twitter google+ facebook

Radarens styrker og svagheder

Rå radarsignaler er ikke for lægmand. Men nutidens avancerede teknologier filtrerer radarens signaler, så alle kan benytte dem. Kend begrænsningerne og få endnu mere glæde af radaren.

Radaren er en af meteorologernes vigtigste værktøjer, når der falder nedbør. Med den kan de se, hvor og hvor kraftigt det regner lige nu.

Før 1957 var den eneste viden, vi havde om nedbøren i Danmark de målinger, som vejrobservatører målte i nedbørmålere og meldte ind til DMI.  Disse målinger er gode til at beskrive det vejr, der er afsluttet i grove træk. Men metoden har nogle begrænsninger.

"En af de mere indlysende begrænsninger er, at vi ikke kan omdanne hele Danmarks areal til et uendeligt tæt tæppe af regnmålere. Det betyder mindre, når en front trækker gennem landet med næsten lige meget regn til alle. Men i situationer med store lokale variationer er opgørelserne kun en delvis beskrivelse af det skete," siger klimatolog Flemming Vejen.

En andet er, at det ikke giver noget godt øjebliksbillede af nedbørens intensitet, udbredelse og bevægelse. Det gør derimod en radar.

DMI's første nedbørradar blev opstillet ved vejrtjenestecentret i Karup i 1957. Siden da er nettet blevet udvidet til i 2011 at omfatte fem radarer. De står på henholdsvis Stevns, Bornholm, Rømø, i Virring og i Sindal. De er placeret ved jordoverfladen og skanner atmosfæren omkring deres placering ud til en afstand af 240 kilometer.

Placeringen af DMI's fem radarer med angivelse af rækkevidden på 120 km inden for hvilken atmosfæren under 1 kilometers højde kan observeres.
Placeringen af DMI's fem radarer med angivelse af rækkevidden på 120 km inden for hvilken atmosfæren under 1 kilometers højde kan observeres.

Sådan virker en radar

Radaren udsender hele tiden elektromagnetiske signaler. Hvis disse rammer noget, for eksempel regndråber, hagl eller sne, bliver de reflekteret og sendt tilbage til radaren. Radaren registrerer tidsforsinkelsen fra udsendelse af det elektromagnetiske signal til modtagelsen af dets refleksion.

Skitse, der viser princippet bag radaren - i dette tilfælde radaren på Stevns.
Skitse, der viser princippet bag radaren - i dette tilfælde radaren på Stevns.

"Vi ved, at de elektromagnetiske stråler bevæger sig med omkring lysets hastighed. Med den viden og måling kan afstanden til det strålen ramte beregnes, siger Flemming Vejen og fortsætter. "Den metode bruger vi også, når vi bestemmer afstanden til et lyn. Vi kender lysets og lydens hastighed i luft, og kan derfor ud fra tidsforskellen mellem oplevelsen af lyset og lyden beregne afstanden til lynet."

Når målinger fra flere radarer fra samme tidspunkt samles i et program med grafisk fremstilling, får vi et godt overblik over, hvor nedbøren falder. Sættes flere tidspunkter efter hinanden i en film, bliver nedbørens bevægelse også kortlagt.

Radaren kan også beregne, hvor kraftig nedbøren er ud fra det reflekterede signal. Et kraftigt ekko er udtryk for enten en høj intensitet i nedbøren, eller at der er mange nedbørpartikler. Når en radarfilm afspilles kan vi dermed se, hvornår nedbøren tager til og aftager i styrke.

Radar måler alt

"Radaren måler ikke kun den nedbør, vi er interesserede i, men afbilder også alt det andet strålerne reflekteres på. Det kan være insekter, fugle, bygninger, hav, land og så videre - you name it! Derfor er en af de store udfordringer i radarmåling af nedbør at skille alt det fra, vi ikke er interesserede i. Alt det vi kalder støj," siger forsker Thomas Bøvith.

