nach Regen 62% 4,9 °C

Hardware

echte Wöllsdorfer Meßwerte für Döbeln und Umgebung

Distrometer

Distrometer Ott Hydromet Parsivel2

Das Distrometer (englisch disdrometer) ist ein Meßgerät zur Bestimmung von Art und Intensität des Niederschlags. Seit April 2023 besitzt die Wetterstation Wöllsdorf ein solches Instrument von der Firma OTT HydroMet. Die Meßwerte werden verwendet, um das Wettersymbol zu bestimmen, das auf der Startseite oben links zu sehen ist.

  1. Meßverfahren
  2. Vergleich mit anderen Niederschlagsmeßverfahren
  3. Die Meßgrößen im Einzelnen
  4. Verarbeitung und Speicherung der Meßwerte
  5. Wetterschlüssel
  6. Technische Daten des OTT Hydromet Parsivel2
  7. Geschichtliches
  8. Verweise

Meßverfahren

Die Aufgabe eines Distrometers ist es, Niederschlagspartikel (Regentropfen, Schneeflocken oder Hagelkörner, in der Meteorologie zusammenfassend Hydrometeore genannt) nach Anzahl, Größe und Geschwindigkeit zu bestimmen. Ursprünglich ließ man dazu den Niederschlag auf eine Membran fallen und wertete den Impuls aus, der bei diesem Vorgang übertragen wurde. Geräte wie das der Wetterstation Wöllsdorf verwenden dagegen einen Laserstrahl, der eine Lichtfläche aufspannt, durch die der Niederschlag hindurchfällt. Gemessen wird die Abschattung am anderen Ende der Lichtfläche. Daneben gibt es noch eine ganze Reihe weiterer optischer Verfahren, darunter mittels Videoaufnahme.

Vergleich mit anderen Niederschlagsmeßverfahren

Das klassische Verfahren der Niederschlagsbestimmung besteht darin, den Niederschlag in einem Behälter zu sammeln und dabei das Volumen oder das Gewicht zu bestimmen. Mit diesem Verfahren läßt sich sehr genau die Menge des Niederschlags ermitteln. Über dessen Art liefert es aber keine Aussage. Durch die Auswertung der Meßwerte des Distrometers erhält man dagegen Informationen über die Art und die Intensität des Niederschlags.

Die Niederschlagsmeßeinrichtung des Davis Vantage Pro 2 basiert auf einem Kipplöffel mit einem Volumen entsprechend 0,2 mm Regen. Bei schwachem Regen dauert es entsprechend lange, bis überhaupt etwas registriert wird. Fällt der Niederschlag in fester Form, wird die Messung überdies so lange verzögert, bis er im Meßkegel aufgetaut ist.

Das Distrometer erkennt dagegen jedes einzelne Niederschlagspartikel und liefert so gerade bei schwachem oder intermittierendem Regen wesentlich brauchbarere Ergebnisse.

Die Meßgrößen im Einzelnen

Die Software des Gerätes ermittelt aus den gemessenen Schwankungen des Laserstrahles eine ganze Reihe verschiedener Werte, die es über seine Schnittstelle ausgibt.

