Installation der Davis Vantage Pro 2 Wetterstation

Die Installation der Wetterstation ist im Handbuch detailliert beschrieben, allerdings auf Englisch. Wer das nicht kann, ist wohl benachteiligt, sollte sie aber mit Hilfe der vielen Bilder trotzdem aufstellen können. Das meiste ist sowieso selbsterklärend.

Hier sollen lediglich ein paar Hinweise gegeben werden, die im Handbuch nicht stehen oder nur stiefmütterlich behandelt werden.

Aufstellort

Der Aufstellort entscheidet über Erfolg oder Misserfolg des Vorhabens. Wer eine solch teure Station kauft, die dem semiprofessionellen Bereich zugeordnet werden kann, sollte einen guten Aufstellort haben. Ansonsten nützt die hohe Genauigkeit der Station nichts wenn diese durch Umgebungseinflüsse zunichte gemacht wird. In diesem Fall würde auch eine Billigstation für ein paar hundert Franken ausreichen.

Doch was heisst nun ein guter Standort?

Optimal, d.h. nach meteorologischen Richtlinien, wäre eine Wiese ab ca. 50x50m und ein genügend grosser Abstand zu Gebäuden oder Bäumen. Diese sollten die Station um max 10% des Abstandes von der Station überragen. Ein 10m hoher Baum sollte also 100m oder weiter entfernt sein. Die Temperaturmesseinheit wird dann 2m über dem Gras aufgestellt, während der Windmesser 10m über Boden an einem Mast befestigt wird, oder 5m über dem Dachgiebel.

Die wenigsten werden jedoch einen solch günstigen Standort haben und sich mit einem Kompromiss begnügen müssen.

Wichtig ist, die Temperaturmesseinheit über gewachsenem Boden aufzustellen. Ob das jetzt Gras oder das Blumenbeet ist spielt nicht so eine grosse Rolle. Jedenfalls sollte die Terrasse oder das Dach gemieden werden. Hier heizt sich der Untergrund viel zu stark auf, so dass die Station an einem sonnigen Tag gut ein paar Grad zu viel misst.

Die Höhe über Boden ist auch nicht entscheidend, allerdings sollte man nicht näher als 1m an den Boden gehen. Meist ist aber dies der unkritischste Faktor. Stellt man die Station zu hoch, dann misst der Regenmesser bei Wind zu wenig, da der Regen über den Trichter hinweggeblasen wird. Der Regenmesser kann auch von der Feuchte-/Temperaturmesseinheit getrennt werden. Am besten ist ein etwas windgeschützter Ort, jedoch nicht zu nah an Gebäuden oder Bäumen. Mindestens oberhalb eines Winkels von 40° vom Regenmesser aus nach oben sollte nach allen Seiten frei sein.

Hindernisse sollten sich maximal in einem Winkel von 40° befinden 

Das Anemometer (Windmesser) ist am besten auf dem Dach aufgehoben, will man keinen Masten in den Garten pflanzen. 5 m oberhalb des Dachgiebels wären ideal, 3m sollten aber mindestens eingehalten werden um nicht zu starke Verfälschung der Windmessung durch Verwirbelungen zu erhalten. Der Windmesser lässt sich standardmässig bis zu 12m von der ISS entfernt aufstellen, mit Verlängerungskabel auch weiter. Analoge Telefonkabel, deren Anschlüsse nicht gekreuzt sind, eignen sich hierzu gut. Allerdings nimmt dann die Empfindlichkeit gegenüber starken Windböen ab. Ein Hurrican Kat 5 kann dann nicht mehr gemessen werden ;-) Weniger Verdrahtungsprobleme hat man, wenn das Anemometer Transmitter Kit benutzt wird. Damit wird der Windmesser direkt drahtlos mit der Konsole verbunden. Das Ding ist jedoch etwas teuer.

Montage

Die Montage erfolgt gemäss Handbuch.

Zu beachten gilt es, dass der Regenmesser exakt waagrecht aufgestellt wird, damit die Wippen exakt symmetrisch kippen. Dies lässt sich am einfachsten mit einer Wasserwaage überprüfen.

Mit einer Wasserwaage wird überprüft ob der Regenmesser exakt waagrecht steht

Kalibrierung

Die Vantage Pro sollte schon kalibriert sein. Trotzdem lässt sich manchmal noch einiges herausholen bei einer sorgfältigen Nachkalibrierung. Doch Vorsicht, manches kann auch ins Auge gehen!

Regenmesser: Für die Kalibrierung des Regenmessers gibt es mehrere Möglichkeiten. Einerseits kann dies mit einer Messpipette geschehen. Hat man den metrischen Adapter installiert, sollte die Waage genau bei 0.2mm kippen. Dies war jedenfalls bei meiner Station bei weitem nicht so. Der Kipppunkt lässt sich durch die Schrauben unterhalb der Spitzen der Kippwaage einstellen. Je höher diese geschraubt werden, desto früher, d.h. bei geringerer Wassermenge kippt die Waage.

Mit den Schrauben am Ende der Kipplöffel (Pfeile) lässt sich der Kipppunkt einstellen.

Wichtig ist vor allem, dass die Waage symmetrisch kippt, damit jeder Kippvorgang genau der gleichen Wassermenge entspricht. Aus diesem Grund soll auch der Regenmesser genau waagrecht stehen.

Um die Wassermenge zu bestimmen, die 0.2mm und somit einem Kippen entspricht, ist etwas Rechnen gefordert. Das Wasservolumen, das durch den Regenmesser fliesst berechnet sich aus der Regenhöhe mal der Auffangfläche A. Diese ist bei einem Radius des Regenmessers von 8.2 cm gemäss A=pi*r²=211 cm². Somit fliesst eine Wassermenge von V=A*0.02cm= 4.2 cm³ (ml) pro 0.2mm Niederschlag durch den Regenmesser. Die Kippwaage sollte also bei genau dieser Menge kippen.