Trænede radarfagfolk kan se dele af støjen med det blotte øje, når de ser på et ufiltreret radarbillede. Mens lægmand måske kun undrer sig over 'de falske ekko'. Radarbilleder fra DMI er filteret så godt som muligt, før de bliver vist frem med mindre andet fremgår tydeligt af teksten. Metoderne til at filtrere støjen fra forbedres løbende.

En anden udfordring er, at radarens stråler er højt oppe i atmosfæren, når der måles på stor afstand fra radaren. Så viser den ikke nedbøren, hvor vi går og står, men derimod oppe i mange kilometers højde.

Det problem mindskes, al den tid alle landets fem radarer kører optimalt. Så er stort set hele Danmark dækket inden for 120 kilometers afstand.

God til fronter, men har begrænsninger ved byger

Det er ligetil at bruge radardata til en simpel fremskrivning af nedbør. Det gør forskerne ved at forskyde ekkoerne i den retning, man kan se nedbøren bevæger sig. Erfaringer viser, at det giver gode forudsigelser op til tre timer frem, når nedbøren falder i forbindelse med frontpassager.

Det er straks sværere at have med at gøre, når det er byger og skybrud. I disse situationer kan nedbør udvikle sig meget hurtigt, og nye byger dukker op meget pludseligt. Ofte vil det være nærmest umuligt at sige på forhånd, hvor et skybrud vil ramme og hvor meget vand, det vil aflevere. I sådanne tilfælde kan en simpel fremskrivning i bedste fald næppe sige noget fornuftigt mere end en time frem, mens det nogle gange kun bidrager yderligere til forvirringen.

Et rigtig godt eksempel er fra den 31. juli i 2011, her ville en simpel fremskrivning være en fiasko: Der poppede lokale skybrud op ud af ingenting og på ingen tid, og de gav lokale oversvømmelser. De røde prikker i grafikkerne viser, hvor der var meldinger om oversvømmelser.

Radar den 31. juli 2011 klokken 15:30. Grafik Flemming Vejen.
Radar den 31. juli 2011 klokken 15:30. Grafik Flemming Vejen.
Radar den 31. juli 2011 klokken 15:40. Grafik Flemming Vejen.
Radar den 31. juli 2011 klokken 15:40. Grafik Flemming Vejen.
Radar den 31. juli 2011 klokken 15:50. Grafik Flemming Vejen.
Radar den 31. juli 2011 klokken 15:50. Grafik Flemming Vejen.

Nye muligheder i brugen af radardata

Allerede nu kan radardata via avanceret analyse og sammenkædning af nedbørmålinger bruges til at beregne, hvor kraftig regnen har været, og hvor megen nedbør, der er faldet. DMI laver af og til specialanalyser, hvor særlige regnhændelser gås ekstra efter i sømmene, for eksempel hvis der har været oversvømmelser. Analyserne foretages for eksempel i tilfælde, hvor vi har behov for at undersøge, hvorfor og hvordan, der kom oversvømmelser.

Ved brug af en kombination af radarens målinger og modellernes beregninger bliver der åbnet for nye muligheder for forbedringer af vejrudsigternes nedbørforudsigelser. DMI’s forskere er i gang med at videreudvikle den finmaskede HIRLAM-model ved at medtage radarbilleder i beregningerne af nedbør.

Det næste trin bliver at finde en god måde at formidle disse prognoser på. Et godt bud kan være at give sandsynligheder for, hvor et skybrud vil ramme, samt sandsynligheder for regnmængde og intensitet.

Med udsigt til flere tilfælde af kraftig regn af den type, der er meget vanskelig at forudsige selv på kort sigt, vil de meget kortsigtede nedbørforudsigelser også kaldet nowcasting blive vigtige. Allerede nu er feltet under hastig udvikling til for eksempel styring af beredskaber og afløbssystemer.

Af Lone Seir Carstensen, kommunikation@dmi.dk
© DMI, 31. juli 2012.

Tilmeld dig DMI's ugentlige, elektroniske nyhedsbrev
Vejret undervejs på mobil.dmi.dk eller til iPhone eller Android
Følg DMI på Twitter
DMI's -nyheder