Die private Wetterstation Rietheim-Lichse basiert auf der im Handel erhältlichen semiprofessionellen Wetterstation VantagePro (seit Juni 2011: Modell VantagePro2) der Firma Davis aus den USA. Es handelt sich hierbei um eine integrierte Messeinheit zur Aufnahme und Zwischenspeicherung der benötigten Messwerte. Die technische Spezifikation befindet sich hier. Dieses Modell wird häufig vor allem in der Landwirtschaft eingesetzt. Gegenüber dem serienmäßigen Modell sind von mir drei wesentliche Änderungen vorgenommen worden:
Diese Maßnahmen sorgen für genauere Messwerte und ermöglichen die automatische Erfassung von gefrorenem Niederschlag.
Die Daten wurden bei der ersten Version (A) der Station über Funk ins Haus übertragen und dort am PC gespeichert und ausgewertet. Seit Juni 2011 ist ein neueres Modell der Meßeinheit im Einsatz (Version B), bei der an Stelle der Funk-Datenübertragung eine im Betrieb sicherer und zuverlässiger funktionierende kabelgebundene Datenübertragung stattfindet. Zur weiteren Aufbereitung der Daten nutze ich selbstgeschriebene Software.
Als einzige echte Messgröße kann die Schneehöhe im Winter nicht automatisch erfaßt werden, daher wird sie bei Bedarf manuell gemessen. Auch allgemeine Wetterbeobachtungen wie Nebel, Gewitter, Bodenfrost etc. werden manuell notiert.
Backup-System:
Um bei einer Betriebsstörung der Station wenigstens die wichtigsten Messdaten weiterhin aufzeichnen zu können, läuft parallel zur Wetterstation ein sogenannter ‘Klimalogger‘ der Firma TFA Dostmann mit. Dieses Gerät ist ebenfalls in der Lage, die gemessenen Daten – hier jedoch nur Temperatur und Luftfeuchte – in einem internen Speicher mit entsprechenden Intervallen abzuspeichern und hält bei der gewählten Einstellung immer die Daten der letzten 11 Tage bereit. Der Klimalogger wurde auf die Werte der Hauptstation abgeglichen, einer der vorhandenen Sensoren wird zum Messen der Lufttemperatur 5cm über dem Boden benutzt (Erfassung von Bodenfrost und Bodenminimum).
Der Niederschlag wird zusätzlich – unabhängig von der Wetterstation, manuell mit einem Meßbecher – kontrolliert.
Version A: Einsatz von 2005 bis 2011
Die Holz-Konstruktion der ersten Version der Klimahütte basiert auf dem Bauvorschlag für eine passive Klimahütte des Deutschen Wetterdienstes, wie sie früher allgemein verwendet wurde. Das Volumen wurde jedoch verringert, da wesentlich weniger Instrumente Platz finden müssen. Die Klimahütte ist zu allen Seiten und nach unten hin offen für Luftaustausch, ohne jedoch Strahlung in den Innenraum gelangen zu lassen.
Da in der Anfangszeit trotzdem eine deutlich meßbare Erwärmung bei intensiver Sonnenbestrahlung festgestellt wurde, habe ich schon bald eine spezielle Dachkonstruktion mit integriertem Lüfter eingesetzt (siehe Zeichnung), die durch ihre besondere Konstruktion auch noch ausreichende passive Konvektion gewährleistet. Letzteres ist wichtig, falls der Lüfter einmal stromlos bleibt (Netzausfall). Bei Sonnenschein wird zusätzlich Strom von einem Solarpanel geliefert, so daß in dieser Situation der Lüfter auch bei einem Stromausfall weiterläuft.
Zu Gunsten einer einfachen Wartung wurde die Klimahütte auf einem Dreibein-Gestell in nur ca. 1,7 Meter Höhe (Sensor-Höhe) anstatt in der empfohlenen Höhe von 2 Metern montiert. Dadurch ergeben sich keine nenenswerten Abweichungen.
