Weerradar , ook wel weerbewakingsradar ( WSR ) en Doppler-weerradar genoemd , is een type radar dat wordt gebruikt om neerslag te lokaliseren, de beweging ervan te berekenen en het type te schatten (regen, sneeuw, hagel enz.) Moderne weerradars zijn meestal puls-Doppler-radars*, die naast de intensiteit van de neerslag ook de beweging van regendruppels kunnen detecteren. Daarnaast wordt er gebruik gemaakt van meteorologische satellieten of weersatellieten. Een weersatelliet (of kunstmaan) is een toestel dat in een baan rond de aarde draait en foto’s van de aarde maakt. Foto’s van de wolken (regen), branden, vervuiling, stof, sneeuw of ijs en dit verzend naar computers op Aarde. De visuele beelden van de weersatellieten worden samen met de beelden van de radartorens en weerstations door meteorologen bestudeerd en geïnterpreteerd waardoor het weerbericht tot stand komt.
*Een puls-Doppler-radar is een radar systeem dat gebruik maakt van de verandering in de frequenties van elektromagnetische golven door beweging van de bron (het Dopplereffect).
Weerradar
Een weerradar of buienradar is een rondzoekradar (met behulp van radiogolven de omgeving af zoeken) en worden gebruikt voor het detecteren en waarnemen van neerslag in en buiten de bewolking. Bij een weerradar of neerslagradar zijn de radarbeelden samengesteld uit reflecties van waterdruppeltjes in de lucht. Moderne weerradars zijn meestal puls-Doppler-radars*, die naast de intensiteit van de neerslag ook de beweging van regendruppels kunnen detecteren.
Radartorens in Nederland
Alle satelliet beelden en radarbeelden worden uitgelezen en bewerkt in de twee radartorens in Nederland, in Herwijnen en in Den Helder. De draaiende radarantennes – schotelantennes op de torens in Herwijnen en Den Helder, zenden voortdurend pulsen uit die teruggekaatst worden door druppels die het radarsignaal in de lucht tegenkomt. Het retoursignaal dat de beide radarantennes ontvangen – de antenne is zowel zender als ontvanger -biedt informatie over de neerslag en de geografische verdeling over het land. Herwijnen dekt het zuiden en midden van Nederland, terwijl Den Helder het noorden dekt. In Nederland wordt ook veel gebruik gemaakt van het Duitse radarnetwerk (Deutsche Wetterdienst). Deze hebben een goede dekking in het oosten van Nederland. Alle radartorens zenden radiogolven uit die weerkaatst worden door waterdruppeltjes, waardoor uit de echo’s de plaats van de druppels bepaald kan worden. De radars in Herwijnen en Den Helder maken deel uit van het Europese radarnetwerk zodat de informatie over de neerslag uitgewisseld kan worden met de omringende landen. De radartorens in Nederland zijn uitgerust met de nieuwste technieken waardoor de buien gedetailleerder kunnen worden gevolgd. Het nieuwe systeem is in staat om neerslagsoort en neerslagintensiteit nog beter te onderscheiden.
De radarantenne zit vaak in een bolvormige behuizing (radome) om de antenne tegen weersinvloeden van buitenaf te beschermen. De zend- en ontvangstapparatuur en is meestal ondergebracht in een gebouw, kast of container.
Werking van de radar
Een radar (RAdio Detection And Ranging) is een installatie die gemaakt is om met behulp van radiogolven de omgeving af te zoeken waar er zich ergens neerslag bevindt en de intensiteit ervan. Een radarantenne in een weerstation zendt per seconde 600 à 1200 pulsen* uit die teruggekaatst worden door neerslagdeeltjes. Een radiogolf, ook radiofrequente (RF) straling genoemd, is een golf in de vorm van elektromagnetische straling met golflengten uiteenlopend van ruwweg duizend kilometer tot een millimeter in het frequentiegebied van enkele honderden Hertz (Hz) tot enkele honderden Gigahertz (GHz). Weerradars en andere radars werken op de frequentieband 5600-5650 megahertz (MHz) = 5,6 GHz. En de weerradars sturen een vermogen uit van 250 Kilowatt=250.000 watt. Voor de ‘fijne’ regen wordt de motregenradar ingezet.
