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--- citystation [2022/11/20 22:40] – uloehnert
+++ citystation [2025/01/13 21:06] (current) – lhelmstreit
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-====== Meteorologische Messstation Köln, Innerer Grüngürtel (UniSport) ======
+====== Meteorologische Messstation innerer Grüngürtel, Köln (UniSport) ======
+[[https://geomet.uni-koeln.de/forschung/aktuelle-beobachtungen/wetterstation-gruenguertel|Link zu aktuellen Messungen]]
+\\ [[wetter-station@uni-koeln.de]]
-Die Wetterstation befindet sich auf dem Gelände des Uni-Sport Geländes (Zülpicher Wall).
+{{ :skizze_station_mit_niederschlag_und_strahlung.svg?750 |}}
-[[https://atmos.meteo.uni-koeln.de/~citystation/webDashboard/|Link zu aktuellen Messungen]]
+Die Wetterstation befindet sich auf dem Gelände des Uni-Sport Geländes (Zülpicher Wall, [[https://www.openstreetmap.org/#map=19/50.929668/6.932644|50.929668° N 6.932644° E]]) auf einer Höhe von 50m über NN.
+\\
+{{:playground:standort.png?600|Copyright: Bing Maps}}
-==== Beschreibung der Messparameter und Messgeräte ====
+===== Windrichtung und -geschwindigkeit =====
+Auf Basis von Laufzeitunterschieden von Ultraschallwellen kann die Windgeschwindigkeit und -richtung berechnet werden (s. Skizze).
+Im Gegensatz zu Windsensoren mit Propellern kommt dieser ohne mechanische Teile aus, was ihn wartungsarm macht.
+{{:playground:windpic.png?250 |}}  Sensor: Windsonic1 {{ :playground:wind_skizze.png?500|}}
+Höhe: 4 Meter über Boden
+Messbereich: 0 - 215 km/h
+Genauigkeit: ±2% (Geschwindigkeit), ±2% (Richtung)
+[[https://atmos.meteo.uni-koeln.de/~citystation/dataBrowser/dataBrowser1.html?site=CITYSTATION&date=0&UpperLeft=Windgeschwindigkeit|Zeitverlauf Geschwindigkeit]]
+[[https://atmos.meteo.uni-koeln.de/~citystation/dataBrowser/dataBrowser1.html?site=CITYSTATION&date=0&UpperLeft=Windrichtung|Zeitverlauf Richtung]]
+[[https://atmos.meteo.uni-koeln.de/~citystation/dataBrowser/dataBrowser1.html?site=CITYSTATION&date=0&UpperLeft=Windrichtung|Windrose]]
+[[https://atmos.meteo.uni-koeln.de/~citystation/dataBrowser/dataBrowser1.html?site=CITYSTATION&date=0&UpperLeft=Windrichtung|Animierte Windrose]]
+[[citystation#Meteorologische Messstation innerer Grüngürtel, Köln (UniSport)|nach oben]]
+\\
+\\
+===== UV-Index =====
+Aus den Spannungswerten einer im Ultraviolettbereich empflindlichen Photodiode wird der sog. UV-Index berechnet. Werte größer als 10 gelten als extrem, bereits ab 3 ist Sonnenschutz zu empfehlen.
+Der UV-Index ist abhängig von geographischer Breite, Höhenlage, Jahres- und Tageszeit, Dicke der Ozonschicht und Bewölkung.
+{{:playground:uv.jpg?200 |}} Sensor: SKU440
+Höhe: 2 Meter über Boden
+Messbereich: 280 - 400 nm, gewichtet nach Empfindlichkeit der menschlichen Haut
+Genauigkeit: ±3%, maximal ±5%
+[[https://atmos.meteo.uni-koeln.de/~citystation/dataBrowser/dataBrowser1.html?site=CITYSTATION&date=0&UpperLeft=UV-Index|Zeitverlauf UV-Index]]
+[[citystation#Meteorologische Messstation innerer Grüngürtel, Köln (UniSport)|nach oben]]
+\\
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+===== Niederschlag =====
+Niederschlagsrate und -art wird mit einem Laserdistrometer gemessen. Dieses funktioniert wie eine Lichtschranke: Fallen Regentropfen (oder auch fester Niederschlag) durch den Laserstrahl, wird dieser kurz unterbrochen. Daraus lassen sich Rückschlüsse über Größe, Fallgeschwindigkeit usw. ziehen.
