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Meine erste richtige Wetterstation, eine "VantagePro" des amerikanischen Anbieters Davis, ging im Herbst 2004 in Betrieb. Etwa 7 Jahre später, im April 2011, ging meine zweite Station, ebenfalls eine Davis, diesmal aber das Nachfolgemodell "VantagePro2", in Betrieb. Für die neue Station habe ich eine neue Klimahütte mitsamt einem neuen Gestell gebaut. Dadurch ergab sich die Möglichkeit, die alte Station, die später demontiert werden soll und dann bei Bedarf als Ersatz-Station dienen kann, mit der neuen Station direkt nebeneinanderstehend zu vergleichen.
Vor der Inbetriebnahme der neuen Station wurde jedoch noch eine Überarbeitung der Wippe des Regenmessers notwendig, da diese leider sehr unsymetrisch gearbeitet war. Auch die Regenmesserheizung habe ich vor der Inbetriebnahme noch eingebaut.
Ich habe nun beide Stationen mittlerweile seit fast einem Jahr im Parallelbetrieb und alle Messwerte aufgezeichnet. Der Windmesser der alten Station wurde allerdings schon im Oktober 2011 demontiert und die Regenmesserheizung wurde in der alten Station auch nicht mehr betrieben. Für jeden Tag habe ich Messkurven beider Quellen in Vergleichsdiagramme eingetragen. Meine Beobachtungen werden im Folgenden dargestellt. Innentemperatur und Innenfeuchte bleiben dabei außen vor, denn diese Werte habe ich nie beachtet.
In allen Diagrammen, auf die im Folgenden verwiesen wird, gehört die blaue Kurve zur alten VantagePro und die rote Kurve zur neuen VantagePro2. Die genannten Abweichungen sind immer als Abweichung der Messwerte der neuen Station auf die Werte der Alten zu verstehen (alt = Referenz).
Die Abweichung der Temperatur ist oberhalb von etwa 6 °C praktisch 0, siehe hier oder hier oder hier! Unterhalb dieses Wertes bis etwa -2 °C tritt eine zunehmende Abweichung auf, die maximal auf etwa 0,3 bis 0,4 °C ansteigt. Unterhalb davon steigt die Abweichung dann nicht weiter an.
In der nachfolgenden Tabelle sind die ermittelten Monatsmittelwerte aufgeführt. Dabei ist zu berücksichtigen, das in der alten Klimahütte bei intensiver Sonneneinstrahlung etwas zu hohe Temperaturen gemessen werden, vergleiche hierzu den Bericht über den Bau der Klimahütten und siehe dieses beispielhafte Diagramm. Die Mittelwerte fallen also in Monaten mit vielen Sonnenstunden bei der neuen Station durch eine Verbesserung der Messgenauigkeit etwas niedriger aus.
| Monat | Monatsmittel VantagePro |
Monatsmittel VantagePro2 |
Abweichung |
|---|---|---|---|
| Mai 2011 | 13,1 °C | 12,9 °C | -0,2 Grad |
| Juni 2011 | 15,0 °C | 14,8 °C | -0,2 Grad |
| Juli 2011 | 14,4 °C | 14,2 °C | -0,2 Grad |
| August 2011 | 17,3 °C | 17,1 °C | -0,2 Grad |
| September 2011 | 14,3 °C | 14,2 °C | -0,1 Grad |
| Oktober 2011 | 7,6 °C | 7,6 °C | 0,0 Grad |
| November 2011 | 3,5 °C | 3,5 °C | 0,0 Grad |
| Dezember 2011 | 1,6 °C | 1,8 °C | +0,2 Grad |
| Januar 2012 | -0,2 °C | -0,0 °C | +0,2 Grad |
| Februar 2012 | -5,1 °C | -4,9 °C | +0,2 Grad |
Die negative Abweichung in den Monaten Mai bis September kommt also im Wesentlichen durch eine genauere Messung in der neuen Klimahütte zustande, die positive Abweichung in den Monaten Dezember 2011 sowie Januar und Februar 2012 ist dagegen tatsächlich auf den Temperatursensor zurückzuführen. In Oktober und November neutralisieren sich die beiden Effekte zum Teil.