* De pulsherhalingsfrequentie ( PRF ) is het aantal pulsen van een repeterend signaal in een bepaalde tijdseenheid. De Puls-Doppler-radar gebruikt PRF ‘s van ongeveer 3 kilohertz tot 30 kilohertz. Het bereik tussen zendpulsen bedraagt 5 km en 50 km.
Radarbeelden ‘vertaald’
Hoe groter en hoe meer neerslagdeeltjes er zijn, hoe groter de intensiteit van de weergekaatste energie zal zijn. Deze verschillen in intensiteit en worden op het radarbeeld gevisualiseerd door verschillende kleuren. Zones met een hoge reflectiviteit (rode kleuren) geven o.a. gevaarlijke weersfenomenen weer zoals onweersbuien, hagel en wind. Want een neerslagradar kan meer dan alleen maar regen waarnemen. Met behulp van het doppler effect, kan de radar ook de windsnelheid in buien meten. Daarnaast kan de radar ook meten of neerslag een vaste vorm heeft (hagel) of een vloeibare vorm (regen).
Motregenradar Nederland
Wanneer de regendruppeltjes zo klein en fijn zijn (motregen), worden ze door de weerradar niet teruggekaatst omdat de radar dit niet ‘ziet’. Het beeld geeft droog weer aan wat het niet is. De motregenradar is nog gevoeliger afgesteld dan de regenradar, dus de fijne miezerregen wordt op deze radar wel weergegeven.
Overlapping van het bereik van de radar
De radargolven worden vrijwel horizontaal uitgezonden, maar omdat de aarde rond is “kijkt” de radar steeds hoger in de atmosfeer. Dus als het uit lage bewolking regent dan wordt dat soms niet waargenomen aan de landsgrenzen of boven de Noordzee. Bij de meeste regen, en zeker bij flinke buien valt de regen van hoog genoeg om 50 tot 120 kilometer over de Duitse en Belgische grens nog waargenomen te kunnen worden. De Belgische en Duitse weerradars overlappen zo een flink gedeelte van Nederland, naast de radars die in Nederland staan en die alleen al een gebied in Nederland beslaan dat wel honderd kilometer groot is.
België
Er staan 4 weerradars in België namelijk in:
-Jabbeke;
-Zaventem;
-Helchteren;
-Wideumont.
Het KMI beschikt sinds 2001 over een meteorologische radar in Wideumont in de provincie Luxemburg. Om de neerslagdetectie in het noordwesten van het land te verbeteren, installeerde het KMI in 2012 een tweede radar in het West-Vlaamse Jabbeke. Een derde radar in Zaventem wordt uitgebaat door Skeyes. De radar in Helchteren tenslotte is de nieuwste radar op Belgisch grondgebied, en is eigendom van de Vlaamse Milieumaatschappij (VMM). Deze vier radars geven samen een optimale dekking van het Belgische grondgebied voor neerslagdetectie.
De Deutscher Wetterdienst
De Deutscher Wetterdienst (DWD en vertaald uit het Duits als Duitse Meteorologische Dienst), is gevestigd in Offenbach am Main is een wetenschappelijk bureau dat toezicht houdt over weers- en meteorologische omstandigheden boven Duitsland en biedt weerdiensten aan. De focus hierbij is de detectie van de atmosfeer door weerradarsystemen (RADAR = RAdio Detecting And Ranging). De DWD exploiteert een weerradar-netwerk bestaande uit 17 operationele weerradars met de nieuwste dubbelpolige Doppler-technologie. De 17 plaatsen zijn:
ASR Borkum;
Boostedt;
Dresden;
Eisberg;
Essen;
Feldberg;
Flechtdorf;
Hannover;
Isen;
Memmingen;
Neuhaus;
Neuheilenbach;
Offenthal;
Prötzel;
Rostock;
Türkheim;
Ummendorf;
Neuheilenbach.
Overlapping weerradars Duitsland en België
De weerradars in Neuheilenbach, Essen en Borken in Duitsland overlappen het grootste gedeelte van Nederland( het Noorden, Oosten en Zuiden). De Belgische radars in Jabbeke, Zaventem en Helchteren de rest van Nederland behalve het Noorden.