Nr. Bezeichnung Größe Einheit Wertebereich Beschreibung
02 Regen (akkumuliert) ottRainAccu mm 0,00...0300,00
24 Regen (absolut) ottRainAbs mm 0,00...?
01 Regenintensität ottRainRate R mm/h 0,000...1200,000
35 Schneehöhen-Intensität ottSnowRate mm/h 0,00...?
08 Sichtweite im Niederschlag ottMOR MOR m 0...20000 Nebel beeinflußt diesen Wert nicht.
07 Radarreflektivität ottDBZ dBZ dB -9,999...99,999
04 Wetterzustand 4677 ottWw ww 00...99
03 Wetterzustand 4680 ottWawa wawa 00...99
05 Wetterzustand 4678 ottMETAR w'w' max. 5 Zeichen
06 Wetterzustand ottNWS max. 4 Zeichen
10 Signalamplitude des Laserbandes 0...99999
11 Anzahl der erkannten und validierten Partikel 0...99999
Gerätezustandsdaten
12 Temperatur im Sensorgehäuse °C -99...100
26 Temperatur der Leiterplatte °C -99...100
27 Temperatur im Sensorkopf rechts °C -99...100
28 Temperatur im Sensorkopf links °C -99...100
17 Versorgungsspannung Us V 0,0...30,0 Betriebsbereich 10...28 V
16 Strom Sensorkopfheizung Iheiz A 0,00...4,00
18 Sensorstatus 0...3
25 Fehlercode 3 Ziffern
09 Abfrageintervall s 0...3600
Rohdaten
60 Anzahl aller erkannten Partikel 1 0...8192
61 Liste aller erkannten Partikel mit Größe und Geschwindigkeit mm;
m/s
0,200...25,000;
0,20...20,000
90 mittlerer volumenäquivalenter Durchmesser (vD)
32 Werte, je Klasse ein Wert
N(d) log10(1/m3 mm) -9,999...99,999
91 mittlere Partikelgeschwindigkeit (Pg)
32 Werte, je Klasse ein Wert
v(d) m/s 0.000...99.999
93 Anzahl der Partikel in den einzelnen Klassen, 1024 Werte
32 Durchmesserklassen * 32 Geschwindigkeitsklassen
1 0...999
abgeleitete Werte
bearbeiteter Wetterzustand ww ww 00...99
bearbeiteter Wetterzustand wawa wawa 00...99
Beginn des derzeitigen Wetterzustandes
presentweatherStart
bisherige Dauer des derzeitigen Wetters
presentweatherTime
s
bei Niederschlag Zeitpunkt des Beginns

Verarbeitung und Speicherung der Meßwerte

Bei einem Abfrageintervall von 1 Minute (Voreinstellung) liefert das Gerät innerhalb des WeeWX-Archivintervalls von 5 Minuten typischerweise 5 Datensätze (Telegramme). Die Meßwerte daraus werden wie folgt zusammengefaßt:

  • Regenintensität, Schneehöhen-Intensität: arithmetischer Mittelwert
  • Regen (absolut und akkumuliert): letzter übermittelter Wert
  • Wetterzustand (ww und wawa): Maximalwert, wobei Werte, die in grobem Widerspruch zu den zeitlich benachbarten Werten liegen, nicht berücksichtigt werden
  • Sichtweite im Niederschlag, Radarreflektivität: arithmetischer Mittelwert
  • alle Zählwerte: letzter übermittelter Datensatz

Durch die Verwendung des Maximalwertes beim Wetterzustand geht kein kurzzeitiges Niederschlagsereignis verloren. Nachteil ist, daß die Werte der erkannten Partikel nicht aus demselben Datensatz wie der Wetterzustand stammen müssen. So kann die Anzahl der Partikel 0 sein und dennoch Niederschlag gemeldet werden.

Wetterschlüssel

Bedingt durch das Meßverfahren kann das Gerät nur eine Auswahl von Wetterzuständen bestimmen. Einschränkungen bestehen insbesondere in folgenden Zusammenhängen:

