Unter Dualpolarisationsradar versteht man Radarsysteme, die elektromagnetische Wellen in horizontaler und vertikaler Polarisation gleichzeitig senden und empfangen. Diese Technologie erweitert die Leistungsfähigkeit von Radarsystemen, indem sie zusätzliche Informationen über die Eigenschaften von Zielen und Partikeln in der Atmosphäre liefert. Dualpolarisationsradar wird hauptsächlich in der Meteorologie zur Wetterüberwachung, Niederschlagsschätzung und Unwettererkennung eingesetzt. Mithilfe beider Polarisationen können Radarsysteme zwischen verschiedenen Niederschlagsarten unterscheiden, wetterunabhängige Ziele wie Vögel oder Insekten identifizieren und die Genauigkeit von Wettervorhersagen und -warnungen verbessern. Dieser Fortschritt in der Radartechnologie hat das Verständnis atmosphärischer Prozesse erheblich verbessert und die Zuverlässigkeit von Radaranwendungen in verschiedenen Branchen verbessert.
Die Einführung der Doppelpolarisation in Radarsystemen bietet mehrere entscheidende Vorteile. Durch das gleichzeitige Senden und Empfangen von Signalen in horizontaler und vertikaler Polarisation liefert Dual-Polarisationsradar umfassendere Daten über Form, Größe, Ausrichtung und Zusammensetzung von Zielen im Radarstrahl. Diese Fähigkeit verbessert die Genauigkeit von Niederschlagsmessungen, verbessert die Fähigkeit, zwischen Niederschlagsarten (wie Regen, Schnee und Hagel) zu unterscheiden, und erhöht die Zuverlässigkeit von Radarprodukten, die bei der Wettervorhersage und Umweltüberwachung verwendet werden. Die doppelte Polarisation lindert auch Probleme wie Signaldämpfung und unterschiedliches Reflexionsvermögen und ermöglicht so eine genauere Erkennung und Charakterisierung von Wetterphänomenen.
ZDR (differentielle Reflektivität) ist ein Parameter, der von Dual-Polarisationsradarsystemen gemessen wird und den Unterschied im Reflektionsvermögen zwischen der horizontalen und vertikalen Polarisation von Radarsignalen quantifiziert. Sie wird als Logarithmus des Verhältnisses der in der vertikalen Polarisation reflektierten Leistung zu der der horizontalen Polarisation berechnet. Positive ZDR-Werte weisen darauf hin, dass die vertikale Polarisation mehr Leistung zurückgibt als die horizontale, was häufig mit bestimmten Arten von Niederschlagspartikeln wie Regentropfen verbunden ist. Negative ZDR-Werte deuten auf das Gegenteil hin, bei dem die horizontale Polarisation mehr Leistung zurückgibt, was bei horizontal ausgerichteten Partikeln wie schmelzendem Hagel oder bestimmten Arten von Eiskristallen auftreten kann. Differenzielle Reflektivitätsmessungen liefern zusammen mit anderen dualen Polarisationsparametern wertvolle Informationen über Niederschlagsprozesse, Sturmdynamik und Unwetterereignisse.
Dual-Doppler bezeichnet eine in der Radarmeteorologie verwendete Technik, bei der zwei oder mehr Radarsysteme verwendet werden, um Windgeschwindigkeitsmessungen aus verschiedenen Winkeln zu erhalten. Durch die Kombination von Doppler-Geschwindigkeitsdaten mehrerer Radarsysteme können Meteorologen dreidimensionale Windfelder ableiten und die Bewegung atmosphärischer Merkmale wie Stürme, Tornados und anderer Unwetterereignisse genau verfolgen. Dual-Doppler-Radar bietet im Vergleich zu Einzelradarsystemen eine verbesserte räumliche Abdeckung und Auflösung und ermöglicht so eine detailliertere Analyse von Windmustern, Konvergenzzonen und Sturmdynamik. Diese Technik ist besonders wertvoll, um das Verständnis mesoskaliger Wetterphänomene zu verbessern und die Genauigkeit von Wettervorhersagen und -warnungen zu verbessern.