Het LIDAR-Ceilometer-netwerk
Daarnaast zijn bij het KNMI (2017), KMI (2014) en de DWD (2018) alle wolkenhoogtemeters vervangen door het LIDAR-Ceilometer netwerk. In totaal gaat het om ongeveer 175 locaties waar continu en automatisch de hoogte en bedekkingsgraad van de wolkenbasis en aerosolen worden gemeten middels het Automatic Lidar & Ceilometer (ALC) netwerk. Aerosolen zijn meestal onzichtbaar voor het blote oog en kunnen bestaan uit stoffen van vulkaanuitbarstingen, rook van bosbranden op verschillende duizenden kilometers of zand van de Sahara.
Wat is het LIDAR-principe
Een wolkenhoogtemeter of ceilometer is gebaseerd op het LIDAR-principe (Light Detection And Ranging). LIDAR is een technologie die de afstand tot een object of oppervlak bepaalt door middel van het gebruik van laserpulsen. De Doppler LIDAR zendt korte, krachtige pulsen van laserlicht naar de aarde in het ultraviolette spectrum.
Doppler windLIDAR
Oktober 2020 is de nieuwe Europese satelliet “Aeolus” met succes in een baan om de aarde gebracht. De satelliet bevat geavanceerde lasertechnologie om wereldwijd de wind te volgen en weersvoorspellingen te verbeteren. De satelliet is uitgerust met een geavanceerd lasersysteem: een Doppler windLIDAR, een geavanceerd lasersysteem dat is ontworpen om nauwkeurig wereldwijde windpatronen vanuit de ruimte te meten.
Ultraviolette straling
Ultraviolette straling ( UV) is elektromagnetische straling net buiten het deel van het spectrum dat met het menselijk oog waarneembaar is (het zichtbaar licht) en ioniserend. De golflengte van ultraviolette straling ligt tussen 100 en 400 nanometer (NM) en gezien vanuit het zichtbaar licht in het ioniserende deel van het elektromagnetisch spectrum. Dit omdat ultraviolet licht een kortere golflengte heeft dan zichtbaar licht en het energierijker is. UV-licht kan het ionisatiepotentiaal van organische moleculen bereiken en daarmee chemische reacties in gang zetten. Dat is tevens de reden dat (een overmaat van) ultraviolette straling schadelijk is voor vele organismen (waaronder de mens).
Conclusie
De digitale technologie van satellietbeelden en radargegevens maken dus gebruik van verschillende gebieden uit het elektromagnetisch spectrum zoals het zichtbaar licht, infrarood licht en ultraviolet licht. Gebruik van radars en satellieten waar we dagelijks aan bloot staan worden met steeds nieuwere technieken met hogere frequenties uitgerust. Frequenties die mede toenemen in het milieu door ons massale gebruik van alle draadloze technieken en de uitrol van 5G in 2020. Nieuwe draadloze technieken waarvan wetenschappelijk niet duidelijk is wat dit met de gezondheid doet van mensen, flora en fauna. Door interferentie van de natuurlijke elektromagnetische golven met alle kunstmatige elektromagnetische golven, lijken we de wereld onleefbaar te maken op den duur. Is dat wat we willen? Het enige wat dan overblijft zijn alle technieken en hun uitvoeringen om zogenaamd tot een digitale wereld te komen. Een wereld waar misschien geen levend wezen meer te vinden is.
Foto weertoren Herwijnen: https://www.meteo-julianadorp.nl/Cursus-meteorologie/Weerradar.html
https://w33r.nl/blog/hoe-werkt-de-neerslagradar/
https://www.weeronline.nl/nieuws/neerslagradar
https://www.dwd.de/DE/derdwd/messnetz/atmosphaerenbeobachtung/_functions/Teasergroup/radarverbund_teaser5.html?nn=495490
https://www.dwd.de/EN/research/observing_atmosphere/satellites/weather_satellites_node.html
https://www.knmi.nl/kennis-en-datacentrum/uitleg/satellieten
https://www.knmi.nl/kennis-en-datacentrum/uitleg/vliegtuigen-als-weerstations
https://nl.wikipedia.org/wiki/Ultraviolet
https://www.knmi.nl/kennis-en-datacentrum/uitleg/meetmast-cabauw
https://stralingsleed.nl/blog/fijnstof-en-de-straling-van-5g-en-4g/
Reacties door Ria Luttikhold