+Außerdem kann berechnet werden, wie viel Niederschlag an einem Tag insgesamt gefallen ist.
+{{:playground:thies.jpg?200 |}} Sensor: 5.4110.xx.x00 {{ :distrometer.png?420|}}
+Höhe: 1,5 Meter über Boden
+Messbereich: 0,16 bis 8mm Durchmesser, 0,2 bis 20m/s Fallgeschwindigkeit
+Genauigkeit: ±5%
+[[https://atmos.meteo.uni-koeln.de/~citystation/dataBrowser/dataBrowser1.html?site=CITYSTATION&date=0&UpperLeft=Niederschlag|Zeitverlauf Niederschlag]]
+[[citystation#Meteorologische Messstation innerer Grüngürtel, Köln (UniSport)|nach oben]]
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+===== Luftdruck =====
+Der Drucksensor enthält einen Kondensator, bei dem eine 'Platte' eine verformbare Silikonmembran ist. Erhöht sich der Umgebungsdruck, kommen sich die Kondensatorplatten näher, was eine messbare Spannungsänderung zur Folge hat (s. Skizze).
+Um Vergleichbarkeit mit anderen Messstationen zu gewährleisten, ist es üblich, aus dem gemessenen Luftdruck den Druck zu berechnen, der bei gleichen Bedingungen auf Meeresnivieau herrschen würde.
+{{:playground:druck.png?200 |}} Sensor: CS106 {{ :playground:druck_funktion.png?400|}}
+Höhe: 0,5 Meter über Boden
+Messbereich: 500 - 1100 hPa bei Temperaturen von -40° to +60°C
+Genauigkeit: ±0,3hPa bei 20°C, an den Grenzen des Messbereiches bis zu ±1,5hPa
+[[https://atmos.meteo.uni-koeln.de/~citystation/dataBrowser/dataBrowser1.html?site=CITYSTATION&date=0&UpperLeft=Druck|Zeitverlauf normierter Luftdruck]]
+[[citystation#Meteorologische Messstation innerer Grüngürtel, Köln (UniSport)|nach oben]]
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+===== Temperatur und Feuchte =====
+Der Kombisensor für Temperatur und Feuchte enthält sowohl ein temperaturempfindliches Halbleiterelement als auch einen Feuchtesensor, der wie folgt funktioniert: Zwischen den Platten eines Kondensators befindet sich ein Material, dass durch Aufnahme von Feuchtigkeit aus der Luft seine Permittivität verändert, also anders mit dem elektrischen Feld zwischen den Platten wechselwirkt (s. Skizze). So entsteht eine messbare Spannungsänderung.
+{{:playground:temp.jpg?200 |}} Sensor: HygroVUE1 {{ :playground:feuchte_funktion.png?500|}}
+Höhe: 0,5 und 2 Meter über Boden
+Messbereich: -40° bis +70°C, 0 bis 100% relative Feuchte
+Genauigkeit: ±0.1°C bis ±0.2°C, ±1.5% bis ±2% der relativen Feuchte
+[[https://atmos.meteo.uni-koeln.de/~citystation/dataBrowser/dataBrowser1.html?site=CITYSTATION&date=0&UpperLeft=Temperatur|Zeitverlauf Temperatur]]
+[[https://atmos.meteo.uni-koeln.de/~citystation/dataBrowser/dataBrowser1.html?site=CITYSTATION&date=0&UpperLeft=Feuchte|Zeitverlauf Feuchte]]
+[[citystation#Meteorologische Messstation innerer Grüngürtel, Köln (UniSport)|nach oben]]
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+===== Globalstrahlung =====
+Einfallende und ausgehende Strahlung an der Oberfläche werden jeweils im kurz- und langwelligen Bereich gemessen. Als Globalstrahlung wird die einfallende kurzwellige Strahlung der Sonne bezeichnet. Diese wird teilweise von der Erdoberfläche reflektiert (Reflexstrahlung). Die durch Einstrahlung erwärmte Erdoberfläche gibt langwellige Wärmestrahlung ab (Terrestrische Strahlung). Diese kann wiederum nicht vollständig das Erdsystem verlassen und wird teilweise von der Atmosphäre zurückgeworfen (Atmosphärische Gegenstrahlung).
