergleich der LINET-Blitzdaten mit Einschlägen in Türmen in Slowenien und Österreich

Die hohe Lokalisierungsgenauigkeit macht zuverlässige Aussagen über aktuelle und vergangene Blitzereignisse erst möglich. Um beispielsweise den Ausfall einer Hochspannungsleitung mit einem Blitzschlag in Verbindung bringen zu können, darf die gemessene Position des verursachenden Blitzes nicht weit von der Trasse entfernt liegen. Nur so ist eine zuverlässige Zuordnung möglich.

Die Lokalisierungsgenauigkeit ermöglicht eine scharfe Abgrenzung von Gewitterzellen. Denn nicht nur die mittlere Abweichung ist mit etwa 75 Metern ein extrem guter Wert – auch die Streuung der schlechteren Peilungen ist äußerst niedrig.

Bei der nachträglichen Verifizierung von Schäden ist die Wichtigkeit der Lokalisierungsgenauigkeit offensichtlich. Nur eine präzise Messung ermöglicht eine zuverlässige Aussage, ob ein Schaden durch Blitzschlag oder Überspannung aufgrund eines Blitzes tatsächlich stattgefunden hat.

 

Details zur Lokalisierungsgenauigkeit

Die ersten Blitzortungssysteme nutzten zunächst das Verfahren der Winkelpeilung. Diese ist aufgrund verschiedener Störeffekte recht ungenau und erzeugt Peilfehler einer Größenordnung von mehreren Kilometern. Mit der Verfügbarkeit von GPS-Zeitsignalen wurde das Laufzeitverfahren üblich (Time of Arrival), welches wesentlich genauer ist und üblicherweise eine Präzision von etwa 400 m erlaubt.

Die nowcast GmbH hat dieses allseits bekannte Verfahren optimiert und erzielt standardmäßig unter 100 m Genauigkeit, in nachjustierten Netzbereichen sogar 75 m Genauigkeit. Dies ließ sich anhand von Blitzeinschlägen in Türme bekannter Standorte einwandfrei belegen (Betz et al., „LINET – An International VLF/LF Lightning Detection Network in Europe”, in: “Lightning: Principles, Instruments and Applications”, Eds. H.-D. Betz, U. Schumann, and P. Laroche, ch. 5, Dordrecht (NL), Springer, 2008).

Netzhersteller geben stets die statistische mittlere Genauigkeit an, nicht jedoch die Streuung um den Mittelwert. So kann bei gängigen kommerziellen Messnetzen die Abweichung bei Fehlpeilungen nach wie vor einige Kilometer betragen – trotz einer mittleren Genauigkeit von wenigen hundert Metern bei der Mehrheit der Blitze.

Für viele Anwendungszwecke ist es jedoch sehr bedeutsam, dass – wenn auch in nur relativ wenigen Fällen – keine großen Fehler auftreten. Beispielsweise ist es äußerst irreführend, wenn einzelne fehlgepeilte Blitze in tatsächlich gewitterfreie Bereiche projiziert werden und fälschlicherweise eine Gewitterbildung vortäuschen. Zur Vermeidung solcher Fehlpeilungen hat nowcast effiziente Methoden entwickelt, welche eine extrem schmale Streuung der Peilfehler um den Mittelwert erlauben. Die jahrelange und ständige Nutzung der nowcast Blitzdaten durch den Deutschen Wetterdienst (DWD) hat die Wirksamkeit unserer Verfahren bestätigt.

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