Version B: Einsatz seit Juni 2011
Um unterbrechungsfreie Wartung und Reparatur zu ermöglichen und um zeitweiligen Problemen mit der Funkverbindung ins Haus zu begegnen habe ich im Jahr 2010 eine zweite Wetterstation angeschafft, diesmal eine kabelgebundene Variante. Weil die neue Station in einem parallelem Betrieb zunächst auf die Werte der alten Station kalibriert werden sollte (Stichwort: Kontinuität der Aufzeichnungen), wurde die Gelegenheit genutzt, die in die Jahre gekommene etwas unpraktische Variante A durch eine verbesserte Version zu ersetzen.
Bei dieser neuen Konstruktion flossen alle mit Version A gemachten positiven und negativen Erfahrungen mit in die Planung ein. So wurde beispielsweise darauf geachtet, keine waagerechten Holzflächen zu haben auf denen Regenwasser stehen bleibt. Da sich die permanente Entlüftung der Klimahütte in Form von sehr genauen Messwerten und schneller Reaktion der Sensoren bewährt hat und deshalb beibehalten werden sollte, war es nicht mehr nötig, eine großvolumige lamellenbestückte Klimahütte zu verwenden. Statt dessen wird ein kleineres Sensorgehäuse mit integriertem Lüfter benutzt, daß trotzdem auch weiterhin passive Konvektion ermöglicht (siehe Zeichnung). Dieses Sensorgehäuse ist durch einen zusätzlichen externen Schutzschild, welcher nach Norden und nach unten offen ist, vor direkter Sonnenstrahlung geschützt.
Die komplette Einheit ist an einem neuen Doppelpfahl befestigt, zwischen dessen beiden Teilen im oberen Bereich ein geschlossenes Schutzgehäuse für die Elektronik integriert wurde. Alle Sensoren und die Integrierte Sensoreinheit sind nun in kürzester Zeit und sehr einfach auswechselbar. Nebenbei hat der Doppelpfahl eindeutige Vorteile gegenüber dem alten Dreibein, was das Rasenmähen angeht...
Ursprünglich sollte die neue Station ein halbes Jahr lang im Test laufen und dann kalibriert werden. Da die Sensoren jedoch so gut übereinstimmten, daß keine Kalibrierung notwendig war, und außerdem deutlich wurde, daß die neue Station einige kleine Schwächen der alten Konstruktion (z. B. bei starker seitlicher Sonneneinstrahlung erwärmten sich die Lamellen etwas, und über diese erwärmten Lamellen wurde die Luft ins innere gesaugt: Das führte zu einer kleinen Verfälschung der Temperaturwerte) vermied (im direkten Vergleich gut erkennbar), wurde der Übergang auf die neue Station bereits mit dem Juni 2011 realisiert.
Um eine effektive Beheizung des Regenmessers zu ermöglichen, wurde das Trichtergehäuse zuerst einmal von innen her isoliert. Als Heizung kommen vier auf der Grundplatte verteilte Leistungswiderstände zum Einsatz, die mit einer maximalen Heizleistung von 30 Watt betrieben werden. Ein zusätzlicher kleiner Lüfter sorgt für eine gleichmäßige und effektive Wärmeverteilung im Innern (siehe Bild, hier Version A abgebildet).
Die Heizung wird bei Bedarf manuell eingeschaltet, die Heizleistung ist über die angelegte Versorgungsspannung in einem weiten Bereich steuerbar.
Auf dem Bild ist unter anderem die Steuerelektronik sichtbar, die sowohl für die Versorgung der Heizung als auch für eine konstante Versorgungsspannung des Lüfters in der Klimahütte bzw. im Sensorgehäuse zuständig ist (siehe oben). Diese Elektronik ist bei der neuen Version B mit in das Schutzgehäuse im Doppelpfahl gewandert. Bei der Version B kann der Regenmesser für Reinigungs- und Wartungszwecke ganz einfach heruntergeklappt werden.