Höhenformel Luftdruck

Wissenschaft Wetter & Meteorologie
#1

Hallo,
gibt es eine einfachere Formel zur Höhenumrechnung des
Luftdruckes für eingeschränkte Anwendung (siehe unten).
Ich brauche nur eine Genauigkeit von ca. +/-0,1mbar.

Die Umrechnung soll auch nur für Bodennähe bis
ca. 200m Höhe gelten.

Ziel ist es, von der nächstgelegenen Wetterstation
(ca. 5km) über Internet den Luftdruck zu holen und
dann eben auf den lokalen Luftdruck zu rechnen.

Wie ich das sehe, hat die Temperatur eine Einfluss,
der größer als die oben genannte Genauigkeit ist.
Wie viel macht aber die Feuchte aus?

Gruß Uwi

#2

Hallo!

Du könntest das mit der barometrischen Höhenformel berechnen, die die Abhängigkeit des Druckes von der Höhe angibt. Die einfachste, bekannteste Variante ist die der isothermen Atmosphäre, also wo die Temperatur überall gleich ist. Das sollte für deine Verwendung eine brauchbare Näherung sein.

http://de.wikipedia.org/wiki/Barometrische_H%C3%B6he…

Wie gut das passt kann ich dir nicht sagen, am einfachsten wäre es du misst ein paar mal den luftdruck nach bei dir und vergleichst, aber wenn du das könntest würdest du vermutlich nicht nach dieser Formel fragen nehm ich an :wink:

lg
Alex

lg
Alex

#3

Hallo,

Alexander hat dir ja bereits enen entsprechenden Link genannt.

Für dich interessant dürfte vor allem folgender Abschnitt sein:

http://de.wikipedia.org/wiki/Barometrische_H%C3%B6he…

Dort findest du auch einiges über den einfluß der Luftfeuchtigkeit.

Beachte aber bitte:

„Die vom Deutschen Wetterdienst empfohlene Reduktionsformel entspricht der Variante mit konstantem Temperaturverlauf. Aus der auf Standorthöhe gemessenen Temperatur wird mit Hilfe des Standard-Temperaturgradienten die Temperatur auf halber Standorthöhe geschätzt. Die Luftfeuchte findet Berücksichtigung durch Übergang zur entsprechenden virtuellen Temperatur.“

Quelle: s.o.

Zu:

„Ich brauche nur eine Genauigkeit von ca. +/-0,1mbar.“

Wozu benötigst du eine solch geringe Abweichung?

Und Abweichung von welchem Wert? Dem der nächstgelegenen Wetterstation? Deren Werte beruhen ja auch „nur“ auf einer Nährungsformel.

Grundsätzlich gilt:

„Generell ist bei der Reduktion von Luftdruckmessungen zu bedenken, dass die dabei rechnerisch addierte Luftsäule für die meisten Standorte in Wirklichkeit nicht existieren kann und es daher auch keinen „wahren“ Wert für den „Meereshöhendruck am Standort“ geben kann, der durch hinreichend aufwendiges Rechnen präzise angenähert werden könnte. Die Reduktionsformeln beruhen zum Teil lediglich auf Konventionen und dienen, abgesehen von speziellen wissenschaftlichen Anwendungen, hauptsächlich dazu, die Messwerte der Wetterstationen so weit wie möglich untereinander vergleichbar zu machen.“

Grüße

godam (immer noch versuchend, alle diese Formeln zu verstehen)

#4

Hallo,

Und Abweichung von welchem Wert? Dem der nächstgelegenen
Wetterstation? Deren Werte beruhen ja auch „nur“ auf einer
Nährungsformel.

Nö, der absolute Luftdruck wird dort gemessen. Das ist kein Wert einer Näherungsformel sondern ein Messwert. Der ist so genau, wie da Gerät dort eben messen kann und da hoffe ich doch, dass es das auf 0,1 mBar genau kann.

Lediglich der relative Luftdruck, d.h. der auf Meereshöhe reduzierte Luftdruck, der oft angegeben wird, basiert auf einer Näherungsrechnung über die barometrische Höhenformel. Der Fragesteller möchte aber den absoluten, gemessenen Luftdruck mit der barometrischen Höhenformel auf seinen Standort reduzieren. Das geht zwar, aber nicht mit einer Genauigkeit von 0,1 mBar.

vg,
d.

#5

Hallo,

da hast dur Recht. habe mich schlecht ausgedrückt.

Allerdings sprach der Ursprungsposter nicht (oder habe ich das übersehen?) vom absoluten Luftdruck.

Deshalb meine Nachfragen.

