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Wissenschaft kompakt
Was, wo und wie misst eine Wetterstation? (Teil 1)

Der Deutsche Wetterdienst betreibt etwa 200 automatisierte 
hauptamtliche Wetterstationen. An welchen Standorten diese Stationen 
stehen und welche Anforderungen an sie gestellt werden, schauen wir 
uns heute genauer an.

Jedem sind sie schon einmal begegnet, die Messwerte der 
Wetterstationen des Deutschen Wetterdienstes. Sie gehören zur 
Standardinformation in den stündlichen Wetterberichten im Radio und 
geraten bisweilen auch in die Schlagzeilen, wenn wieder einmal an 
einem bestimmten Ort ein neuer Temperaturrekord erreicht wurde oder 
es in einer Region besonders viel geregnet hat. Doch wo und wie 
werden diese Wetterdaten eigentlich erfasst?

Das Bodenmessnetz des DWD

Der Deutsche Wetterdienst (DWD) betreibt hierfür das sogenannte 
"hauptamtliche Stationsnetz". Es besteht aus etwa 200 
Wetterstationen, die relativ gleichmäßig im deutschen Bundesgebiet 
verteilt sind (Abbildung 1). Zusätzlich zu den "hauptamtlichen 
Stationen" zählen weitere knapp 300 vollautomatisierte 
Wetterstationen zum sogenannten "Bodenmessnetz" des DWD. Diese 
befinden sich auf privatem Grund und werden von ehrenamtlichen 
Bürgern betreut. Die Ehrenamtler müssen unter anderem dafür sorgen, 
dass die Umgebung der Wetterstation stets den strengen Anforderungen 
der "World Meteorological Organisiation" (WHO) genügen (s.u.). Da 
Niederschlag räumlich häufig sehr variabel ist, v.a. bei Gewittern im
Sommer oder in gebirgigem Terrain, reichen diese Wetterstationen für 
ein umfassendes Bild der Verteilung der Niederschläge immer noch 
nicht aus. Daher betreibt der DWD zudem noch knapp 500 automatische 
Niederschlagsstationen, ebenfalls betreut von ehrenamtlichen Bürgern.
Damit ist das Bodenmessnetz des DWD eines der dichtesten Messnetze 
von Wetterdaten weltweit. (Weitere Deutschlandkarten mit den 
Standorten der automatischen Wetter- und Niederschlagsstationen 
finden Sie im unten angegebenen Link.)


Die Anforderungen an eine Wetterstation

Eine amtliche Wetterstation muss strengen und internationalen 
Standards entsprechen, die von der WHO festgelegt sind. Nur so wird 
sichergestellt, dass man Wetterdaten weltweit miteinander vergleichen
kann. Das fängt schon bei der geeigneten Standortwahl für die 
Messungen an. Wetterdaten sollen nämlich repräsentativ für die 
Umgebung sein und beispielsweise nicht mitten im Zentrum einer 
Großstadt oder in einem lokalen Kälteloch gemessen werden. 
Wetterstationen befinden sich daher meist in relativ flachem Terrain,
fernab von Gebäuden oder größeren Waldflächen. Auch der Untergrund 
spielt eine wichtige Rolle. Eine Messung über dunklem Asphalt oder 
Pflastersteinen würde beispielsweise die Temperatur negativ 
beeinflussen, da sich diese Beläge bei Sonneneinstrahlung stark 
aufheizen. Das Messfeld einer Wetterstation besteht daher aus einem 
für die Region natürlichen Untergrund, in Deutschland aus einer 
Grasfläche (Abbildung 2). Werden diese Kriterien überall in 
Deutschland (und natürlich auch weltweit) über Jahrzehnte hinweg 
eingehalten, kann mit diesen Wetterstationen ein von Ort zu Ort 
vergleichbarerer, kontinuierlicher und langfristiger Datensatz 
gewonnen werden. Diese Daten sind nicht nur für Klimabetrachtungen 
von großer Bedeutung, sondern liefern auch essentielle Daten für 
Wettermodelle, um eine präzise Wettervorhersage erstellen zu können.


Die Datengewinnung an hauptamtlichen Stationen

Schauen wir uns nun an, welche Parameter an Wetterstationen erfasst 
werden. Dabei beschränken wir uns auf die hauptamtlichen 
Wetterstationen, da die ehrenamtlich betreuten Stationen nicht alle 
im Folgenden genannten Wetterparameter messen. An hauptamtlichen 
Wetterstationen werden kontinuierlich Lufttemperatur, 
Erdbodentemperatur, Luftfeuchte, Luftdruck, Windrichtung- und stärke,
Niederschlagsmenge und -dauer, Niederschlagsart, Schneehöhe, 
Wolkenuntergrenzen und -bedeckungsgrad, Sichtweite, Sonnenscheindauer
und Lufthygiene ermittelt. Zu früheren Zeiten wurden diese 
Wetterdaten von sogenannten Wetterbeobachtern stündlich abgelesen und
der Wetterzustand sowie der Wolkenbedeckungsgrad und die Wolkenart 
bestimmt. In den letzten Jahren wurden die Stationen allerdings nach 
und nach voll automatisiert. Zweifelsohne kann ein Automat einen 
menschlichen Wetterbeobachter nicht 1:1 ersetzen. Dennoch wurden in 
Forschung und Entwicklung in den letzten Jahren und Jahrzehnten die 
automatischen Messgeräte immer weiter optimiert, sodass diese mit 
einigen Einschränkungen die Arbeit der Wetterbeobachter immer besser 
ersetzen. Daher entschied sich auch der DWD, auf voll automatisierte 
Wetterstationen umzustellen. Parallel wird auch weiterhin an der 
Optimierung dieser Messgeräte geforscht, sodass in Zukunft noch 
präzisere Wetterdaten mit automatischen Messgeräten ermittelt werden 
können.

Wie diese automatischen Messgeräte all die genannten Wetterparameter 
erfassen können, schauen wir uns in zwei weiteren Teilen dieser Serie
an.


Dr. rer. nat. Markus Übel 
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale 
Offenbach, den 21.11.2022

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