Letztendlich muß man feststellen, das die beiden Temperatursensoren außerordentlich gut übereinstimmen! Um die zukünftigen Messungen mit der VantagePro2 möglichst auf dem Niveau der Werte der alten Station fortführen zu können, habe ich aufgrund dieser Untersuchungen beschlossen, ihre Werte geringfügig zu korrigieren: Mit einer Korrektur um -0,1 Grad ergibt sich im Mittel über das gesamte Jahr die beste Übereinstimmung. Ich habe ohnehin den Eindruck, daß der alte Sensor näher an der Wahrheit liegt. Alle oben verlinkten Diagramme sind jedoch ohne Korrektur erstellt!
Zur absoluten Genauikeit der Temperaturmessung siehe auch diesen Bericht.
Auch bei der Luftfeuchte zeigen die beiden Stationen eine etwas unterschiedlich verlaufende Kennlinie, die Werte der alten Station sind hier aber dürchgängig niedriger, so daß ein anderer Offset notwendig wurde. Beide Stationen erreichen unkorrigiert niemals den Wert 100%, die Alte zeigte maximal 95%, die Neue maximal 98%. Während oberhalb etwa 90% der Unterschied rund 3% beträgt, laufen die Kennlinien unterhalb davon schnell weiter auseinander und die neue Station zeigt um bis zu 8% höhere Werte an. Diese Ungenauigkeiten sind auch in dieser gehobenen Preisklasse normal, genauere Sensoren wären viel teurer!
Da ich also mit einer eingeschränkten absoluten Genauigkeit leben muß, wollte ich wenigstens plausible und halbwegs vergleichbare Ergebnisse erzielen. Bei der Inbetriebnahme der ersten Station habe ich für die Relative Luftfeuchte einen Korrektur-Offset von +5% in die Software eingetragen. Damit erreichte ich Anzeigewerte bis zu 100%. Habe ich die Messung damit unzulässig verfälscht oder eher optimiert?
Die folgende Tabelle mag als Indiz für letzteres dienen. Sie zeigt die offiziellen langjährigen Monatsmittelwerte für Münsingen (5km entfernt) aus dem Zeitraum 1961-1990 im Vergleich zu meinen eigenen Monatsmittelwerten aus den ersten 7 Betriebsjahren (incl. der oben beschriebenen Korrektur!).
| Monat | Historisches Monatsmittel Münsingen |
Monatsmittel VantagePro |
Abweichung |
|---|---|---|---|
| Januar | 88 % | 88,4 % | +0,4 % |
| Februar | 86 % | 85,5 % | -0,5 % |
| März | 80 % | 79,5 % | -0,5 % |
| April | 76 % | 70,8 % | -5,2 % |
| Mai | 75 % | 73,3 % | -1,7 % |
| Juni | 77 % | 75,2 % | -1,8 % |
| Juli | 77 % | 75,0 % | -2,0 % |
| August | 80 % | 79,7 % | -0,3 % |
| September | 82 % | 82,9 % | +0,9 % |
| Oktober | 85 % | 86,9 % | +1,9 % |
| November | 88 % | 89,0 % | +1,0 % |
| Dezember | 89 % | 90,8 % | +1,8 % |
| Jahr | 82 % | 81,4 % | -0,6 % |
Die hohe Differenz im April ist erklärbar: In mehreren der letzten 7 Jahre, insbesondere 2007, 2009 und 2011, fiel der April außerordentlich warm und trocken aus!