+Die Differenz der einzelnen Strahlungskomponenten bildet die Gesamtstrahlungsbilanz: Eine insgesamt positive bedeutet einen wärmenden, eine negative einen kühlenden Effekt.
+{{:strahlung.png?200 |}} Sensor: CNR 4 {{ :sun_climate_system_alternative_german_2008.svg?492|Trenberth, Fasullo and Kiehl (2009): Earth’s global energy budget. In: Bulletin of the American Meteorological Society}}
+Höhe: 2m über Boden
+Betriebstemperatur: -40° bis +80°C
+Halbwertsbreite kurzwellig: 305nm - 2800nm
+Halbwertsbreite langwellig: 4.500 nm - 42.000nm
+Unsicherheit der Tagesbilanz: 10%
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+[[https://atmos.meteo.uni-koeln.de/~citystation/dataBrowser/dataBrowser1.html?site=CITYSTATION&date=0&UpperLeft=Strahlung|Zeitverlauf Strahlung]]
+[[citystation#Meteorologische Messstation innerer Grüngürtel, Köln (UniSport)|nach oben]]
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+===== Ozon =====
+Durch eine Röhre wird Luft angesogen und über ein Material geleitet, dessen Widerstand sich bei Kontakt mit Ozon verändert. So kann die Ozonkonzentration am Boden in Ozonmolekülen in einer Milliarde Luftmolekülen (parts per billion, ppb) gemessen werden.
+{{:aero1.jpg?200 |}} Sensor: Aeroqual AQS 1
+Höhe: 2m über Boden
+Messbereich: 0ppb - 500ppb
+Genauigkeit: 2% oder 2ppb
+[[https://atmos.meteo.uni-koeln.de/~citystation/dataBrowser/dataBrowser1.html?site=CITYSTATION&date=0&UpperLeft=Ozon|Zeitverlauf Ozonkonzentration]]
+[[citystation#Meteorologische Messstation innerer Grüngürtel, Köln (UniSport)|nach oben]]
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+===== Ceilometer =====
+Aus Laufzeit und Rückstreukoeffizienten eines ausgesandten Laserstrahls können Wolkenuntergrenze und Aerosolkonzentration bestimmt werden.
+{{:playground:ceilo.png?200 |}} Sensor: CL51 {{ :playground:ceilo_funktion.png?200|}}
+Höhe: Boden
+Messbereich: bis 15 km Höhe
+Genauigkeit: ±1% oder ±5m
+[[https://atmos.meteo.uni-koeln.de/~citystation/dataBrowser/dataBrowser1.html?site=CITYSTATION&date=0&UpperLeft=Ceilometer_all|Zeitverlauf Ceilometerdaten]]
+[[https://atmos.meteo.uni-koeln.de/~citystation/dataBrowser/dataBrowser1.html?site=CITYSTATION&date=0&UpperLeft=Ceilometer_3km|Zeitverlauf Ceilometerdaten für die untersten 3km]]
+[[citystation#Meteorologische Messstation innerer Grüngürtel, Köln (UniSport)|nach oben]]
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+===== Bodentemperaturprofil =====
+In verschiedenen Tiefen bis zu einem Meter sind Temperaturfühler vergraben, die zusammen ein Profil der Bodentemperatur ergeben. Je tiefer im Boden, umso langsamer folgt die Temperatur der Lufttemperatur.
