mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wetterdaten analysieren - wie?


Autor: Tobias Schilgen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo zusammen,

ich bin dabei eine Wetterstation auf AVR-Basis zu bauen. Temperatur-,
Luftfeuchtigkeit- und Luftdruckmessung habe ich nun implementiert -
jetzt möchte ich die gemessenen Wetterdaten auswerten und ein
Wetterbild ermitteln (Regen/Sonne/bewölkt/klar/etc.) und symbolisch
darstellen. Hat jemand eine Idee, wie ich aus den ermittelten Daten
möglichst treffsicher ein solches "Bild" ermitteln kann? bei fertigen
Wetterstationen klappt das ja mitunter ganz gut... zum großen Teil
beruht die Wetterdeutung sicherlich auf der Luftdruckauswertung - aber
wie funktioniert das genau? Gibt es hier meteorologisch bewanderte
Leute oder jemanden, der entsprechende Algorithmen zur Auswertung kennt
oder schonmal selber ausprobiert bzw. entwickelt hat?

...bin gespannt auf Eure Antworten,

Tobias.

Autor: Jens Renner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ja gut, ich kenne das vom analogen Barometer.
Sinkt der Luftdruck, kündigt sich also ein Tiefdruckgebiet an, wird das
Wetter schlecht. Die Nadel zeigt dann auf Regenwolken.
Im umgekehrten Fall wird Sonne angezeigt, wenn ein Hoch vorherrscht.

Man kann das sicher verfeinern, indem man Tendenzen berücksichtigt
(z.b. steigender/fallender Luftdruck und Luftfeuchtigkeit).

Autor: Zotteljedi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mit der Auswertung der Daten (messen kann ja jeder) beschäftigt sich die
Menschheit seit etlichen Jahrzehnten, gäbe es eine einfache Lösung,
würde sie jeder kennen.

Wir hatten in der Oberstufe ein Wahlfach Wetterkunde, da haben wir
diverse Messdaten in ein Programm gekloppt, das dann eine Prognose
gewagt hat. Lag oftmals erheblich daneben, und wenn es mal richtig war,
dann war es keine Kunst (es hat auch Dinge gefragt, wie z.B. das Wetter
gestern und vorgestern war - wenn sich dann nichts im Luftdruck
geändert hat, ist es nicht schwer den nächsten Tag vorherzusagen).

Was ich sagen will: auf einem AVR wirst Du das vielleicht nicht
unterbringen können, unser Programm hatte nur Konsolen-Schnittstelle
und war trotzdem 300 KB groß, für ein DOS-Programm wo im Grunde alles
über 20 KB für Verwaltungsoverhead im eigentlichen Code verschwindet,
ist das kräftig Know-How.

Was allerdings nicht allzu schwer sein dürfte, ist eine Unwetterwarnung
ein paar Stunden vorher auszuwerfen. Wenn die Windgeschwindigkeit
zunimmt und der Luftdruck stetig fällt, würde ich ab einer Grenze, die
Du durch Kalibrieren ermitteln müsstest, auf jeden Fall mal die
Blumenkübel sichern und die Gartenmöbel festbinden :-)

Ach ja, Windrichtung solltest Du noch einbauen, wenn es stetig aus dem
Westen bläst kannst Du schonmal von erhöhter
Niederschlagswahrscheinlichkeit ausgehen, bei Südwind hingegen würde
ich selbst bei fallendem Luftdruck nicht notwendigerweise von Regen
ausgehen.

Es gibt da übrigens gute Bücher zu dem Thema, auch im Zusammenhang mit
Segelfliegerei, die Leute da sind oftmals recht gut bewandert, was
Wetterkunde angeht. Vielleicht hast Du ja einen Verein in der Nähe, bei
dem Du mal fragen kannst, ob jemand helfen kann?

Wenn Du was vernünftiges findest, laß es uns wissen, ich werde in der
nächsten Zeit auch mal die Augen offen halten.