Mit der neuen Station mußte ich einen Kompromiß machen, da ich die unterschiedliche Kennlinie nicht ausgleichen kann. Hier habe ich in die Software einen Offset von +1% eingetragen, damit kommt sie im Maximum nur auf 99%. Mehr wollte ich nicht eintragen, weil sonst der Messbereich unterhalb 90% noch weiter von den Werten der alten Station abweichen würde. Wahrscheinlich werden die Monatsmittelwerte mit der neuen Station aufgrund ihrer Charakteristik eher noch etwas näher an den Vergleichswerten aus Münsingen liegen. Nachfolgend die Vergleichstabelle VantagePro/VantagePro2, jeweils incl. des angesprochenen Offsets (im Mai war in VantagePro2 noch kein Offset eingetragen):
| Monat | Monatsmittel VantagePro |
Monatsmittel VantagePro2 |
Abweichung | Monatsmin. VantagePro |
Monatsmin. VantagePro2 |
Abweichung | Monatsmax. VantagePro |
Monatsmax. VantagePro2 |
Abweichung | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ( Mai 2011 | 66,1 % | 66,2 % | +0,1 % | 21 % | 21 % | +0 % | 99 % | 99 % | 0 % ) | ||
| Juni 2011 | 78,4 % | 79,0 % | +0,6 % | 36 % | 37 % | +1 % | 99 % | 98 % | -1 % | ||
| Juli 2011 | 79,6 % | 80,1 % | +0,5 % | 33 % | 35 % | +2 % | 99 % | 98 % | -1 % | ||
| August 2011 | 77,8 % | 78,9 % | +1,1 % | 31 % | 34 % | +3 % | 99 % | 99 % | 0 % | ||
| September 2011 | 82,3 % | 82,8 % | +0,5 % | 44 % | 46 % | +2 % | 99 % | 98 % | -1 % | ||
| Oktober 2011 | 86,5 % | 86,3 % | -0,2 % | 36 % | 37 % | +1 % | 100 % | 98 % | -2 % | ||
| November 2011 | 91,5 % | 90,8 % | -0,7 % | 41 % | 43 % | +2 % | 100 % | 99 % | -1 % | ||
| Dezember 2011 | 91,8 % | 91,5 % | -0,3 % | 63 % | 67 % | +4 % | 100 % | 98 % | -2 % | ||
| Januar 2012 | 91,2 % | 91,2 % | 0,0 % | 38 % | 41 % | +3 % | 100 % | 98 % | -2 % | ||
| Februar 2012 | 81,8 % | 83,9 % | 2,1 % | 33 % | 36 % | +3 % | 100 % | 98 % | -2 % |
Wie man sieht, fallen die Unterschiede bei den Monatsmittelwerten oft kaum ins Gewicht. Die Minimalwerte der täglichen Relativen Luftfeuchtigkeit fallen jedoch mit der VantagePro2 höher aus - im Mittel bisher um 2,3% -, die Maximalwerte fallen dagegen etwas niedriger aus - im Mittel um 1,3% - damit kann ich leben!
Die Abweichung beider Stationen beträgt nach Kalibrierung im Mittel auf die Monate bezogen weniger als 0,2 hPa! Vom Bereich sehr niedrigem bis zum Bereich sehr hohem Luftdrucks stimmen die Kurven gut überein. Vergleiche mit übers Internet zugänglichen offiziellen Messwerten umliegender Stationen bei stabilen Luftdruckverhältnissen zeigten, das die Messung sehr genau ist und der Messfehler höchstens im Bereich von +/- 1,5 hPa liegen dürfte.
Als Unterschied bei den beiden Stationen fiel auf, daß die Alte nur alle 15 Minuten einen neuen Wert anzeigte, die neue dagegen (mindestens) alle 5 Minuten. Außerdem scheint die Messkurve der neuen Station gegenüber der Alten geglättet, siehe dieses Diagramm.
