Wetterradar

Das Flugzeug kann zu Recht als sicheres und zuverlässiges Transportmittel angesehen werden, wie auch viele Statistiken bestätigen. Es gibt jedoch Ereignisse, die die Sicherheit des Fluges gefährden können: Eines der größten Probleme ist das Wetter, weshalb die Flugzeuge mit einem bordeigenen Wetterradarsystem ausgestattet sind, das den Piloten bei seinen Entscheidungen unterstützt. Aber wie funktioniert das Wetterradar?

Zunächst einmal eine Prämisse: Die Wetterlage ist das Ergebnis des Vorhandenseins von Hoch- und Tiefdruckgebieten und Luftmassen mit unterschiedlichen Eigenschaften, die, wenn sie aufeinander treffen, ständig Fronten und eine unglaubliche Vielfalt an Wolken und Niederschlägen bilden. Fragen Sie jeden Piloten, den Sie kennen, und alle – oder zumindest die meisten – werden Ihnen sagen, dass es nichts Schöneres gibt, als zu fliegen, wenn der Himmel blau ist und das Wetter perfekt ist. In der kommerziellen Luftfahrt gibt es jedoch feste Flugzeiten, an die sich das Wetter leider nicht hält.

Die größten Gefahren für ein Flugzeug im Flug sind natürlich die extremeren Bedingungen: Insbesondere starke Turbulenzen können große Probleme verursachen, vor allem bei Gewitter. Regen an sich stellt keine Gefahr dar, solange er nicht mit niedrigen Temperaturen, hoher Windstärke und Turbulenzen kombiniert wird. Tagsüber lassen sich diese Zustände – als Kumulonimbusse bekannt, in der Regel mit bloßem Auge erkennen, aber nachts oder wenn solche Wolken hinter anderen Schichtwolken versteckt sind, reicht die visuelle Wahrnehmung des Piloten nicht mehr aus.

Ein bisschen Geschichte

Während des Zweiten Weltkriegs wurden bereits Radarsysteme an Bord von Flugzeugen eingesetzt, um den Piloten zu helfen, andere Flugzeuge im Flug zu erkennen. Die Radarbediener bemerkten jedoch schnell, dass auf ihren Displays fremde Signale erschienen, die sie nicht sofort erkannten.

Es dauerte nicht lange, um zu erkennen, dass diese Signale Wetterstörungen anzeigten.

Man muss dazu sagen, dass Sir Robert Watson-Watt, der Vater des modernen Radars, bereits etwa 25 Jahre vor dem Zweiten Weltkrieg an einer Methode zur Erkennung von Gewittern auf der Basis der Aussendung von elektromagnetischen Wellen arbeitete.

Als der Zweite Weltkrieg endete, erhielt das U.S. Weather Bureau 25 Radargeräte, die während des Krieges von Navy-Flugzeugen benutzt worden waren. Diese Radare, WSR-1, WSR-1A, WSR-3 und WSR-4 genannt, wurden für den meteorologischen Einsatz modifiziert und schließlich im ganzen Land verteilt.

Einer der Hauptfaktoren, der den weit verbreiteten Einsatz des Wetterradars initiierte, war die Notwendigkeit, das Problem der Hurrikane zu lösen. In den Jahren 1954 und 1955 wüteten viele Hurrikane an den amerikanischen Küsten: Es wurde beschlossen, ein Budget für die Einführung von Radaren in Flugzeugen und am Boden bereitzustellen.

Wie funktioniert das Wetterradar

Alle Flugzeuge verfügen daher über integrierte Wetterradarsysteme, die sich in der Regel in der Nase des Flugzeugs, im sogenannten  Radom befinden. Obwohl der größte Teil des Flugzeugs aus Metall besteht, ist das Radom aus einem speziellen Material konstruiert, das die Radarwellen ungehindert durchlässt.

Das Wort Radar ist das Kurzwort für “radio detection and ranging”, d.h. „funkgestützte Ortung und Abstandsmessung“. Das Wetterradar sendet spezielle Mikrowellen, die aus der Ferne Hindernisse wie Regen, Hagel, Eis, Schnee und die Umgebung reflektieren. Ein Empfänger erfasst diese Echos und sendet sie an das System.

Die Wolken bestehen aus Ansammlungen von Wassertröpfchen und haben mehr oder weniger reflektierende Oberflächen:  am stärksten reflektieren Regen und Schnee sowie Hagel, wenn sie sich in dem als „feucht“ oder „n ass“ definierten Zustand befinden;  im Gegensatz dazu sind Hagel, trockener Schnee und Eiskristalle weniger reflektierend.

Das Radarsystem erfasst, außer den Wassertropfen, auch Bewegungen. Ist ein Turbolenzbereich vorhanden, wird er durch deutliche Änderungen der Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung der Wassertröpfchen „sichtbar“ . Das Wetterradar kann diese erkennen und dem Piloten ein detailliertes Bild von der Intensität, Größe und Richtung des von Turbulenzen betroffenen Gebietes liefern

Das Radar tastet dann den Himmel vor dem Flugzeug sowohl horizontal als auch vertikal ab; da Radarsysteme nicht entlang der Krümmung der Erdoberfläche suchen können, sondern nur in einer geraden Linie, wird der  ausgesendete Radarstrahl ständig angepasst. Er kann um mehrere Grad nach oben oder unten eingestellt werden: Dies ist bei Start und Landung wichtig, wo das Flugzeug in einem viel höheren oder niedrigeren Winkel geneigt ist als im Reiseflug.

Ein weiteres Problem kann entstehen, wenn eine große feuchte Wolke eine andere hinter sich versteckt. In solchen Fällen werden die Mikrowellen von der vorderen Wolke reflektiert und abgeschwächt, während die andere in einer Art „Radarschatten“verborgen bleibt. Es können also nicht alle Niederschläge vom Radar erkannt werden und es ist wichtig, dass ein Pilot in der Lage ist, alle Informationen, die das System liefert, auszuwerten, um die richtige Entscheidung zu treffen. Moderne Radarsysteme sind jedoch in der Lage, die Piloten vor einer starken Abschwächung zu warnen, da eine Wolke das dahinterliegende Gebiet verdecken könnte.

Auswirkung auf die Flugbahn

Das Kontrollpersonal des Flugverkehrs nutzt gemeinsam mit dem Piloten die gesammelten Informationen, um eine neue Flugbahn zu definieren. Je früher der Pilot die Notwendigkeit einer Änderung der Flugbahn feststellen kann, desto weniger muss er sie abweichen. Nachtflüge erfordern besonders schnelle Reaktionen.

Im besten Fall sind sich die Passagiere dieser Situation nicht bewusst. Oft sehen sie nur ein Gewitter in der Ferne – nur die hochmoderne Ausrüstung des Flugzeugs, wie z. B. Wetterradarsysteme, und die Erfahrung der Besatzung ermöglichen einen sicheren Flug.