+{{:playground:bod.png?200 |}} Sensor: CS230
+Tiefe: 5cm, 10cm, 20cm, 50cm und 100cm
+Messbereich: -40° bis +85°C
+Genauigkeit: ±0.2°C
+[[https://atmos.meteo.uni-koeln.de/~citystation/dataBrowser/dataBrowser1.html?site=CITYSTATION&date=0&UpperLeft=Bodentemperatur|Zeitverlauf Bodentemperaturprofil]]
+[[citystation#Meteorologische Messstation innerer Grüngürtel, Köln (UniSport)|nach oben]]
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+ {{:playground:uzk_logo.png?200|}}    {{:playground:logo_offiziel_koeln_vm_logo_cmyk_gd.jpg?200|}}    {{:playground:logo_steb_s_koeln_rgb-removebg-preview.png?200|}}    {{:playground:logo_unisport_logo_4c.png?200|}}   {{:playground:cpex-logo.png?200|}}
+\\
+\\
+\\
+=====Zum Dashboard=====
+ [[https://geomet.uni-koeln.de/forschung/aktuelle-beobachtungen/wetterstation-gruenguertel|{{:qr_code_geomet.png?200|zum Dashboard }}]]
-^ Messparameter ^ Gerät ^ Hersteller ^ Info ^ Inbetriebnahme ^
-| Temperatur und Luftfeuchtigkeit \\  \\ Installiert in original Lamprecht Wetterhütte auf 2 Meter Messhöhe | HygroVUE1 | Campbell | Kombisensor TEMP/HUM \\ Kalibration: In Field Exchange of Sensor Cap once per Year \\ ±0,2°C @ -40 to +70 \\ ±0,1°C @ -20 to +60 \\ ±1,5% @ 25°C Range 0 bis 80% \\ ± 2% @ 25°C Range 80 bis 100% | 09.08.2022 |
-| Temperatur und Luftfeuchtigkeit \\  \\ Installiert in Campbell Strahlungsschutz auf 50cm Messhöhe | HygroVUE1 | Campbell | Kombisensor TEMP/HUM \\ Kalibration: In Field Exchange of Sensor Cap once per Year \\ ±0,2°C @ -40 to +70 \\ ±0,1°C @ -20 to +60 \\ ±1,5% @ 25°C Range 0 bis 80% \\ ± 2% @ 25°C Range 80 bis 100% | 09.08.2022 |
-| Bodentemperatur-Profil \\ Messtiefe 5cm, 10cm, 20cm, 50cm und 100cm | CS230 | Campbell | ±0.2°C @ -40° to +85°C \\ includes lifetime drift | 08.09.2022 |
-| Luftdruck | CD106 | Campbell | ±0.3 hPa (@ +20°C) \\ ±0.6 hPa (@ 0° to 40°C) \\ ±1.0 hPa (@ -20° to +45°C) \\ ±1.5 hPa (@ -40° to +60°C) | 09.08.2022 |
-| Windrichtung und –stärke \\ \\ Messhöhe über Boden: 4m | Windsonic | Gill Instruments | Direction Range: 0° to 359° \\ Accuracy: ±3° \\ Speed Range: 0 to 60 m/s \\ Accuracy: ±2% \\ Resolution: 0,01 m/s | 09.08.2022 |
-| Globalstrahlungsbilanz | CNR4 | Kipp&Zonen | 2 Pyranometer 305 bis 2800 nm \\ Uncertainty in Daily Total < 5% \\ 2 Pyrgeometer 4500 to 42000 nm \\ Uncertainty in Daily Total < 10% | Voraussichtlich ab Ende 2022 |
-| UV-Index | SKU440 | Skye Instruments | Accuracy: Typical <3%, max. 5%. \\ Traceable to UK National Standards (NPL) \\ UV Erythemal Spectrum 280 - 400 nm | 09.08.2022 |
-| Niederschlag \\ Art und Tropfengrößenverteilung | Parsivel2 | OTT Hydromet | Messgenauigkeit: ± 5 % (liquid) /± 20 % (solid) \\ Niederschlagsintensität: 0,001 ... 1200 mm/h \\ Partikelgeschwindigkeit:0,2 ... 20 m/s | Voraussichtlich ab April 2024 |
-| Niederschlagsmenge und –rate \\ Messhöhe: 2m über Boden | Pluvio | OTT Hydromet | Genauigkeit (bei -25 ... +45 °C): \\ **Menge**: ±0,1 mm oder ±1 % vom Messwert \\ **Intensität**: ±0,1 mm/min, ±6 mm/h oder ±1 % vom Messwert | Voraussichtlich ab April 2023 |
-| Wolkenhöhe, Atmosphärische Schichtung, Mischungsschichthöhe | Ceilometer CL51 | Vaisala | Detection Range up to 15 km  \\ Distance Measurement Accuracy: Greater of ±1 % or ±5 m (16 ft) | 16.08.2022 |
-| Ozonkonzentration | AQS1 | Aeroqual | Range: 0-500 ppb \\ Resolution: 0.1 ppb \\ Precision: <2% of reading or 2 ppb | Voraussichtlich ab März 2023 |