Die folgende Tabelle der Monatsmittelwerte belegt den hohen Übereinstimmungsgrad. Eine sorfältige Kalibrierung erfolgte erst Ende Mai.
| Monat | Monatsmittel VantagePro |
Monatsmittel VantagePro2 |
Abweichung |
|---|---|---|---|
| ( Mai 2011 | 1017,6 hPa | 1018,4 hPa | +0,8 hPa ) |
| Juni 2011 | 1015,5 hPa | 1015,6 hPa | +0,1 hPa |
| Juli 2011 | 1012,3 hPa | 1012,5 hPa | +0,1 hPa |
| August 2011 | 1014,0 hPa | 1014,0 hPa | 0,0 hPa |
| September 2011 | 1017,1 hPa | 1017,0 hPa | -0,1 hPa |
| Oktober 2011 | 1020,8 hPa | 1020,8 hPa | 0,0 hPa |
| November 2011 | 1021,7 hPa | 1021,8 hPa | +0,1 hPa |
| Dezember 2011 | 1016,8 hPa | 1016,9 hPa | +0,1 hPa |
| Januar 2012 | 1022,2 hPa | 1022,4 hPa | +0,2 hPa |
| Februar 2012 | 1027,4 hPa | 1027,7 hPa | +0,3 hPa |
Das Erste, was beim Test des neuen Windmessers auffiel war, das sein Windrad sich schon bei sehr leichtem Wind dreht, während das Windrad des alten Windmessers dann noch steht. Offensichtlich hat das alte Windrad mittlerweile altersbedingt ein erhöhtes "Losbrechmoment". Das führt natürlich dazu, das sich grundsätzlich mit dem neuen Windmesser höhere Mittelwerte ergeben, weil der Anteil schwachen Windes, bei dem das neue Windrad schon dreht, das alte aber noch nicht, sehr hoch ist.
Wenn beide Windräder drehen, sind die durchschnittlichen Messwerte bis etwa 15 oder 20 km/h praktisch gleich. Darüber hinaus, insbesondere bei den Windböen, zeigt der alte Windmesser immer die höheren Werte.
Zur Veranschaulichung auch hier zwei Tabellen: Die erste zeigt wieder Monatsmittelwerte, die zweite zeigt Maximalböen ausgesuchter Tage. Der alte Windmesser wurde allerdings bereits im Oktober 2011 demontiert, und so stammen alle Werte aus einem eher windschwachen Zeitraum.
| Monat | Monatsmittel VantagePro |
Monatsmittel VantagePro2 |
Abweichung |
|---|---|---|---|
| Mai 2011 | 3,0 km/h | 4,1 km/h | +33 % |
| Juni 2011 | 3,3 km/h | 4,2 km/h | +27 % |
| Juli 2011 | 2,8 km/h | 3,8 km/h | +36 % |
| August 2011 | 2,2 km/h | 3,3 km/h | +50 % |
| September 2011 | 2,7 km/h | 3,3 km/h | +22 % |
| Datum | Max. Windböe VantagePro |
Max. Windböe VantagePro2 |
Abweichung |
|---|---|---|---|
| 01.05.2011 | 22,5 km/h | 22,5 km/h | 0 % |
| 02.05.2011 | 19,3 km/h | 17,7 km/h | -8 % |
| 06.05.2011 | 19,3 km/h | 22,5 km/h | +17 % |
| 19.05.2011 | 32,2 km/h | 30,6 km/h | -5 % |
| 31.05.2011 | 43,5 km/h | 40,2 km/h | -8 % |
| 15.06.2011 | 12,9 km/h | 12,9 km/h | 0 % |
| 22.06.2011 | 62,8 km/h | 56,3 km/h | -10 % |
| 07.07.2011 | 49,9 km/h | 48,3 km/h | -3 % |
| 10.07.2011 | 61,2 km/h | 51,5 km/h | -16 % |
| 08.08.2011 | 53,1 km/h | 48,3 km/h | -9 % |
Während die höheren Mittelwerte sich erklären lassen (siehe oben) und sicherlich eine Verbesserung der Messgenauigkeit bedeuten, bleibt die Messung insbesondere der stärkeren Windböen zweifelhaft. Welche Station hier die besseren Messwerte liefert weiß ich wegen fehlender Referenzwerte leider nicht.
