Hoe werkt de neerslagradar?

Een uitleg over de neerslagradar

Van onze weerman

Wilfred Janssen

Hoe werkt de neerslagradar?

Een uitleg over de neerslagradar

Van onze weerman

Wilfred Janssen
14 oktober 2019 13:32 uur (bijgewerkt: 15 oktober 2019 13:32 uur)
Om de plaats en intensiteit van neerslag te kunnen bepalen, maken meteorologen gebruik van neerslagradars. De data van de radars zorgt er ook voor dat jij een melding krijgt op jouw smartphone dat het binnenkort start met regenen. Maar hoe werkt dat allemaal?

Hoe werkt de neerslagradar?

Neerslagradars zijn in de hedendaagse meteorologie niet meer weg te denken. Al sinds de Tweede Wereldoorlog worden radars wereldwijd ingezet om objecten in de atmosfeer te detecteren, waaronder dus ook neerslag. Maar hoe doet een neerslagradar dat?

Een neerslagradar werkt eigenlijk heel simpel. Een doorsnee radar is uitgerust met een antenne en een ontvanger. De antenne zendt radiogolven uit die door verschillende deeltjes en objecten in onze atmosfeer worden teruggekaatst. De ontvanger van de radar vangt deze teruggekaatste signalen op en een computer kan dan uitrekenen waar het teruggekaatste signaal vandaan kwam en hoe sterk dit signaal was. De sterkte van het signaal wordt altijd gebruikt om te bepalen hoe hard het ergens regent.

Het uitzenden en ontvangen van de neerslagradar. Bron: National Weather Service.

Het uitzenden van radiogolven door de radarantenne gebeurt in alle richtingen rondom de radar. Een gemiddelde radar doet er ongeveer vijf minuten over om een volledig beeld te krijgen van de atmosfeer nabij de radar. Daarom zijn elke vijf minuten nieuwe radarbeelden beschikbaar in ons land.

Valse meldingen

Vrijwel alle deeltjes en objecten in onze atmosfeer zijn in staat de radargolven terug te kaatsen naar de ontvanger van de radar. Niet alleen regen, sneeuw en hagel, maar ook vogels, insecten en stof kunnen de radargolven weerkaatsen. Een radar kan moeilijk verschil zien tussen weergerelateerde en niet-weergerelateerde deeltjes. Daardoor verschijnen er regelmatig valse meldingen in radarbeelden. Die valse meldingen worden door de meteorologen ‘ruis’ of ‘clutter’ genoemd.

Links een ruw radarbeeld, rechts de gefilterde versie. Vrijwel alle ruis veroorzaakt door land (zoals de Afsluitdijk) is weg. Ook de windmolenparken op de Noordzee zijn netjes gefilterd, maar zorgen rechts wel voor gaten in de werkelijke neerslag. Dit wordt gelukkig opgevuld door meerdere radarscans.

Ook zorgt de atmosfeer ervoor dat radargolven altijd richting het aardoppervlak worden gebogen. Een radar scant daarom nooit perfect horizontaal, maar altijd een beetje omhoog om te voorkomen dat de radargolven ergens de grond bereiken. Soms zorgen grote temperatuurverschillen in de atmosfeer ervoor dat de uitgezonden radargolven sterker worden afgebogen dan normaal. In dat geval weerkaatsen objecten op de grond ook radargolven terug naar de radar en verschijnt er veel ruis op de radarbeelden. Dit zijn vaak hoge gebouwen, windmolenparken en heuvels of bergen.

Slimme algoritmes zijn gelukkig goed in staat om al deze ruis te filteren. Helaas komt het wel eens voor dat niet alle ruis wordt verwijderd en het lijkt alsof er ergens regen valt, terwijl het niet zo is. Wanneer de ruis toevallig boven jouw locatie zit, krijg je onterecht een melding dat er regen valt. 

Lichte neerslag

De radar kan soms over de neerslag heen kijken. Dan valt er dus nattigheid, maar ziet de radar niks...

