Mit Richtfunkdaten Extremwetter vorhersagen

Eine sehr kurzfristige Wettervorhersage könnte Gemeinden und Menschen helfen, sich besser auf Unwetter vorzubereiten. Dafür fehlt es aber zum Teil an einer ausreichenden Zahl an Messstationen. Ein Forschungsprojekt an der FH St. Pölten untersucht jetzt, ob sich Extremwetter mit Daten aus Mobilfunknetzen kleinräumig und kurzfristig besser vorhersagen lässt.

Kurzfristvorhersagen (über maximal 12 Stunden) erfordern ein möglichst dichtes Netz von Messstellen zur Bereitstellung von aktuellen Wetterdaten. Solche Messdaten können von Bodenstationen oder Fernerkundungssystemen wie Wetterradar oder Satelliten geliefert werden. In großen Teilen Österreichs beschränkt allerdings das unwegsame Gelände die Anzahl der Messstationen und auch Radardaten stehen aufgrund der Topografie in bestimmten Gegenden nur in unzureichendem Maß zur Verfügung.

Das Forschungsprojekt an der FH St. Pölten untersucht, ob sich stattdessen physikalische Größen aus Richtfunkdaten wie etwa die Signaldämpfung für Vorhersagen von Extremwetterereignissen nutzen lassen. Der Hintergrund: Durch Regen kann der Empfangspegel einer Richtfunkverbindung absinken. Verantwortlich dafür ist die Absorption oder Streuung der elektromagnetischen Wellen durch Wassertröpfchen in der Luft, deren Größe in etwa der Wellenlänge der Übertragung entspricht.

Aufgrund des stetigen Ausbaus des Mobilfunknetzes sind Daten über die Richtfunkverbindungen zwischen den Sendemasten in großer Menge und weitgehend flächendeckend verfügbar. Die entsprechenden Messdaten werden von Netzbetreibern zur Gewährleistung der Netzqualität routinemäßig erfasst.

Im Zuge des Projekts werden derzeit die Niederschlagsdaten und Richtfunkdaten zu den Unwettern im Juli und August ausgewertet. Durch die Analyse will das Projektteam abschätzen, ob sich mit den Mobilfunkdaten bessere Vorhersagen machen lassen.

Ganz neu ist die Idee indes nicht: Bereits seit 2010 haben Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie anhand der Dämpfungsraten von 450 Richtfunkstrecken im südlichen Bayern solche Messungen vorgenommen und ausgewertet. Sie kamen dabei zu der Erkenntnis, dass die Nachweisgrenze der Methode bei einer Regenrate von einem Millimeter pro Stunde und damit auf dem Niveau klassischer Messverfahren liegt. Allerdings lägen die Daten mit einer Zeitverzögerung von nur einer Minute sehr schnell vor. Ein Nachteil: Andere Niederschlagsformen wie Hagel oder Schnee lassen sich mit der Methode nicht erfassen.