Nachtrag März 2012: Ein neu gekaufter Ersatz-Windmesser - schon der neue mit der Metallspitze an der Windfahne - verhält sich fast identisch zu dem ebenfalls noch recht neuen Windmesser der VantagePro2.
Die Abweichung der Windrichtung ist bei ordentlicher Montage im Mittel zu vernachlässigen.
Der Regenmesser der VantagePro2 wurde leider in einem kaum brauchbaren Zustand geliefert: Die im Zählwerk verbaute Kipp-Wippe war sehr unsymetrich gearbeitet, was dazu führte, das die beiden Seiten bei sehr unterschiedlichen Wassermengen kippten: ca. 4,5ml zu 2,5ml - Sollwert wäre für beide Seiten 4,22ml. Neben Problemen bei der Erfassung sehr kleiner Niederschlagsmengen - je nachdem wie die Wippe gerade steht führt eine kleinere oder eine größere Wassermenge zu einem Kippvorgang - stimmte auch die Summe insgesamt nicht, es wurden konstant etwa 20% zu viel gemessen.
Bei der alten VantagePro war das noch besser: Hier funktionierte der Regenmesser 7 Jahre lang immer zufriedenstellend, und das mit der werksseitigen Kalibrierung! Seit September 2011 macht er zwar Pobleme, aber ich habe in letzter Zeit auch die Wartung vernachlässigt, wahrscheinlich muß er mal gereinigt werden.
Nachdem ich den neuen Regenmesser mühsam nachbearbeitet und kalibriert hatte, ergaben sich für die Monate Juni bis August 2011 die in der Tabelle angegebenen Niederschlagsmengen. Die Entfernung zwischen beiden Messtrichtern betrug etwa 1,5 Meter, siehe dieses Bild. Ganz grob prüfe ich übrigens die Niederschlagsmengen immer noch zusätzlich mit einem herkömmlichen Meßbecher aus dem Gartenbau-Fachgeschäft, damit ich eventuell auftretende Messprobleme zeitnah erkenne.
| Monat | Niederschlag VantagePro |
Niederschlag VantagePro2 |
Abweichung |
|---|---|---|---|
| Juni 2011 | 103,6 mm | 103,4 mm | -0,2 % |
| Juli 2011 | 216,2 mm | 224,4 mm | +3,8 % |
| August 2011 | 84,8 mm | 86,2 mm | +1,7 % |
Bei guter Kalibrierung dürfte sich die Abweichung der Regenmessung im Bereich von +/-5% bewegen.
Man kann mit zwei Stationen sicher kein umfassendes Qualitätsurteil abgeben. Der Gesamteindruck ist etwas unausgewogen: Besonders erfreulich ist die hohe Qualität bei der wichtigen Temperaturmessung, ebenfalls die gute Übereinstimmung beim Barometer. Auch die Übereinstimmung der Regenmessung ist für mich in Ordnung.
Etwas schlechter sieht es dagegen bei der Messung der Relativen Luftfeuchte und der Windgeschwindigkeit aus. Hier treten doch größere Unterschiede auf. Besonders beim Windmesser scheint sich nach gut 7 Jahren Betrieb doch schon ein gewisser Verschleiß bemerkbar zu machen.
Nicht ins insgesamt eher zufriedenstellende Bild passt die Sache mit der ungenau gearbeiteten Kippwippe im neuen Regenmesser. Aus Internetforen weiß ich, das daß kein Einzelfall ist. Offensichtlich hat der Hersteller die Produktion der Wippe nicht im Griff oder es fehlt an Kontrollmechanismen vor der Auslieferung. Ich habe mir jedenfall zwei Ersatzwippen bestellt und werde diese nach Erhalt genauestens überprüfen. Im ausgelieferten Zustand war die Regenmessung nicht brauchbar!
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