Wetterstation Mannheim-Schönau, 96 m ü. NN

Mannheim-Schönau   ist ein Stadtteil im Norden Mannheims.

Im Zentrum des Stadtteils existiert eine große, öffentliche Grünfläche. Im aufgelockerten Wohnbereich existiert hier seit Anfang April 2013 eine Wetterstation, die jede Stunde die meteorologischen Parameter Temperatur, Luftfeuchte, Luftdruck, Windrichtung und -geschwindigkeit sowie den Niederschlag erfasst. Die Daten werden regelmässig ausgelesen und in Microsoft Excel ausgewertet.


Die Station dient unter wissenschaftlichen Aspekten dem Vergleich und soll die besondere Lage von Gundersheim zusätzlich untermauern versuchen. Hinsichtlich Temperatur und Niederschlag unterscheiden sich die beiden Orte nämlich sehr stark. Dies soll an dieser Stelle ausgewertet werden.

Räumliche Lage von Gundersheim (rot umrandet) und Mannheim-Schönau (Pfeile): Stationsübersicht  
(Ein Klick auf die Karte vergrößert die Darstellung)

Schönau liegt nur 25,8 Kilometer Luftlinie von Gundersheim entfernt. So könnte man denken, dass meteorologischen Ausprägungen nahezu identisch sind. Dies ist aber nicht der Fall. Synoptische Beobachtungen und Messungen von Temperatur und Niederschlag der letzten Jahre machten deutlich, dass Schönau über höhere Temperaturen und vor allem deutlich höhere Niederschläge verfügt als Gundersheim.

Die Station ist ausgestattet mit einer Funkwetterstation Modell TE831X von CONRAD Elektronik. Die Daten von 3 Sensoren werden per Funk übertragen. Sensormodul 1 überträgt Temperatur, Luftfeuchte und Luftdruck, Sensormodul 2 sendet Daten von Windrichtung und -geschwindigkeit und Sensormodul 3 sendet Werte zu Niederschlagsereignissen.

An der Funkstation werden die Messwerte der Sensoren empfangen und stündlich gespeichert. Die Messwerte werden in einem internen Speicher festgehalten und i.d.R. wöchentlich ausgelesen.

Über USB-Schnittstelle werden die Daten ausgelesen und eine TXT-Datei erzeugt. Diese Datei kann anschließend über den Textkonvertierungsassistent von Excel eingelesen werden. Über einen speziell programmierten Makro werden überflüssige Spalten gelöscht und die Daten geordnet.

Die Daten werden über die Zwischenablage in ein spezielles Excel-Sheet hineinkopiert. Dezimaltrennzeichen Komma wird nochmals in Komma umgewandelt durch Suchen/Ersetzen. Daraus ergibt sich die Rohdatentabelle, die für statistische Auswertungen genutzt wird.

Kalibrierung eines Thermo-Hygrographen (TH)

Der Thermo-Hygrograph von THIES mit der Nr. 1.0620.00.000 soll kalibriert werden. Als Referenz dienen die Mannheimer Station TE831X sowie ein USB-Datenlogger, Typ: DL-120TH. Beide Geräte registrieren Temperatur und Luftfeuchte in stündlicher Auflösung.

Der TH registriert über eine Woche lang Temperatur und Luftfeuchte. Beide meteorologischen Elemente sollen überprüft und ggf. auf die Referenzwerte beider Referenzen ausgerichtet (justiert) werden. Hierzu wurden eine Woche lang alle drei Geräte in einer englischen Wetterhütte untergebracht. Nach Ablauf der Woche wurde eine Auswertung der Daten vorgenommen. Die stündlichen Messdaten von TE831X und Datenlogger DL-120TH wurden über USB-Schnittstelle ausgelesen.

Die Werte des Messblattes vom TH wurden manuell in Excel eingegeben. Auszugsweise (für die ersten 6 Stunden) die Datentabelle aller 3 Geräte für die 2 meteorologischen Parameter:

Alle erhobenen Messdaten wurden in die statistische Software qs-STAT kopiert um sie mit Hilfe von Grafiken und statistischen Testverfahren auswerten zu können. Ein erster Eindruck gibt die Darstellung eines überlagerten Werteverlaufes des Zeitraums 21.-28.12.2023. In diesem Zeitraum wurden 160 Messpunkte gesammelt, genügend Daten für eine repräsentative statistische Auswertung.

Zu erkennen ist, dass der TH tiefere Temperaturen aufweist als beide Referenzen. Die Referenzgeräte hingegen zeigen nur wenige Unterschiede zueinander. Ein t-Test bestätigt, dass die Mittelwerte beider Grundgesamtheiten (Referenz im Vergleich zu TH) nicht gleich sind. Die Differenz der Mittelwerte beträgt +0,845°C. Somit muss der TH um diesen Wert justiert werden.

Die Analyse für die Luftfeuchte sieht so aus:

Zu erkennen ist, dass der TH etwas niedrigere Luftfeuchtewerte aufweist als die Referenzen. Die Referenzgeräte hingegen zeigen nur wenige Unterschiede zueinander. Ein t-Test bestätigt, dass die Mittelwerte beider Grundgesamtheiten (Referenz im Vergleich zu TH) nicht gleich sind. Die Differenz der Mittelwerte beträgt +2,83%. Somit muss der TH um diesen Wert justiert werden.

Die Korrektur der beiden Parameter Temperatur und Luftfeuchte wurden in einer geschützten Umgebung mit konstantem Klima vorgenommen. Hierzu wurde die Temperatur mit Hilfe der Rändelschraube am Bimetall fein justiert und um etwas weniger als 1°C angehoben. Bei der Luftfeuchte wird mit Hilfe einer Schraube die Mechanik des Hebels an der Haarharfe leicht gedreht um den Wert um ca. 3% anzuheben. Damit ist die Kalibrierung des TH abgeschlossen.