Autor: Tobias Schilgen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Felix: kannst Du mir ein paar Buchtitel nennen? ich möchte ja zunächst
nur eine relativ simple Auswertung der Messdaten vornehmen. Über
welchen Zeitraum muss ich z. B. den Luftdruck beobachten? um wieviel mb
fällt er in welchem Zeitrahmen, wenn eine Schlechtwetterfront naht? Ab
welchem Luftdruck/Luftfeuchtigkeit kann man von schönem Wetter
ausgehen. Es geht also nicht um eine Wettervorhersage sondern um eine
Bewertung des aktuellen Wetterstatus... Vorhersage wäre natürlich noch
besser :-) Du hast ja schon ein paar Ansätze dazu geliefert...

Tobias.

Autor: Zotteljedi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Kauf Dir erst mal ein günstiges, eher allgemein gehaltenes Buch, damit
Du danach genauer weißt, was Du suchst und ggf. mit Suchworten für's
Internet ausgestattet bist.

"Wetterkunde für alle" gibt's zum Beispiel für 12,95 EUR,
"Luftdruck und Wetter" für 9,95 EUR. Vielleicht kannst Du Dir die
einfach bei einem Buchladen Deines Vertrauens zur Ansicht bestellen und
mal reinblättern, oder bei dem Preis gleich zuschlagen und sie mal bei
Amazon o.ä. bestellen. Lehrreich und interessant ist es allemal, selbst
wenn Du es für Dein AVR-Projekt nicht gebrauchen kannst.

Das Problem ist, daß allgemeine Wetterkunde auch von so Phänomenen wie
Wolkenform (z.B. Cumulus Nimbus, der "Schönwetterwolke") ausgeht, die
Du mit 'nem Automaten recht schlecht bestimmen kannst. Du bräuchtest
also schon etwas, das auf instrumentengestützte Wetterbestimmung
zugeschnitten ist.

Ich würde mir obige Bücher mal ansehen, und dazu die Wetterkarten aus
der Zeitung ein paar Wochen sammeln (also richtige Wetterkarte mit
Luftdruckgebieten und Isobaren, nicht die Übersicht wo in Deutschland
die Sonne scheint) und dazu protokollieren, wie das Wetter sich
tatsächlich verhalten hat. Dann kannst Du ggf. Faustformeln für Deine
Gegend ableiten - z.T. kann sich das Wetter ja schon ändern, wenn Du 50
km von Deinem Heimatort wegfährst. Gerade Gebirgszüge haben selbst bei
nicht so dramatischen Höhen (wie bei uns der Taunus) einiges an
Einfluß. Lokale Faustregel bei uns: wenn vor der Höhe das Wetter
scheiße ist, scheint hinter der Höhe die Sonne.

Autor: andy (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo.Ich bin auch gerade dabei,mir sowas zu basteln.Kannst du mal
mitteilen,welchen Sensor du für die Luftdruckmessung benutzt.
Gruss
Andy

Autor: Tobias Schilgen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Andy: ich verwende einen MPXA4100 von Motorola. Der liefert linear zum
Luftdruck eine ensprechende Spannung, die man mit dem ADC des ATMega8
leicht auswerten kann (die genaue Umrechnungsformel Spannung ->
Luftdruck ist im Datenblatt beschrieben).

Tobias.

Autor: andy (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke.Werd mir den besorgen und loslegen.
Andy

Autor: Dominic Thomé (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Und dann noch :
Schnell abfallender Luftdruck : Gewittergefahr
Hohe Luftfeuchtigkeit + hohe Temperatur : Gewittergefahr
Hohe Luftgeschwindigkeit : Sturm
Hohe Luftfeuchte : Regen
Langsam sinkender Luftdruck : vermutlich bald Regen
Langsam steigend : vermutlich bald Sonne
Luftdruck über 1013 : Sonnengefahr
Luftdruck unter 1013 : Regengefahr
Luftdruck weit unter 1013 : mitten drin im tief
Luftdruck weit über 1013, langsam ändernd : Wetter bleibt sonnig.


Dominic

Autor: Tobias Schilgen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Dominic,

>Schnell abfallender Luftdruck : Gewittergefahr
>Langsam sinkender Luftdruck : vermutlich bald Regen
>Langsam steigend : vermutlich bald Sonne

hast Du für "schnell" und "langsam" auch konkrete Werte
in peto?