Nun kommt die Messpipette oder Spritze zum Zug. Mit dieser füllt man tröpfchenweise die geforderte Wassermenge in die Schale. Die Schrauben stellt man nun genau so ein, dass die Waage gerade kippt bei der geforderten Wassermenge.

Mit einer Messpipette wird die Wassermenge, die einen Kippvorgang auslöst ermittelt

Lässt sich dieser Wert nicht erreichen, kann umgekehrt vorgegangen werden und in einer tauglichen Wettersoftware ein Kalibrierfaktor gesetzt werden (in der Konsole bzw. mit Weather Link geht das unverständlicherweise nicht). Dabei misst man die Wassermenge V, die gerade ein Kippfaktor auslöst. Mit h = V/A lässt sich die Regenhöhe h pro Kippvorgang berechnen und entsprechend zu den 0.2mm ins Verhältnis setzen: Der Kalibrierfaktor k berechnet sich nach k = h/0.2mm. Mit diesem muss die angezeigte Regenmenge multipliziert werden um die tatsächlich gefallene zu ermitteln.

Die Kalibrierung mit der Messpipette liefert tendenziell eher zu tiefe Messwerte. Dies liegt u.a. daran dass Verluste im Auffangbecken oder während des Kippens nicht berücksichtigt werden.

Eine weitere Methode den Regenmesser einzustellen, ist eine genau definierte Wassermenge den Trichter langsam hinunter laufen zu lassen und die Anzahl Kippbewegungen zu zählen. Für die Berechnung der nötigen Wassermenge können wir wiederum die vorher benutzten Formeln zu Rate ziehen. Um 100 Wippenschläge zu erzeugen, brauchen wir also 100*4.2 ml = 420 ml. Diese Menge sollte etwa während 20 Minuten in den Trichter fliessen. Wenn zu viel Wasser auf einmal hineingeleert wird, dann führt dies zu ungenaueren Werten.

Wichtig ist aber wie erwähnt, dass beide Kipplöffel bei der selben Wassermenge kippen. Mit einer guten Messpipette kann diese auf 0.1ml genau eingestellt werden.

Die genauste, aber langwirigste Methode, ist der Abgleich mit einem hochwertigen manuellen Regenmesser (z.B. ein Hellmann). Diesen stellt man neben die Vantage und vergleicht die Messwerte beider Regenmesser während ein paar Regenereignissen. Gut eignen sich Ereignisse mit mehr als 5mm Niederschlag. Nach etwa 5 Ereignissen vergleicht man die Messwerte der beiden Regenmesser, berechnet die Abweichung und stellt dann den Regenmesser entsprechend nach oder stellt den Kalibrierfaktor in der Software ein.

Am besten man kalibriert den Regenmesser zuerst mit einer der erst genannten Methode und vergleicht ihn dann mit dem Referenzregenmesser. So lässt sich der Messkübel der Vantage Pro auf wenige Prozent genau einstellen.

Hygrometer: Der Maximalwert des Hygrometers kann über die Software eingestellt werden. Hierzu taugt Weather Link ausnahmsweise. Der 100% Punkt lässt sich "einfach" bestimmen. Am einfachsten ist es einen nebligen Tag abzuwarten. Wenn sich der Bodennebel gerade bildet, dann sollte die Feuchtigkeit 99-100% erreichen. Werden die Werte in einminütigem Intervall aufgezeichnet, sollte damit der Maximalwert 100% erreichen. Längere Intervalle sind nur beidingt geeignet, da dieser Wert u.U. nur kurz erreicht wird. In Weather Link kann dann über "Setup"->"Set Temp & Hum Calibration" der aktuelle Wert um den Wert (100-Max) erhöht werden.

Hat man keinen Nebel zur Verfügung, kann auch ein nasses Tuch helfen, dies aber nur bedingt. Dieses wickelt man um die Wetterhütte der ISS und lässt das ganze ein paar Stunden bei konstanter Temperatur stehen. Bei aktiven Varianten stellt man den Lüfter ab, da sich sonst die angesogene Luft zu wenig schnell anfeuchten kann. Mit der Zeit sollte sich die Feuchtigkeit im innern gegen 100% nähern. Aber Vorsicht, kein Wasser hineingiessen! Die Sensoren können dabei Schaden nehmen. Dese Methode ist aber ungenauer als die Nebelmethode.

Windmesser: Hier lässt man am besten die Finger davon, ausser man hat einen Winkanal zur Verfügung ;-) Den Richtungsmesser richtet man mit einem Kompass gemäss Beschreibung aus.

Barometer: Diesen kalibriert man mit der am nächsten gelegenen offiziellen Wetterstation an einem Tag mit flacher Druckverteilung (kein Wind) und konstanter Temperaturverteilung. Der Luftdruck wird in der Vantage Pro nach QFF auf Meereshöhe reduziert, d.h. die Temperatur wird in die Druckreduzierung mit hineingerechnet. Liefert die amtliche Station Werte nach QNH (d.h. ohne Berücksichtigung der akt. Temperatur), so muss dieser Wert erst umgerechnet werden.

Die restlichen Sensoren bedürfen keiner Kalibrierung.

Hat alles geklappt, hat man nun eine Station zu Hause stehen, die in Sachen Messgenauigkeit den amtlichen nur wenig hinterherhinkt.

Mehr zur Qualität der Station unter Testbericht und Erfahrungsbericht der Davis Vantage Pro 2 Plus