Wetterstation

Eine Wetterstation im Freien

Eine Wetterstation ist eine Zusammenstellung verschiedenster Messgeräte, die zur Messung meteorologischer Größen und damit der Wetter- oder Klimabeobachtung an einem bestimmten Ort dienen.

Wetterstationen werden für staatliche Wettermessungen und Prognosen – wie die des Deutschen Wetterdienstes – andere Wetterdienste und private Zwecke benutzt. Man unterscheidet allgemein zwischen analogen und digitalen Wetterstationen.

Analoge Wetterstationen

Analoge Wetterstationen sind meistens in so genannten Wetterhütten (auch Thermometerhütte, Klimahütte) untergebracht. Dieses sind kleine „Kästen“ aus Holz oder witterungsbeständigen Kunststoffen, welche die Wetterinstrumente vor Regen und Schmutz schützen, aber gleichzeitig für korrekte Messwerte sorgen.

Die einfachen, in Kaufhäusern angebotenen „Wetterstationen“ verdienen diesen Namen kaum. Sie sind im Regelfall nur für Innenräume ausgelegt und ihre Thermometer und Hygrometer weisen Anzeigefehler von bis zu 3 °C Lufttemperatur und 20 % relativer Luftfeuchtigkeit auf.

Wetterhütten und Instrumente

Die oben erwähnten Wetterhütten (auch Klimahütten oder englische Hütten genannt) bestehen aus winddurchlässigen Lamellenwänden und sind außen weiß angestrichen, um die Temperaturdaten nicht durch die Sonneneinstrahlung zu verfälschen. Eine dunkle Oberfläche würde bei Sonnenschein, aber auch bei leichter Bewölkung, mehr Strahlung absorbieren, an die Raumluft weitergeben und damit die Innen- gegenüber der Außentemperatur erhöhen. Somit würden dunkle Wetterhütten immer eine zu hohe Temperatur aufzeichnen und der systematische Fehler würde zudem in Abhängigkeit von der Witterungsentwicklung variieren (Siehe Strahlungsfehler). Damit die Daten verschiedener Wetterstationen vergleichbar sind, hat man festgelegt, dass Wetterhütten exakt 2 Meter über einer Grasfläche und mindestens 10 Meter vom nächsten Baum entfernt aufgestellt werden müssen, außerdem sollten die Hütten im Idealfall ganztägig von der Sonne beschienen und ungehindert vom Wind getroffen werden. Alternativ zu den konventionellen Wetterhütten werden für automatische bzw. digitale Stationen (s. u.) auch kleinere Strahlungsschutzhütten mit aktiver Belüftung (Zwangsbelüftung) verwendet. Auch diese bestehen aus Lamellenwänden, sind aber zusätzlich mit einem strombetriebenen Lüfter ausgestattet, damit die geringeren Maße des Gehäuses nicht durch Materialerwärmung zu einer Verfälschung der Lufttemperatur führen.

Die „typische Wetterhütte“ ist mit Psychrometer, Maximum- und Minimumthermometer und einem Thermohygrograph ausgestattet.

Außerhalb der Wetterhütte ist außerdem ein Niederschlagsmesser unter freiem Himmel, ein Anemoskop und ein Anemometer angebracht. Manche Stationen messen darüber hinaus auch die Globalstrahlung, Sonnenscheindauer oder spezielle Werte wie die Verdunstung oder die Bodentemperatur.

Um Daten von diesen analogen Wetterstationen zu sammeln, müssen die Instrumente innerhalb der Wetterhütte abgelesen werden. Außerhalb ist der Wasserstand im Regenmesser bzw. die aktuelle Windgeschwindigkeit und Richtung am Anemometer abzulesen. Dieses geschieht bei hauptamtlichen Stationen jede Stunde (bei nebenamtlichen Stationen nur um 7, 14 und 21 Uhr), beim Regenmesser jeden Morgen um 7 Uhr.

Vorteile analoger Stationen

• keine Stromquelle erforderlich
• bessere Beurteilung, wie genau und zuverlässig die aktuellen Messwerte sind.
• Beobachter macht noch weitere visuelle Beobachtungen (z. B. Wetterverlauf, Sichtweite), die auch sehr wertvoll sind und bei unbemannten automatischen Wetterstationen entfallen.

Nachteile

• die Wetterdaten werden nur in gewissen Zeitabständen (z. B. stündlich) erfasst.
• die Wetterdaten müssen immer „von Hand“ abgelesen werden, was eine erhebliche Kostenbelastung mit sich bringt.

Digitale Wetterstationen

Wetterradarstation des Deutschen Wetterdienstes DWD in Dreieich-Offenthal

Digitale Wetterstation mit einigen Sonderfunktionen

Digitale Wetterstationen haben im Wesentlichen die entgegengesetzten Vor- und Nachteile (siehe unten). Sie bestehen aus zwei oder mehreren getrennten Teilen:

• der Basisstation, welche die Daten empfängt und auswertet
• den Sensoren für die Messdaten und die zugehörige Datenübertragung.

