Optimiertes optisches Blitzortungssystem und erste Messergebnisse

Abstract:
In diesem Beitrag wird ein neuartiges optisches Blitzortungssystem vorgestellt. Das System, das nachfolgend mit OLDS (Optical Lightning Detection System) bezeichnet wird, basiert auf einer einzigen Videokamera, die in einer Achse zu einem konvexen Spiegel montiert ist. Diese Bauweise ermöglicht mit einer einzigen Kamera eine 360Grad Rundumsicht. Die Kamera ist in der Lage 60 Bilder pro Sekunde aufzunehmen. Das kurze Zeitintervall zwischen den einzelnen Bildern (16,6 ms) ermöglicht eine Differenzierung zwischen einzelnen Teilblitzen. Der eigentliche Ortungsvorgang basiert auf einer Richtungsbestimmung mit Hilfe des aufgenommen Kamerabildes und auf einer Entfernungsberechnung über die Laufzeit des Donners. Insgesamt wurden 37 Blitze mit 52 Teilblitzen (Returnstrokes) im Zeitraum vom 09. Mai bis zum 13. August 2018 vom OLDS aufgezeichnet. Die Ortungsdaten des OLDS wurden mit den Ortungsdaten des europäischen Blitzortungsnetzwerks EUCLID verglichen. Dieser Vergleich zeigte eine Detektionsrate des EUCLID-Netzwerks von 95% für Blitze und 94% für Teilblitze. Ferner zeigte sich, dass das EUCLID-Netzwerk 84% der detektierten Blitze korrekt als Erd-Blitze klassifiziert, während die verbliebenen 16% der detektierten Blitze von EUCLID fälschlicherweise als Wolke-Blitze klassifiziert wurden. Im Mittel (arithmetisch) wies ein vom OLDS erfasster Blitz 1,4 Teilblitze, mit durchschnittlich 1,2 Fußpunkten auf. Die mittlere Entfernung der Fußpunkte aller Teilblitze zum Aufstellort des OLDS betrug 5,6 km. Das OLDS konnte die Blitze mit einer Abweichung von 238 m (arithmetisches Mittel) bzw. 171 m (geometrisches Mittel), verglichen mit den EUCLID Blitzortungsdaten, lokalisieren.