Windgeschwindigkeit richtig ermitteln (Böen, Interpolation, Intervalle usw.)

Moin Wetterfreunde,
ich wollte mal fragen wie die Windstärke richtig ermittelt wird. Die Windgeschwindigkeit wird ja nicht jede 1/100 tel Sekunde gleich sein. Auf den Wetterseiten gibt es doch erhebliche Abweichung zwischen Böe und Wind. Die Böen können so wie ich das sehe über 50% schneller sein als der Wind selbst und wenn man bedenkt das der Staudruck (und auch die kin. Energie) quadratisch proportional der Geschwindigkeit ist stellt sich auch die Frage wie es mit der Mittelwertbildung in einem bestimmten Meßintervall aussieht. Zum ersten wäre die Frage wie lang ist überhaupt das Meßintervall für normalen Wind. Und dann wäre zu fragen ob man hier das arrith, Mittel oder nicht eher das geometrische Mittel (von wievielen ?) Einzelwerten man nimmt.
Und dann stellt sich die Frage nach der Windböe. Meiner Ansicht müßte die Windböe dann ermittelt werden wenn das Zeitintervall einer Einzelmessung gegen NULL geht… Da auch das Flügelrad eines Windmeßgeräts eine gewisse Trägheit besitzt wird man das Intervall meßtechnisch nicht beliebig klein machen können. Wer kann sagen wie man Wind ermittelt.

Sind ja eigentlich die Fragen wozu evtl. was in Betriebsanleitungen von elektronischen Wetterstationen (von Conrad usw,)  steht. Die Sensoren werden ja bestimmte Abtastfrequenzen haben und es wird sicherlich auch angegeben wie das in den vorgefertigten Programmen  statistisch aufbearbeitet wird.

Für eine nette Antwort passend zu dem heutigen tollen Windwettter hier an der Nordsee (wir haben jetzt Sturmtief Xaver) würde ich mich freuen.

LG

Hallo,

da dir bisher kein Experte geantwortet hat, hier die Meinung eines Amateurs auf diesem Gebiet:

Bei meiner privaten Wetterstation messe ich die Windgeschwindig mittels eines preiswerten Windgeschwindigkeitsmessers (Anemometer). Dieser ist mit einem Reed(Magnet)-Kontakt versehen (NO = normalerweise offen). Bei jeder Umdrehung schließt sich der Kontakt. Eine Umdrehung (Impuls) entspricht einer Windgeschwindigkeit von 2,4 km/h.

Ich messe also die Impulse und bestimme die Geschwindigkeit. Aus allen Messungen aus einem Zeitraum von 10 Minuten (Beispiel) bilde ich einen Mittelwert (arritmethisch), Für mich ausreichend.

Ob böig oder nicht? Siehe hier:

„Meteorologisch spricht man von einer Bö, wenn der gemessene 10-Minuten-Mittelwert der Windgeschwindigkeit innerhalb weniger Sekunden (maximal 20, mindestens 3 Sekunden anhaltend) um mindestens 5,0 m/s (10 kn) überschritten wird. Der DWD unterscheidet zusätzlich zwischen Sturmböen, welche ab Windgeschwindigkeiten von 62 km/h (8 Bft) gelten, und Orkanböen, die ab einer Geschwindigkeit von mindestens 103 km/h (11 Bft) auftreten.“

Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/B%C3%B6

Da ich ja bereits den Mittelwert vorliegen haben, muß ich nur vergleichen, ob diese Kriterien erfüllt sind.

Welche Elektronik und welche Programme in den Standardmeßstationen von Conrad & Co. stecken weiß ich nicht. Bei mir läuft die Auswertung über einen Arduino-Microkontroller mit einer Taktfrequenz von 8 bzw. 16Mhz.

Die Trägheit des Windgeschwindigkeitsmesser berücksichtige ich nicht, halte diese auch bei Amateurprojektem wie dem meinem für vernachlässigbar.

Grüße

fribbe

Hallo fribbe,

jeder Umdrehung schließt sich der Kontakt. Eine Umdrehung
(Impuls) entspricht einer Windgeschwindigkeit von 2,4 km/h.

das ist sozusagen der Beginn des Meßbereichs dieses speziellen Gerätes. Der Flügel des Anemometers beweget sich überhaupt erst ab einer Windgeschwindigkeit von 2,4 km/h.

Gruß

Sven Glückspilz

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Hallo Sven,

dies

" Der Flügel des Anemometers beweget sich überhaupt erst ab einer Windgeschwindigkeit von 2,4 km/h "

ist nicht korrekt.

Wie kommst du auf diese Idee?

Der „Flügel“ bewegt sich schon bei deutlich geringeren Windgeschwindigkeiten. Es wird - wenn denn keine vollständige Umdrehung vollzogen - nur kein Impuls gegeben.

Grüße

fribbe

Hallo fribbe,

wenn du schreibst, dass mein:

" Der Flügel des Anemometers beweget sich überhaupt erst ab
einer Windgeschwindigkeit von 2,4 km/h "

nicht korrekt sei:

ist nicht korrekt.

ist das Haarspalterei.

Dein:

Der „Flügel“ bewegt sich schon bei deutlich geringeren
Windgeschwindigkeiten. Es wird - wenn denn keine vollständige
Umdrehung vollzogen - nur kein Impuls gegeben.

mag ja stimmen, aber das passt wie die Faust aufs Auge zur eigentlichen Frage von robespierre66 im UP:
„Windgeschwindigkeit richtig ermitteln“
um die es hier geht.

Der Flügel deiner privaten Wetterstation bewegt sich auch wenn du ihn bei Windstille z.B. mit einem Bleistift schiebst, aber was ermittelst du denn da „richtig“?
Das ist doch keine Messung.
Du schreibst u.a.: “Bei mir läuft die Auswertung über einen Arduino-Microkontroller“.
Vielleicht kann man den so programmieren, dass bei einmaliger Schiebebewegung des Flügels über den Reed Kontakt hinweg eine: „Windgeschwindigkeit von 2,4 km/h “ angezeigt wird.
Ein käufliches Gerät wie etwa: „Windmaster 2“ der Firma Kaindl, wartet sicher erst einige konstante Umdrehungen ab, bis es einen Messwert anzeigt.
Ein Gezittere des Flügels um seine Haftreibung herum über den Reed Kontakt hinweg detektiert dessen Elektronik und deutet es richtig als inkonstante Bewegung die man nicht für eine korrekte Messung verwerten kann.

Gruß

Sven Glückspilz