Wie viele Naturphänomene kann Niederschlag sowohl ein Segen als auch eine Plage für das menschliche Leben sein. Einerseits versorgt er unsere Flüsse und Felder mit Wasser, andererseits kann er Überschwemmungen, Erdrutsche und andere Naturkatastrophen verursachen. In jedem Fall ist es wichtig, die verschiedenen Niederschlagsarten zu verstehen und vorherzusagen.
Das Sammeln und Analysieren von Niederschlagsdaten ist von zentraler Bedeutung, doch an manchen Orten auf der Erde gestaltet sich dies schwierig. Ein solcher Ort ist das tibetische Plateau, dessen einzigartige und anspruchsvolle physikalische Bedingungen die Niederschlagsbeobachtung am Boden oder von oben über Satelliten zu einem Problem machen.
Die Höhenlage des tibetischen Plateaus führt bei satellitengestützten Niederschlagsradaren zu Verwechslungen bei der Identifizierung bestimmter Niederschlagsarten. Vor allem weil die Höhe des Geländes auf dem Plateau nahe der Gefriergrenze in der Atmosphäre über Gebieten außerhalb des Plateaus liegt, kann schwacher konvektiver Niederschlag fälschlicherweise als stratiformer Niederschlag klassifiziert werden.
In einer kürzlich durchgeführten Studie wurde dies erkannt veröffentlicht In Fortschritte in den AtmosphärenwissenschaftenProf. Fu Yunfei von der University of Science and Technology of China (USTC) hat zusammen mit Kollegen der China Meteorological Administration zunächst die Probleme des bestehenden Algorithmus zur Niederschlagsartenidentifizierung für satellitengestützte Niederschlagsradare detailliert analysiert. Dabei deckten sie die Gründe auf, warum der Algorithmus bei der Identifizierung der Niederschlagsarten über dem tibetischen Plateau im Sommer versagen kann. Anschließend entwickelten und testeten sie einen neuen Algorithmus.
„Oft scheint es, als ob man in der Natur alles standardisieren möchte, während man die offensichtlichen Feinheiten und Unterschiede auf verschiedenen Skalen ignoriert“, erklärt Fu. „In unserem Wissenschaftsbereich, der Meteorologie, trifft dies auch zu; und im Hinblick auf das spezifische Problem, das wir in dieser Studie lösen wollten, sind die Schwellenwerte, die zur Identifizierung von Niederschlagsarten verwendet werden, ein konkretes Beispiel.“
Traditionell wird zur Klassifizierung von Niederschlägen ein vereinfachter Ansatz verwendet, der auf Beobachtungen in Regionen außerhalb von Hochplateaus beruht und zu einem eher binären Ergebnis führt, bei dem der Niederschlag entweder als konvektiv oder als stratiform identifiziert wird.
Mit dem neuen Algorithmus, der von Fus Team entwickelt wurde, werden Parameter wie maximaler Reflektivitätsfaktor, maximaler Hintergrundreflektivitätsfaktor und Echospitzenhöhe genauer berücksichtigt, um eine detailliertere Klassifizierung zu erzielen (zu den Typen gehören „stark konvektiv“, „schwach konvektiv“, „schwach“ und „andere“), die nützlichere Informationen mit weitaus weniger Identifikationsfehlern liefert.
Letztendlich kann die Arbeit von Fu und seinem Team fortgeführt und von der Wettervorhersage- und Modellierungsgemeinschaft übernommen werden, um das Auftreten verschiedener Niederschlagsarten in Teilen der Welt, in denen bestehende, standardisierte Methoden weniger anwendbar sind, besser vorherzusagen. Genauer gesagt, wie der Kontext in diesem speziellen Artikel verdeutlicht, ergeben sich für Gemeinschaften, die in Bergregionen wie dem tibetischen Plateau leben, große Vorteile.
„Allerdings“, so Fu abschließend, „ist noch viel zu tun. Insbesondere müssen wir die Existenz stratiformer Niederschläge im Sommer über dem tibetischen Plateau bestätigen. Aus verschiedenen Gründen ist dies mit satellitengestützten Niederschlagsradarmessungen immer noch schwer zu erkennen. Dies wird der nächste Schritt unserer Forschung sein.“
Die Zeitung ist auf dem Cover der Ausgabe abgebildet. Fortschritte in den Atmosphärenwissenschaften. Das Titelbild wurde von Fu im Naturschutzgebiet Lianbao-Yeze aufgenommen, das an der Kreuzung der Provinzen Xichuan, Gansu und Qinghai liegt und eine durchschnittliche Höhe von mehr als 4.000 Metern über dem Meeresspiegel aufweist. Es zeigt konvektive Wolken über dem See im Vordergrund sowie über dem entfernten Ende des Berges in der Mitte.
Weitere Informationen:
Yunfei Fu et al., Ein neuer Algorithmus zur Klassifizierung der Regenart für das GPM-Zweifrequenz-Niederschlagsradar im Sommer auf dem tibetischen Plateau, Fortschritte in den Atmosphärenwissenschaften (2024). DOI: 10.1007/s00376-024-3384-7