Untersuchung präziser Blitzortung mithilfe der TOGA Methode

Abstract

Das LINET (Lighning Location Network) Blitzortungsmessnetz nutzt magnetische Antennen, die im VLF Bereich den magnetischen Anteil von Blitzereignissen registrieren. Alle in einem Vergleich mit Videoaufnahmen erkannten Blitze sind auch mit Linetdaten erfasst worden. Einige der als CG (Cloud to Ground) deklarierten Ereignisse werden im Vergleich, aufgrund der Videobeobachtungen, als IC (Intra Cloud) Blitze eingestuft. Verschiedene Merkmale von Sferics (Blitze), die für eine Ortung wichtig sind werden vorgestellt. Die gegenüberliegenden Grenzschichten der Erde und der Ionosphäre sind einem Kugelkondensator sehr ähnlich und stellen gleichzeitig einen Hohlraumresonator dar. Zu unterschiedlichen Zeiten erreichen in diesem Wellenleiter Frequenzanteile des Blitzsignals einen Blitzsensor und können dort mit ihrer zugehörigen Phase verglichen werden, um eine genaue Ankunftszeit zu berechnen. Dies ist die Time of Group Arrival (TOGA) Methode, welche für den operativen Einsatz getestet wird. Die Kenntnis der Ankunftszeit ist notwendig, um eine präzise Blitzortung zu gewährleisten. Zwei den Phasenverlauf analysierende TOGA Methoden werden erarbeitet und vorgestellt. Beide Methoden können aber nicht auf alle Blitzereignisse angewandt werden, da bei manchen Signalen, in der Umgebung der berechneten TOGA, Phasensprünge auftreten und somit das Ergebnis in Frage stellen. Die Dritte in dieser Arbeit untersuchte Pseudo Wigner Villey Methode (PM) hingegen, scheint gegenüber diesen Sprüngen resistent zu sein. Blitzdaten die an verschiedenen Stationen empfangen wurden, ermöglichen diesen Vergleich. Dieser zeigt, wieviel Potential in der neuen TOGA Methode steckt. Die PM kann auch zur Unterscheidung von Sgerics und künstlichen Störsignalen im täglichen Netzbetrieb seinen Einsatz finden. Die Funktionsweise und mathematische Herleitung der PM wird beschrieben und diskutiert.