Wieso zeigt das Echolot Fische eigentlich als Fischsicheln an?

Echolote zeigen Fische und andere Objekte im freien Wasser in der Regel als Fischsicheln an.

Abhängigkeit der Fischsicheln von der Echolot-Frequenz und der Wassertiefe

Natürlich schwimmen Fische nicht im Halbkreis gebogen durchs Wasser. Dennoch zeigen Echolote die Fische immer als Sicheln an, wenn man mit dem Angelboot oder Angelkajak über sie hinweg fährt. Das Ganze hat natürlich einen Grund und der ist rein physikalischer Natur. Echolote funktionieren bekanntlich alle nach einem Prinzip: Schall wird ausgesendet, vom Fisch reflektiert und das reflektierte Signal wieder empfangen. Aus der verstrichenen Zeit berechnet das Echolot die Distanz zum Fisch unter dem Angelboot.

Der Schall wird vom Echolotgeber jedoch immer kegelförmig ausgesendet zum Beispiel in einem Winkel von 60°. Der Fisch trifft als erstes nun auf die äußeren Schallwellen des Kegels. Hier ist der zurückgelegte Weg und damit die verstrichene Zeit bis zum Empfang des reflektierten Signals größer als im Zentrum des Kegels. Also berechnet das Echolot eine etwas größere Wassertiefe, sobald der Fisch in den äußeren Kegel gerät. Je weiter der Fisch zum Zentrum des Kegels schwimmt, desto geringer wird die Distanz. Das Echolot misst eine geringere Tiefe und das Signal wandert auf dem Bildschirm leicht nach oben. Hat der Fisch das Zentrum durchschwommen, geht das Ganze rückwärts. Die Distanz nimmt zu, das Echolot berechnet eine größere Tiefe und stellt diese auch auf dem Echolotdisplay dar, sprich zum Ende wandert das Signal leicht tiefer und eine Sichelform entsteht, die wir alle als typische Fischsicheln kennen. Die folgende Grafik erklärt dies nochmal vereinfacht:

Ein Fisch schwimmt unter dem Angelboot hindurch. Er wird zuerst im äußeren Sendestrahl des Echolotes erfasst (Linie 1). Hier ist die Distanz am größten. Je mehr er zum Zentrum (Linie 2) schwimmt, desto geringer ist die Distanz. Auf dem Echolotdisplay wandert das Signal also nach oben und bildet die erste Hälfte der Sichel. Ab dem Zentrum kehrt sich der Prozess um. Die Distanz wird größer, bis sie ihr Maximum am äußeren Rand (Linie 3) erreicht. Das Echolot stellt die Zunahme der Entfernung dar, indem das Signal wieder nach unten wandert. Fertig ist die Fischsichel!

Hohe Frequenzen, z.b. 200khz werden vom Echolot in einem kleinen Abstrahlwinkel ausgesendet. Der Distanzunterschied zwischen äußerem Kegelrand und dem Zentrum ist deutlich geringer als bei einem breiten Kegel. Demzufolge ist der oben beschriebene Effekt der Fischsichel geringer. Stellt man hingegen eine niedrige Frequenz am Echolot ein, ist der Abstrahlwinkel bedeutend größer. Der Effekt zur Ausbildung einer Fischsichel nimmt damit stark zu. Vereinfacht kann man also sagen: Je geringer die Frequenz, desto breiter der Abstrahlwinkel und desto ausgeprägter die Fischsichel.

Links die niedrige Frequenz (50khz, breiter Abstrahlkegel = stärkerer Sicheleffekt). Rechts zeitgleich aufgenommen das Echolotbild mit hoher Frequenz (200khz, schmaler Kegel = geringer Sicheleffekt). Wer wert auf die perfekte Anzeige von Fischsicheln auf seinem Echolot legt, sollte also die niedrige Frequenz nutzen bzw. den Dual Beam (Grundeinstellung jedes guten Echolotes) mit beiden Frequenzen als überlagertes Bild.

Einen ähnlichen Effekt wird man auf dem Echolot, abhängig von der Wassertiefe feststellen. Je tiefer es ist, desto weiter öffnet sich der Sendekegel. Die Wegdifferenz zwischen Kegelrand und dem Zentrum des Sonarstrahls wird größer. Also wird die Tendenz zur Ausprägung von Fischsicheln auf dem Echolot zunehmen.

Vereinfacht: Je tiefer der Fisch, desto stärker die Sichelbildung auf dem Echolot.

Abhängigkeit der Fischsicheln von der Geschwindigkeit

Dieser Faktor ist mit der wichtigste bei der Ausbildung von Fischsicheln auf dem Echolot. Nur wenn der Fisch durch den Kegel wandert, haben wir eine Fischsichel. Es ist dabei egal, ob das Angelboot oder Angelkajak über den stehenden Fisch fährt, oder der Fisch unter dem Boot hindurch schwimmt, oder eine Mischung aus beidem. Nehmen wir ein Extrembeispiel, bei dem der Fisch im Zeitlupentempo unter dem Echolotstrahl hindurch schwimmt. Sie werden den Fisch permanent auf dem Echolotdisplay haben und nicht nur für einen kurzen Augenblick. Der Fisch wird als durchgehende Linie erscheinen, die sich über den gesamten Bildschirm des Echolots erstreckt, da er ja die ganze Zeit über vom Sonar erfasst wird. Es kann dabei sein, dass die Linie steigt oder sinkt, weil der Fisch den Sendekegel doch ganz langsam durchschwimmt. Sie werden den Effekt aber kaum bemerken.

Schwimmt der Fisch sehr schnell unter dem Angelboot hindurch, wird er nur ganz kurz vom Echolot erfasst. Das Auf und Ab, während er den Kegel durchschwimmt, wird viel komprimierter dargestellt: Als eine Fischsichel und nicht als eine Linie, die über das gesamte Display langsam ansteigt.

Hier bewegt sich das Angelkajak extrem langsam. Die Fische sind für eine sehr lange Zeit im Sendekegel. Man kann, mit etwas Fantasie, die Tendenz einer Sichelbildung bei einigen Fischen erkennen, da Anfang und Ende der Linien leicht abfallen.