Grüße

godam

#6

Hallo,

gibt es eine einfachere Formel zur Höhenumrechnung des
Luftdruckes für eingeschränkte Anwendung (siehe unten).
Ich brauche nur eine Genauigkeit von ca. +/-0,1mbar.

Das ist mit dieser Genauigkeit nicht möglich. Das entspräche etwa einer Genauigkeit, die dem Unterschied des Luftdrucks zwischen deinem Kopf und deiner Hüfte entspräche.

Jeder der schon mal einen barometrischen Höhenmesser verwendet hat, weiß, dass diese Extrapolation nicht über Distanzen von 5 Kilometern in dieser Genauigkeit funktioniert. Das kann zwar bei stabilem gleichmäßigen Wetter, durchaus mal mit der Genauigkeit funktionieren, bei anderen Wetterlagen kann die Unsicherheit aber weit mehr als 0,1 mBar sein.

Schau einfach mal z.B. wie groß allein die Unterschiede von einzelnen Wetterstationen in Wien sind (die allesamt nur wenige km auseinander liegen):

Messstation Höhe Temp. Feuchte Luftdruck (reduziert auf NN)
-------------------------------------------------------------------------
Wien Hohe Warte 209 m 14.8°C 97 % 1010.5 mBar
Wien Innere Stadt 177 m 15.7°C 95 % 1010.7 mBar
Wien Stammersdorf 190 m 14.7°C 97 % 1011.0 mBar
Wien Donaufeld 161 m 15.2°C 92 % 1010.6 mBar

Daten von 04. Juni 2012, 19 Uhr. (Quelle: ZAMG)

Die Stationen sind alle so 5-10 km auseinander, etwa auf der selben Höhe und schon hier zeigen sich Unterschiede von 0,5 mBar. Und das ist jetzt einfach der Unterschied von gerade eben und sicher kein Extremwert.

Wie ich das sehe, hat die Temperatur eine Einfluss,
der größer als die oben genannte Genauigkeit ist.
Wie viel macht aber die Feuchte aus?

Das kann alles weit mehr als 0,1 mBar ausmachen. Wieso willst du denn unbedingt diese doch sehr extreme Genauigkeit haben? Wenn du diese Genauigkeit brauchst, dann wirst du nicht umher kommen, den Luftdruck einfach vor Ort zu messen. Luftdruckmesser sind nun wirklich keine teure Sache. Und selbst da gibt es Geräte, die sich am PC auslesen lassen. Und auch hier gilt ein so genau gemessener Luftdruck ja nur für den Moment der Messung. Zehn Minuten später kann der Luftdruck sich bereits um 0,1 mBar oder mehr geändert haben.

vg,
d.

#7

also gut, angepasste Bedingungen
Hallo,

Ich brauche nur eine Genauigkeit von ca. +/-0,1mbar.

Das ist mit dieser Genauigkeit nicht möglich. Das entspräche
etwa einer Genauigkeit, die dem Unterschied des Luftdrucks
zwischen deinem Kopf und deiner Hüfte entspräche.

Ja ok, die exakte Höhe ist mir ja bis auf ca. 0,1m genau
bekannt, aber du hast recht. Ich brauche es nicht unbedingt
so genau.
Ich will einen Barometersensor abgleichen, der auf ca. 1mbar
genau anzeigt, wenn man Temperaturdrift mal wegläßt.
Die Vergleichsmessgeräte haben erfahrungsgemäß beim Gain
kein großes Problem, aber beim Offset gibt es schnell
mal 2…3 mbar Abweichung.

Da dachte ich, es wäre mit 0,1mbar nicht so eng.
Im Internet habe ich irgendwo gelesen, das die professionellen
Wetterfrösche sogar mit Genauigkeit um 0,1Pa messen und die
doch recht komplizierten Umrechnungen weit genauer sein
sollen, als eben ca. 0,1mbar.

Also gehe ich einen Schritt zurück und würde mal ca. 0,5mbar
Genauigkeit anstreben und ca. +/-1mbar wären auch gerade
noch akzeptabel.

bei stabilem gleichmäßigen Wetter, durchaus mal mit der
Genauigkeit funktionieren, bei anderen Wetterlagen kann die
Unsicherheit aber weit mehr als 0,1 mBar sein.

Ja, das Problem kenne ich und habe es auch kürzlich
praktisch beobachtet, wo innerhalb einer halben h der
Luftdruck im fast 1mbar sank.
Das kann man aber kontrollieren, indem man den Verlauf
über eine bestimmte Zeit verfolgt.
Bei stabilen Wetterlagen ändert sich innerhalb von paar
10 Minute nichts relevant. Die Werte werden im Internet
ja inzwischen aller Stunde aktualisiert.

