Niederschlag

Niederschlag ist der Eintrag von Wasser aus der Atmosphäre auf die Landoberfläche in Form von Regen, Schnee und anderen Formen und stellt den treibenden Fluss des terrestrischen Wasserkreislaufs dar.

Definition

Niederschlag ist Wasser in flüssiger oder fester Form (Regen, Schnee, Graupel, Hagel), das aus der Atmosphäre auf die Erdoberfläche fällt und den Haupteintrag von Wasser in Einzugsgebiete und den Wasserkreislauf darstellt.

Scope

Dieses Thema behandelt die Formen und die Entstehung von Niederschlag, seine Messung mittels Messgeräten, Radar und Satelliten sowie seine räumliche und zeitliche Variabilität als primärer Input für die hydrologische Analyse. Es behandelt Niederschlag als hydrologischen Fluss und nicht als meteorologischen Prozess, der in der Atmosphärenwissenschaft entwickelt wird.

Core questions

• Welche Formen nimmt Niederschlag an und wie entsteht er?
• Wie wird Niederschlag punktuell und über Flächen gemessen?
• Wie variabel ist Niederschlag in Raum und Zeit, und warum ist dies für die Hydrologie von Bedeutung?
• Wie werden flächenhafte Niederschlagsschätzungen aus Messgeräten, Radar und Satelliten abgeleitet?

Key concepts

• Niederschlagsformen
• Regenmesser und Schneemessung
• Flächenmittelung (Thiessen, Isohyeten)
• Radar- und Satellitenniederschlag
• Räumliche und zeitliche Variabilität
• Intensitäts-Dauer-Häufigkeits-Beziehungen

Key theories

Flächenhafte Niederschlagsschätzung

Punktuelle Messungen werden zu Schätzungen des Niederschlags über eine Fläche kombiniert, unter Verwendung von Methoden wie Thiessen-Polygonen, Isohyetenanalyse und Interpolation, da hydrologische Inputs über Einzugsgebiete und nicht an einzelnen Punkten benötigt werden.

Fernerkundung von Niederschlag

Wetterradar- und Satellitensensoren schätzen den Niederschlag über großen Gebieten, in denen Messgeräte spärlich sind, wobei Multisatellitenprodukte quasi-globale, feinskalige Niederschlagsfelder für die Hydrologie liefern.

Clinical relevance

Genaue Niederschlagsdaten sind die Grundlage für Hochwasservorhersagen, Wasserbilanz- und Wasserversorgungsbewertungen, Bemessungsregen für Entwässerung und Infrastruktur sowie Dürreüberwachung; Fehler bei der Niederschlagsmessung wirken sich auf nahezu jede hydrologische Schätzung aus.

History

Die systematische Niederschlagsmessung mit Messgeräten geht auf frühe instrumentelle Netzwerke zurück; das 20. Jahrhundert brachte Methoden zur Flächenmittelung und Bemessungsregenanalyse, Wetterradar ab Mitte des Jahrhunderts und satellitengestützte Niederschlagsschätzung ab dem späten 20. Jahrhundert, was die Abdeckung in ungemessenen Regionen erheblich verbesserte.

Key figures

• S. Lawrence Dingman

Seminal works

• dingman2015
• chow1988
• huffman2007

Frequently asked questions

Warum misst man Niederschlag über eine Fläche und nicht an einem Punkt?

Die hydrologische Analyse benötigt den Wassereintrag in ein gesamtes Einzugsgebiet, aber Messgeräte erfassen nur Punkte; Niederschlag variiert stark räumlich, daher müssen Punktwerte mittels Interpolation oder Fernerkundung zu Flächenschätzungen kombiniert werden.

Wie schätzen Satelliten den Regen?

Satellitensensoren leiten Niederschlag indirekt aus Wolkenoberflächentemperaturen und Mikrowellensignalen ab, die mit Regentropfen und Eis zusammenhängen, kalibriert anhand von Messgeräten und Radar, was quasi-globale Niederschlagsschätzungen ermöglicht, wo Bodenmessungen spärlich sind.