Landesweite Niederschlagsmessung mit Richtfunkstrecken des Handynetzes

Viele Mobilfunkmasten sind mittels Richtfunkstrecken untereinander verbunden. Niederschlag führt entlang dieser Strecken zu einer starken Signalabschwächung. Diesen Effekt machen sich Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universität Augsburg zu Nutzen, um mit Daten von 4 000 Richtfunkstrecken deutschlandweit Niederschlagskarten zu erstellen, die eine gute Übereinstimmung mit den Daten des DWD zeigen. Für die Zukunft ist geplant, die Technik sowohl mit Radardaten zu kombinieren als auch in Westafrika einzusetzen.

Die hohe räumliche und zeitliche Variabilität von Niederschlag macht die genaue Messung zu einer Herausforderung. Für die Vorhersage von Hochwasserereignissen und für deren rückblickende Analyse sind diese genauen Niederschlagsmessungen jedoch essenziell. Pluviometer (ein Niederschlagstopf, der die Regenmenge in einem bestimmten Zeitraum aufnimmt und misst) bieten zwar eine hohe Genauigkeit bei der Erfassung der Niederschlagsmenge, die räumliche Repräsentativität dieser Messmethode ist aber eingeschränkt, v. a. bei kurzen Zeitintervallen. Lokale Effekte, z. B. durch Wind, können darüber hinaus zu systematischer Über-oder Unterschätzung führen. Die Niederschlagsmessung mittels Wetterradar bietet hingegen den Vorteil einer großen räumlichen Abdeckung. Die Genauigkeit der Bestimmung der Niederschlagsintensität ist jedoch durch verschieden Fehlerquellen eingeschränkt, z. B. durch die große Sensitivität auf unterschiedliche Tropfengrößenverteilungen oder dadurch, dass zum Teil mehr als 2 km über dem Boden gemessen wird.

Eine zusätzliche Möglichkeit Niederschlagsinformation zu erhalten, ist die Nutzung von Richtfunkstrecken. Schon in den 1930er-Jahren wurde erkannt, dass Niederschlag bei Funkverbindungen im Mikrowellenbereich zu starker Signalabschwächung führt. Dieser für die Kommunikationstechnik störende Effekt wurde im Laufe der Jahre auch schon mittels dedizierter Richtfunkstrecken von Forschern für die Bestimmung des Niederschlags anhand der gemessenen Signalabschwächung genutzt. Der Durchbruch dieses Messprinzips wurde jedoch erst durch das starke Wachstum des Mobilfunknetzes ermöglicht. Da viele Mobilfunkmasten mittels Richtfunkstrecken miteinander verbunden sind, steht nun eine wachsende Anzahl dieser potentiellen Niederschlagssensoren zur Verfügung.



Copyright: © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Quelle: Wasserwirtschaft - Heft 10 (Oktober 2020)
Seiten: 2
Preis inkl. MwSt.: € 10,90
Autor: Dr. Christian Chwala
Prof. Harald Kunstmann

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