Wenn du diese Genauigkeit brauchst, dann wirst du nicht umher
kommen, den Luftdruck einfach vor Ort zu messen.

Es geht mehr darum, dass das vor Ort verwendete Gerät
regelmäßig auf Plausibilität geprüft werden soll.

Wie oben beschrieben kann da im Laufe eines Jahres schon
mal ein Fehler von 2…3 mbar auftreten.

Ganz zu schweigen von Defekten, die sonst verdeckt wirken.
Wenn so ein Handgerät mal runter fällt, muß das hinterher
nicht mehr korrekt anzeigen. Man merkt es aber eben nicht.
Die Kontrolle mit Messwerten der nächsten Wetterstation ist
bequem und IMHO recht zuverlässig.

Luftdruckmesser sind nun wirklich keine teure Sache. Und
selbst da gibt es Geräte, die sich am PC auslesen lassen.

Komplizierte Sachen brauche ich nicht.
Es geht um Anwendung in der Produktion, wo eben ein
Barometersensor in einem Industrie-Messgerät verbaut ist.
Da wird üblicherweise ein Handgerät verwendet, das der
Kollege „Werker“ im Schubfach liegen hat.
Gruß Uwi

#8

Hallo,

Da dachte ich, es wäre mit 0,1mbar nicht so eng.
Im Internet habe ich irgendwo gelesen, das die professionellen
Wetterfrösche sogar mit Genauigkeit um 0,1Pa messen und die
doch recht komplizierten Umrechnungen weit genauer sein
sollen, als eben ca. 0,1mbar.

Die Messgenauigkeit ist durchaus so genau, die Umrechnung aber bei weitem nicht. Das wäre sie nur, wenn du den Zustand der Atmosphäre direkt vor Ort genau kennen würdest. Den kennst du aber nicht und kannst du aus den Daten einer einzigen Nachbarstation auch nicht genau genug ableiten.

Also gehe ich einen Schritt zurück und würde mal ca. 0,5mbar
Genauigkeit anstreben und ca. +/-1mbar wären auch gerade
noch akzeptabel.

Mit +/- 1 mBar wird es schon besser. Das wird sicher in den meisten Wetterlagen klappen. Wenn du es genau haben willst, dann nimm die Formeln des Deutschen Wetterdienstes, die berücksichtigen Temperaturgradient und Luftfeuchte.

http://dk0te.dhbw-ravensburg.de/cgi-bin/navi?m=WX_BA…

Die Umrechnung ist zwar nur zwischen Meereshöhe und Station, aber du kannst ja erst in Meereshöhe umrechnen und dann von dort auf die andere Station. Das führt auch nicht mehr Unsicherheit ein, weil die Rechnung ja reversibel ist und die Genauigkeit nur von den Parameters abhängt.

Es geht um Anwendung in der Produktion, wo eben ein
Barometersensor in einem Industrie-Messgerät verbaut ist.
Da wird üblicherweise ein Handgerät verwendet, das der
Kollege „Werker“ im Schubfach liegen hat.

Ganz ehrlich: Wieso schafft ihr euch nicht ein stationäres Barometer an, dass den exakten Luftdruck (wie die Wetterstation auch) anzeigt und dann musst du ja nur das Handgerät mit dem stationären Gerät kurz abgleichen, um zu sehen, ob du es eventuell kalibrieren musst.

Das ist einfacher und genauer, als zu versuchen, die Daten einer normalen Wetterstation auf euren Produktionsstandort umzurechnen.

vg,
d.

#9

Hallo,

Mit +/- 1 mBar wird es schon besser. Das wird sicher in den
meisten Wetterlagen klappen. Wenn du es genau haben willst,
dann nimm die Formeln des Deutschen Wetterdienstes, die
berücksichtigen Temperaturgradient und Luftfeuchte.
http://dk0te.dhbw-ravensburg.de/cgi-bin/navi?m=WX_BA…

Ja danke, werde das mal nachrechnen.
Ich denke das wird reichen.

Ganz ehrlich: Wieso schafft ihr euch nicht ein stationäres
Barometer an, dass den exakten Luftdruck (wie die
Wetterstation auch) anzeigt und dann musst du ja nur das
Handgerät mit dem stationären Gerät kurz abgleichen, um zu
sehen, ob du es eventuell kalibrieren musst.

Ok, werde das wohl dann so machen.
Vorläufig muß es jetzt mal so gehen.
Gruß Uwi