Technik Wetter Teil 5: Erfindungen, die dazu beigetragen haben, die Wettervorhersage zu definieren

Die Techniken und Instrumente der Wettervorhersage haben einen langen Weg zurückgelegt, seit wir vor Jahren begonnen haben, das Wetter vorherzusagen. Unserer Reihe „Technik Wetter“ erscheint jeden ersten Dienstag des Monats. Dort zeigen wir Erfindungen und Wettervorhersageinstrumente, die maßgeblich dazu beigetragen haben, das Wetter so genau bestimmen zu können.

Nephelometer (Trübungsmessgeräte)
Nephelometer (Trübungsmessgeräte)

Wettervorhersage-Instrumente sind ein wesentlicher Bestandteil unserer Anwendung von Wissenschaft und Technik bei dem Versuch, den zukünftigen Zustand der Atmosphäre für eine bestimmte Zeit und einen bestimmten Ort vorherzusagen. Sie sind zwar nicht 100% genau, aber sie haben im Laufe der Jahrtausende definitiv einen langen Weg zurückgelegt.

Folgende 6 Wettervorhersageinstrumente und Erfindungen haben dazu beigetragen, die Art und Weise, wie wir das Wetter heute vorhersagen, zu definieren und zu verbessern.

1. Nephelometer (Trübungsmessgeräte) werden zur Überwachung der Verschmutzung eingesetzt.

Nephelometer
Nephelometer

Nephelometer sind Instrumente zur Bestimmung der Suspension kleiner Partikel in einem flüssigen oder gasförmigen Kolloid. Sie bestehen aus einer Lichtquelle und einem Photosensor, die im 90 Grad Winkel zum Lichtstrahl angeordnet sind.

Die Partikeldichte wird durch die Menge des von den einzelnen Partikeln reflektierten Lichts bestimmt. Dies hängt von der Art der Partikelform, der Farbe und dem Reflexionsvermögen ab.

Anschließend wird eine Korrelation zwischen der Trübung und den suspendierten Feststoffen hergestellt. Diese Geräte werden in der Regel zur Beurteilung der Luftqualität zur Kontrolle der Umweltverschmutzung, der Klimaüberwachung und der Sichtbarkeit eingesetzt.

2. Deckenluftballons sind ein weiteres einfaches, aber leistungsstarkes Hilfsmittel

Decken-Ballon
Decken-Ballon

Pilotballons oder Deckenballons sind eine besondere Art von Wetterballons, die zur Messung der Höhe der Wolkenunterseite vom Boden aus verwendet werden. Sie werden in der Regel bei Tageslicht gestartet.

Die Höhe der Wolken wird durch die zeitliche Planung der Zeitspanne bestimmt, die der Ballon braucht, um zu starten und sich in den Wolken zu verstecken. Mit diesen Informationen kann die Höhe der Wolkendecke leicht berechnet werden.

Sie können auch dazu verwendet werden, einige andere wichtige Informationen zu erhalten. Zum Beispiel werden durch die Verfolgung der Flugbahn, früher mit einem Theodoliten und heute mit Radar oder GPS, Richtung und Geschwindigkeit von Höhenwinden bestimmt.

3. Auch Schneemesser sind wichtige Instrumente

Schneemesser
Schneemesser

Schneemessgeräte sind, wie der Name schon sagt, Wetterinstrumente zur Berechnung der Schneemenge in einer bestimmten Periode. Sie bestehen in der Regel aus einer vertikalen metrischen Skala, für manuelle Aufzeichnungen oder sind mit Ultraschall-, Infrarot- oder Lasermesssystemen zur automatischen Aufzeichnung ausgestattet.

Sie sind vom Konzept her den Regenmessern ziemlich ähnlich, aber sie sind speziell auf die Erfassung von Schneefällen zugeschnitten.

4. Blitzdetektoren sind sehr nützliche Geräte

Blitzdetektoren sind eine Art Wetterinstrument, das zur Erkennung von Blitzen oder von durch Stürme erzeugten Lichtstrahlen verwendet wird. Es gibt drei Grundformen: –

1. Erdsysteme – Diese verwenden mehrere feste Antennen zur Erkennung von Blitzen.

2. Mobile Systeme – Diese benutzen empfindliche Antennen, die normalerweise an Bord von Dingen wie Flugzeugen und;

3. Weltraumgestützte Systeme – Diese bestehen in der Regel aus Detektoren, die auf Satelliten montiert sind und mit deren Hilfe Blitzreichweite, Peilung und Intensität durch direkte Beobachtung aus der Umlaufbahn ermittelt werden können.

Erd- und mobile Detektoren berechnen in der Regel automatisch die Richtung und Stärke von Blitzen von einem Montageort aus, wobei Funktechniken verwendet werden. Terrestrische Systeme können auch die Triangulation von mehreren Standorten aus nutzen, um die Entfernung zu einem Blitzereignis zu bestimmen.

5. Wannenverdampfer sind auch einfache Geräte

Wannenverdampfer
Wannenverdampfer

Verdunstungsvorrichtungen oder Beruhigungsschächte sind einfache Wetterinstrumente zur Messung der effektiven Verdunstung zu einem bestimmten Zeitpunkt. Es gibt sie in verschiedenen Formen, aber die „Klasse A“-Wannenverdampfer sind die gebräuchlichsten.

Es handelt sich um einen zylindrischen Tank aus verzinktem Stahl mit einem Durchmesser von etwa 1,21 Metern und einer Tiefe von 25 cm. Sie werden in der Regel auf einer Holzplattform montiert und vollkommen horizontal gehalten.

Wannenverdampfer arbeiten durch die Messung des Wasservolumens, das benötigt wird, um ein konstantes Niveau über eine bestimmte Zeitspanne aufrechtzuerhalten. Dies kann 6, 12 oder 24 Stunden betragen.

Die verbrauchte Wassermenge entspricht dann der Verdunstungsrate, die normalerweise in mm angegeben wird.

6. Automatische Wetterstationen (AWS)

AWS(Automatische Wetterstation)
AWS(Automatische Wetterstation)

Automatische Wetterstationen (AWS) sind das Glanzstück der Wetterinstrumentierung. Es handelt sich, wie der Name schon sagt, um Wetterstationen, die automatisiert ausgeführt werden.

Dabei kann es sich entweder um feste oder mobile Standorte handeln, deren Sensoren Wetterdaten mit einem Wetterlogger in völliger Abwesenheit von Menschen in Verbindung bringen. AWS‘ wurde speziell für den Einsatz an schwer zugänglichen oder abgelegenen Orten (wie auf See) entwickelt.

Bei automatischen Stationen sind viele der oben aufgeführten Sensoren in der Regel an einen zentralen Prozessor angeschlossen. Die Daten können in einem Logger gespeichert oder per Kabel oder Funksignal an einen oder mehrere entfernte Orte übertragen werden.

Alle Gubbins der Station sind in der Regel auch in einem wasserdichten Gehäuse untergebracht. Sie werden von einer wiederaufladbaren Batterie, einem Solarpanel oder einer Windturbine gespeist, und die Anzahl der Sensoren hängt von den Bedürfnissen ab.

Normalerweise hat eine automatische Station mindestens ein Thermometer, ein Anemometer, eine Windfahne, ein Hygrometer und ein Barometer. Sie werden in erster Linie von nationalen meteorologischen Diensten genutzt, können aber auch von Forschern oder Amateurmeteorologen eingesetzt werden.