In Nederland komt het vaak voor dat er lichte neerslag valt uit een dik wolkenpakket. Dit dikke wolkenpakket zit vaak vlak boven de grond, de top van de wolk is soms niet hoger dan twee kilometer. Omdat de neerslagradar schuin omhoog kijkt en de aarde bol is, bevindt de radargolf zich wat verder van de radar al snel op enkele kilometers hoogte. De neerslag vlak bij de grond wordt dan niet opgemerkt door de radar en verschijnt dan niet op de radarbeelden.

De radarbeelden van Weerplaza maken gebruik van de gemeten informatie op een hoogte van 500m. Het KNMI kijkt op een hoogte van 1500m hoogte. Hoe dichter bij de grond des te beter, maar er is dan ook een grotere kans op ruis. Dankzij een zeer goed ruisfilter is Weerplaza in staat om op 500m hoogte te 'kijken'. Maar toch: soms zit de neerslag nog lager en dan laat ook onze radar de neerslag niet zien.

Gevolg: radar zegt droog en jij wordt nat.

Je ziet de valstrepen ophouden nog voordat ze de grond bereiken. De radar zal neerslag zien, maar je hebt de paraplu niet nodig

Andersom kan het ook. Vaak wanneer een warmtefront ons land bereikt, laat de radar allemaal neerslag zien, terwijl er in werkelijkheid niks valt. Ver van de radar wordt neerslag in hogere luchtlagen prima opgemerkt. De opgemerkte neerslag is ook daadwerkelijk op de gemeten hoogte aanwezig, maar verdampt tijdens het vallen door droge lucht in lagere luchtlagen. Je ziet dan neerslag op de radarbeelden, maar er valt niks op de grond. Dit kan je vaak ook zien aan valstrepen onder wolken die halverwege tussen de wolk en de aarde vervagen en ophouden.

Prognoseradar

Iedereen heeft er wel eens van gehoord: de ‘regenradar 2 uur vooruit’, ook wel de prognoseradar genoemd. De prognoseradar toont de radarbeelden voor de komende twee uur, soms langer. Op de wereld is er natuurlijk niet één radar die in de toekomst kan kijken. Hoe werkt de prognoseradar dan wel? De prognoseradar is een computersysteem dat de laatste paar radarbeelden vooruit laat bewegen in de tijd. Dat gebeurt door uit te rekenen waar buien heen gaan en of buien intensiveren of juist uitdoven.

Een voorbeeld van de prognoseradar. Links het actuele beeld, rechts hetzelfde beeld maar dan twee uur naar het noorden opgeschoven. 

Regelmatig laat de prognoseradar niets zien, maar krijg je na een uur toch een bui over je heen. Dat komt doordat de prognoseradar altijd rekent vanuit de actuele situatie. Is er dan geen bui, dan zal die in de prognoseradar ook niet te zien zijn. Omdat buien een grillig verloop hebben, verandert de prognoseradar ook erg vaak. Elke vijf minuten kan de prognose anders zijn.

In geval van grote neerslaggebieden werkt de prognoseradar een stuk beter. Grote neerslaggebieden veranderen niet snel van vorm en bewegen als geheel in één richting. Bekijk dus altijd even de laatste radarbeelden als je de prognoseradar wilt gebruiken. Zie je buien, dan is de prognoseradar minder zeker dan wanneer je een groot regengebied ziet.

Radar uit satelliet

Lang niet overal op de wereld staan neerslagradars. Boven landen waar geen radar beschikbaar is en zeker boven zee zijn satellieten een goede vervanger. Met behulp van satellietwaarnemingen kunnen we tegenwoordig ook bepalen waar buien zich bevinden en wat de intensiteit van deze buien dan is. Het nadeel van neerslagdata op basis van satelliet is dat de resolutie minder hoog is, en de neerslagintensiteit een schatting is op basis van de eigenschappen van de wolk die de satelliet ziet.

Radarbeelden uit satelliet worden vooral gebruikt boven Afrika, grote delen van Azië en grote delen van Zuid-Amerika. 

Een neerslagradarbeeld op basis van satellietgegevens. Kwalitatief minder goed dan 'echte' radardata, maar erg goed bruikbaar!

Deel:

Files en vertragingen