>Hohe Luftfeuchtigkeit + hohe Temperatur : Gewittergefahr
>Hohe Luftfeuchte : Regen

dieselbe Frage: wie hoch ist eine Gewitter/Regen-verdächtige
Luftfeuchte?

Ich nehme an, dass es dafür keine genaue Formel gibt und
natürlich auch Unschärfen im Zusammenhang der verschiedenen
Werte bestehen... ich brauche nur einen Anhaltspunkt -
so ungefähr :-)...

Autor: Zotteljedi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nicht zu vergessen: die Methode mit dem Stein.

http://carcino.gen.nz/images/image.php/7080b10d/weather.jpg

SCNR :-)

Autor: Tassilo (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Dominic,

>Luftdruck über 1013 : Sonnengefahr
>Luftdruck unter 1013 : Regengefahr
>Luftdruck weit unter 1013 : mitten drin im tief
>Luftdruck weit über 1013, langsam ändernd : Wetter bleibt sonnig.

die 1013 gelten aber nur wenn der Aufstellungsort bei MSL ist, für den
Wendelstein z.B ist dann die Normale neu zu berechen!! - oder??

>Ach ja, Windrichtung solltest Du noch einbauen, wenn es stetig aus
>dem Westen bläst kannst Du schonmal von erhöhter
>Niederschlagswahrscheinlichkeit ausgehen, bei Südwind hingegen würde
>ich selbst bei fallendem Luftdruck nicht notwendigerweise von Regen
>ausgehen.

Ist so auch nicht ganz richtig!! - Betrachten wir den Aufstellungsort
Küste! Da dreht der Wind mit der Tageszeit (Nachts geht er aufs Meer,
Tags ins Land!! Auch Häuser am Aufstellungsort können die Windrichtung
ändern!!

Liebe Grüße
Tassilo

Autor: Tobias Schilgen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Zotteljedi: der Stein ist auch ein interessanter Ansatz... man könnte
seine Temperatur mit einem Sensor auswerten, Feuchtesensor am Stein ist
auch nicht schwer, den Ausschwenkgrad des Haltefadens mit einem
Neigungssensor erfassen... für die optische Auswertung der Steinfarbe
wäre dann noch eine Kamera an den AVR anzuschließen... :-)

Tobias.

Autor: Dominic Thomé (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nein, da habe ich keine konkreten Werte.
Kannst Dir aber gerne mal auf den Wetterkarten die Isobarenabstände
ansehen, dann siehst Du ja wie sich das ändert. Aus der
Wanderungsgeschwindigkeit kannst Du Dir dann den Rest denken.
Meines laienhaften Wissen wandern die Druckgebiete in unseren Breiten
etwa ale gleichschnell, mögen mich die Profismeterologen dabei bitte
berichtigen wenn diese Aussage falsch ist. (Nein, die
Windgeschwindigkeit gibt nicht die Wandergeschwindigkeit eines Zyklonen
an.)

Natürlich gelten die 1013hPa nur für Meeresspiegel.
Demzufolge wendet man natürlich die barometrische Höhenformel an.


Dominic

Autor: Tassilo (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi @All,

ich glaube, - man muß entscheiden, für was die Wetterstation eingesetzt
werden soll. Gilt es die Großwetterlage auszuwerten oder eher die
Lokalwetterlage, und da sind riesige Unterschiede zu machen!

Ein Beispiel, ich wohne in Bayern, ca. 30Km zu den Alpen, wenn ich mir
jetzt den bayrischen Wetterbericht ansehe stimmt der zu 75% nicht!
Der australische Wetterbericht stimmt da schon besser! - Das ganz ist
auch richtig so. Wir sind eben eine Grenzregion! D.h. die Auswertung
der Messdaten ist reine Erfahrung des Wetterfrosches.

Um jetzt die Vorhersagen für Deine Region zu treffen, mußt Du lange
Zeit deine Messdaten auswerten und Programieren, um z.B. Föhn in den
griff zu bekommen!! Natürlich gelten die Grundregeln, siehe oben!

Liebe Grüße
Tassilo

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.