Die Sensoren werden an den gewünschten Messpunkten angebracht, an denen sie Daten sammeln und zur Basisstation übermitteln. Diese empfängt die Daten (entweder über Kabel oder per Funk) und zeigt sie auf einem LC-Display an. Außerdem werden die Daten meistens für einige Zeit gespeichert und können bei Bedarf wieder aufgerufen werden.

Teurere Stationen übertragen die Daten auch in einen PC und/oder liefern auch eine genäherte Wettervorhersage für die nächsten Stunden.

Für die Datenfernübertragung (DFÜ) zu einem PC kommen unterschiedliche Übertragungswege zum Einsatz. Sehr verbreitet sind kabelgebundene Übertragungswege durch serielle Datenkabel z.B. über RS232 / RS485 oder DFÜ-Verbindungen über Analoge-, ISDN- oder Funkmodems (GSM, GPRS). Zunehmend nutzen heutige Wetterstationen auch auf dem Internetprotokoll basierende Datenwege. Damit sind Wetterdaten über standardisierte Protokolle per FTP, HTTP, SNMP in lokalen Netzwerken (LAN) und Funknetzwerken (WLAN), aber auch weltweit über das Internet verfügbar. Moderne Wetterstationen versenden auch direkt SMS. (Frostwarnung oder aktuelle Wetterdaten aufs Handy)

Die meistens verwendeten Sensoren sind im Einzelnen:

• Thermometer (innen und außen), Hygrometer (oft innen und außen), Barometer (meistens innen),
• Regenmesser und Windmesser (Anemometer) (außen).

Manche aufwändigen und teuren Systeme bieten weitere Möglichkeiten wie für Bewölkung oder Strahlungsbilanz, bzw. sind mit Webcams ausgerüstet.

Einfache Wetterprognose

Eine Wetterstation aus längst vergangenen Zeiten

Mithilfe des Luftdrucks erstellen manche digitale Wetterstationen eine Wetterprognose, die das kommende Wetter genähert vorhersagt. Eine solche Prognose nur aufgrund der Drucktendenz ist meistens sehr unzuverlässig, da viele der für das Wetter verantwortlichen Faktoren unberücksichtigt bleiben.

Modernere Stationen berücksichtigen zumindest noch den Verlauf der Temperatur, manche sogar alle außen gesammelten Daten. Solche Prognosen sind zuverlässiger und treffen lokal in 70 bis 90 Prozent der Fälle die richtige Vorhersage.

Die amtlichen Wetterprognosen erreichen demgegenüber 80 bis 90 Prozent, allerdings auch für größere Regionen sowie mit präziseren Angaben incl. Temperatur, Wind und Regenmenge. Ein erfahrener Laie kann lokal auch ohne Messungen (nur mit Wind und Wolken) 70-80 % erreichen, während die einfachst-mögliche Prognose „heute so wie gestern“ immerhin zu etwa 60 % zutrifft.

Sensoranbindung

Werden die Sensordaten per Funk übertragen, geschieht das meistens über die vielbenutzte Frequenz 433 MHz des 70-Zentimeter-Bandes. Andere Funkgeräte, die ebenfalls auf diesem ISM-Band senden, können den Funkempfang empfindlich stören. Neuere Modelle verwenden vielfach die Frequenz von 868 MHz und senden bidirektional, um Messwerte in Echtzeit aktiv anzuforden.

Auch ist bei Funkübertragung die Reichweite meistens nicht sehr hoch, zumal wenn mehrere Wände zu durchdringen sind. Außerdem benötigen bei Funkübertragung alle Sensoren eine eigene Stromversorgung; sie kann jedoch bei geringem Verbrauch mit Solarzellen erfolgen.

Kabelgestützte Systeme haben diese Probleme nicht, allerdings müssen dann die Kabel lang genug sein, um bis zu den Sensoren zu reichen, und bei höheren Ansprüchen auch geeicht werden.

Vorteile digitaler Stationen

• Die Daten können bequem vom Haus aus erfasst werden, wobei viele eintönige Arbeiten entfallen und Übertragungsfehler durch eine manuelle Digitalisierung bzw. auch eine fehlerhafte Ablesung der Messwerte entfallen.
• Speicherung und Digitalisierung der Messwerte über einen längeren Zeitraum geschieht automatisch.
• Es entstehen geringere Unterhaltungskosten, insbesondere durch Personaleinsparungen.

Nachteile

• Stromversorgung wird benötigt
• Falsche Daten (z. B. durch Laub oder Schmutz im Regenmesser, Vogelexkremente auf dem Globalstrahlungssensor etc.) kommen immer wieder vor und eine manuelle Überprüfung der Messapparaturen ist daher oft ebenso notwendig wie bei analogen Wetterstationen
• Wetterverlauf wird bei einfachen Modellen nicht beobachtet

Siehe auch

Klimadiagramm, Jahresmitteltemperatur, Ombrometer, Wettertechniker, Wetterstation Schatzgräber, Hoher Peißenberg (älteste Bergwetterstation der Welt)

Weblinks

• Deutschsprachige Website mit Tests von Wetterstationen und Diskussionsforum
• Verzeichnis privater Wetterstationen weltweit
• Automatisches Wetterkartenverzeichnis weltweit
• Automatisches Wetterkartenverzeichnis deutschlandweit