CAPPI

Berechnung eines CAPPI

CAPPI ist ein spezielles Anzeigeformat für ein Wetterradar. Es ist die Abkürzung von Constant Altitude Plan Position Indicator und ist eine horizontale, zweidimensionale Darstellung von Radarmessgrößen in einer bestimmten Höhe oder Altitude. Ein CAPPI wird aus mehreren PPI-Messungen bei verschiedenen Höhenwinkeln (Elevationen) berechnet und interpoliert. Auf einem Plan Position Indicator werden die unterschiedlichen Höhen meist durch Farbvariationen dargestellt. Der Radar-Reflektivitätsfaktor Z und die Niederschlagsrate R werden meist in 14 Klassen unterteilt und farblich angezeigt.

In einem Max-CAPPI (MAXimum-CAPPI) werden Maxima der Daten von CAPPI aus verschiedenen Höhen dargestellt. Die Max-CAPPI-Darstellung dient im Allgemeinen dazu, einen Überblick über das Wettergeschehen zu geben. Dies geschieht einerseits durch eine Vertikal-Maximumprojektion in einem Grundriss, andererseits durch Horizontal-Maximumprojektionen von Süd nach Nord bzw. von West nach Ost in Seitenrissen. In den Seitenrissen gibt die seitliche Skala die Höhe in Kilometer an. In einem Max-CAPPI werden meist Reflektivitäten dargestellt.

Eine weitere dreidimensionale Darstellungsmöglichkeit wird Vol-CAPPI (Volume Constant Altitude Plan Position Indicator) genannt. Die Ansicht ist ähnlich dem Max-Cappi, erlaubt aber im Gegensatz zu diesem eine eindeutige Echozuordnung in allen drei Rissen. Oberhalb des Grundrisses wird ein Aufriss (entspricht einem Zonalschnitt, also einem Seitenriss von Ost nach West) und neben dem Grundriss ein Kreuzriss (entspricht einem Meridionalschnitt, also einem Seitenriss von Nord nach Süd) gezeigt. Mit Hilfe eines Fadenkreuzes lassen sich die Positionen dieser Schnitte beliebig auswählen.

Literatur

  • Patent US7821448: Constant altitude plan position indicator display for multiple radars. Angemeldet am 18. August 2005, veröffentlicht am 26. Oktober 2010, Anmelder: Honeywell International Inc., Erfinder: Pravas R. Mahapatra, Vishnu V. Makkapati.

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Volcappi.gif
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Struktur einer Vol-CAPPI Anzeige bei einem Wetterradar
Cappi2wiki.png
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Um für eine CAPPI- Anzeige Wetterradardaten von einem bestimmten Höhenbereich zu erhalten, müssen Daten verschiedener Höhenwinkel und verschiedener Entfernung miteinander verknüpft werden. Zu beachten ist, dass bei einer Halbwertsbreite des Antennendiagrammes eine Begrenzung auf (hier) 1,5° erfolgt und deshalb in großer Entfernung die Anzeige ungenauer wird. In der Realität ist eine feinere Strukturierung als hier symbolisch gezeigt, durch Interpolation möglich. Durch die Überhöhung (vertikaler Maßstab ist ungleich dem horizontalen Maßstab) ist die Anzeige der Höhenwinkelgeraden nicht linear und deshalb sehen die verschiedenen Volumina übertrieben verdreht aus. Die Höhenangabe von 15.000 Fuß (etwa 5000 m) auf der Ordinate (Y-Achse) nimmt hier in der Grafik eine fast sechs Mal so große Strecke in Anspruch, als die 5 km auf der Abszisse (X-Achse). Stellen Sie sich vor, dass in der Realität das ganze Diagramm so flach gequetscht wird, dass die Winkelgerade mit dem Namen „15 Grad“ wirklich einen Winkel von 15° zur Horizontalen einnimmt und das Diagramm als lineare Grafik dann höhenmäßig etwa bei der Marke 2,5·1000 Fuß beendet ist.
Farbklassen.gif
Radarintensitätsklassen eines Wetterradars
Radar-CAPPI example2.gif

Example of Constant Altitude Weather Radar output (CAPPI). Contrary to PPI which are data from and fix angle of elevation, CAPPIs use the data from all angles nearest a fixed altitude to compose an horizontal slice of the precipitations.