  • Eine Bewölkungsentwicklung kann das Gerät nicht erkennen. Wenn kein anderer Wetterzustand vorliegt, wird stets der Wetterschlüssel "keine Bewölkungsentwicklung" (00 Codes 00-09 General Group: No precipitation, fog, duststorm, sandstorm, drifting or blowing snow at the station at the time of observation or, except for 09 during the preceeding hour. Code: 00 Description: Cloud development NOT observed or NOT observable during past hour (not plotted) ) und niemals "Bewölkung abnehmend" (01 Codes 00-09 General Group: No precipitation, fog, duststorm, sandstorm, drifting or blowing snow at the station at the time of observation or, except for 09 during the preceeding hour. Code: 01 Description: Clouds generally dissolving or becoming less developed during past hour (not plotted) ), "Bewölkung unverändert" (02 Codes 00-09 General Group: No precipitation, fog, duststorm, sandstorm, drifting or blowing snow at the station at the time of observation or, except for 09 during the preceeding hour. Code: 02 Description: State of sky on the whole unchanged during past hour (not plotted) ) oder "Bewölkung zunehmend" (03 Codes 00-09 General Group: No precipitation, fog, duststorm, sandstorm, drifting or blowing snow at the station at the time of observation or, except for 09 during the preceeding hour. Code: 03 Description: Clouds generally forming or developing during past hour (not plotted) ) gemeldet. Da die Wetterstation Wöllsdorf nicht über Meßtechnik zur Bewölkungsbestimmung verfügt, kann der Schlüssel auch nicht in der Nachbearbeitung präzisiert werden.
  • Da Schauer ( Codes 80-99 General Group: Showery precipitation, or precipitation with current or recent thunderstorm. Code: 80 Description: Rain shower(s), slight Codes 80-99 General Group: Showery precipitation, or precipitation with current or recent thunderstorm. Code: 85 Description: Snow shower(s), slight ) nicht nur durch ihre kurze Dauer sondern auch durch die Art der Wolken, aus denen sie fallen, definiert sind, kann das Gerät Schauer als solche nicht erkennen. Es wird stattdessen die betreffende Niederschlagsart ohne Schauer-Markierung gemeldet.
  • Für Gewitter ( Codes 80-99 General Group: Showery precipitation, or precipitation with current or recent thunderstorm. Code: 95 Description: Thunderstorm, slight or moderate, without hail but with rain and or snow at time of observation ) benötigt man einen gesonderten Blitz-Sensor, der nicht Bestandteil des Gerätes ist. Die Wetterstation Wöllsdorf verfügt nicht über einen Blitz-Sensor.
  • Das Gerät selbst meldet immer den momentanen Istzustand. Die Wetterschlüssel "Zustand nach ..." ( Codes 20-29 General Group: Precipitation, fog, ice fog, or thunderstorm at the station during the preceeding hour but not at the time of observation. Code: 20 Description: Drizzle (not freezing) or snow grains not falling as shower(s) ended in the past hour Codes 20-29 General Group: Precipitation, fog, ice fog, or thunderstorm at the station during the preceeding hour but not at the time of observation. Code: 21 Description: Rain (not freezing) not falling as shower(s) ended in the past hour Codes 20-29 General Group: Precipitation, fog, ice fog, or thunderstorm at the station during the preceeding hour but not at the time of observation. Code: 22 Description: Snow not falling as shower(s) ended in the past hour Codes 20-29 General Group: Precipitation, fog, ice fog, or thunderstorm at the station during the preceeding hour but not at the time of observation. Code: 23 Description: Rain and snow or ice pellets not falling as shower(s) ended in the past hour ) werden in der Nachbearbeitung aus dem Zeitverlauf ermittelt.

Technische Daten des OTT Hydromet Parsivel2

nach Herstellerangaben

Wellenlänge des Lasers: 780 nm (nach Aussage des Ott-Hydromet-Supports; die Angabe in der Bedienanleitung ist falsch)
Lichtbandfläche: 30 x 1 mm
Meßfläche: 180 x 30 mm (54 cm2)
Meßbereich Meßgenauigkeit
Partikelgröße: flüssiger Niederschlag: 0,2...8 mm
fester Niederschlag: 0,2...25 mm
eingeteilt in 32 Größenklassen
±1 Größenklasse für Durchmesser 0,2...2 mm
±0,5 Größenklassen für Durchmesser ab 2 mm
Partikelgeschwindigkeit: 0,2...20 m/s
eingeteilt in 32 Geschwindigkeitsklassen
Niederschlagsarten: 8 Niederschlagsarten (Niesel, Nieselregen, Regen, Schneeregen, Schnee, Schneegriesel, Graupel, Hagel) Niesel, Regen, Hagel, Schnee >97% im Vergleich zu einem menschlichen Wetterbeobachter
Niederschlagsintensität: 0,001...1200 mm/h ±5% bei flüssigen Niederschlägen
±20% bei festen Niederschlägen

Geschichtliches

Das ursprüngliche Distrometer wurde von Jürg Joss und Albert Waldvogel 1967 (?) an der ETH Zürich entwickelt. Das Gerät basierte auf dem Prinzip des auf eine Membran fallenden Niederschlags.

Ende des vorigen Jahrhunderts führte Martin Löffler-Mang an der Universität Karlsruhe Forschungen zu einem optischen Distrometer auf Basis eines Lasers durch. Auch Jürg Joss war wieder beteiligt. Darauf aufbauend stellte die damalige Firma PMTech ein solches Gerät her. 2004 kaufte die OTT Meßtechnik GmbH & Co. KG (heute OTT HydroMet GmbH) die Rechte und das Know-how auf und stellt die Geräte seitdem her.