Meteo Observations at IGMK

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====== Meteorologische Messstation innerer Grüngürtel, Köln (UniSport) ======
[[https://geomet.uni-koeln.de/forschung/aktuelle-beobachtungen/wetterstation-gruenguertel|Link zu aktuellen Messungen]]

{{ :skizze_station_mit_niederschlag_und_strahlung.svg?750 |}}

Die Wetterstation befindet sich auf dem Gelände des Uni-Sport Geländes (Zülpicher Wall) auf einer Höhe von 50m über NN.
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{{:playground:standort.png?600|Copyright: Bing Maps}}


===== 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]]

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===== 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]] 

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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]]

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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]] 

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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]]

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===== Globalstrahlung =====

Einfallende und ausgehende Strahlung an der Oberfläche werden jeweils im kurz- und langwelligen Bereich gemessen. Durch Bildung der Differenzen lässt sich die Gesamtstrahlungsbilanz berechnen: Eine ingesamt positive bedeutet einen wärmenden, eine negative einen kühlenden Effekt.

{{:strahlung.png?300 |}} 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]]

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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]]

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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]]

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