Windmessung

Die Windmessung ist ein grosser Teilbereich in der Meteorologie und umfasst die Messung von Windrichtung sowie Windgeschwindigkeit. Dabei wird der Wind in bodennähe (Höhe 5 bis 30m) in offenem Gelände in ca. 10m Höhe erfasst. Die gemessenen Werte stellen nur ein lokales Ergebnis dar, da je nach Umgebung und Gelände die Messwerte stark voneinander abweichen können.

 

Dämpfungsgrad

Charakterisiert das Schwingungsverhalten der Windfahne und ist eine wichtige Kenngröße zu ihrer qualitativen Bewertung. Der Dämpfungsgrad wird bestimmt aus zwei aufeinanderfolgenden Schwingungsamplituden und wird mittels einer Gleichung berechnet.

 

Dämpfungsverhältnis

Maß für die Dämpfung von Windfahnen. Es ist das Verhältnis der aufeinanderfolgenden gedämpften Auslenkungsamplituden (z.B. 3. zur 1. Amplitude) in einer Richtung.

 

Windweg

Der vom Wind zurückgelegte Weg für einen bestimmten Zeitraum.

 

Entfernungskonstante

Der vom Wind zurückgelegte Weg, der dann erreicht wird, wenn nach einer sprunghaften Windgeschwindigkeitsänderung die Geschwindigkeit 63% ihres Endwertes erreicht hat.

 

Belastung

Maximal zulässige Windgeschwindigkeit, bei der die Windmessgeräte noch keinen Schaden erleiden.

 

Windstärke

Klasseneinteilung nach »Beaufort« (bft) für bestimmte Windgeschwindigkeitsbereiche.

 

bft m/s bft m/s
0 0 - 0,2 9 20,8 - 24,4
1 0,3 - 1,5 10 24,5 - 28,4
2 1,6 - 3,3 11 28,5 - 32,6
3 3,4 - 5,4 12 32,7 - 36,9
4 5,5 - 7,9 13 37,0 - 41,4
5 8,0 - 10,7 14 41,5 - 46,1
6 10,8 - 13,8 15 46,2 - 50,9
7 13,9 - 17,1 16 51,0 - 56,0
8 17,2 - 20,7 17 56,1 - 61,2

 

Windgeschwindigkeit

Gebräuchliche Einheiten sind: 1 m/s = 3,6 km/h = 1,9455 Knoten.

 

Windrichtung

Angabe der Richtung, aus der der Wind kommt. Die Angabe erfolgt im Uhrzeigersinn von Nord über Ost (90°), Süd (180°) und West (270°) nach Nord (360°).

 

Anlaufwert

Die Windgeschwindigkeit, bei der ein Schalenstern, bzw. die Windfahne beginnt sich zu bewegen.

 

Nachweisgrenze

Der unterste Wert der Windgeschwindigkeit und Windrichtung, bei der sich ein stabiler Messwert einstellt.

 

Variation

Der Bereich, in dem sich die Windrichtung in den letzten 10 Minuten geändert hat (nach ICAO).

 

Gleitender Mittelwert

Der Mittelwert, der in kürzeren Zeitabständen als die Mittelwertzeit erneuert wird. (z.B. 10 min.-Mittelwert wird jede Sekunde erneuert)

 

Arithmetischer Mittelwert

Der Quotient aus der Summe aller Einzelwerte und der Anzahl der Werte, innerhalb der Mittelwertzeit.

 

Vektorieller Mittelwert

Berechnungsverfahren: Die Einzelvektoren, gemessen als Windgeschwindigkeit und Richtung, werden in rechtwinklige Komponenten zerlegt. Die Komponenten werden arithmetisch gemittelt, diese Mittelwerte werden zum vektoriellen Mittelwert zusammengesetzt.

 

Vektorieller Mittelwert mit Einheitsvektoren

Ausschließlich für die Windrichtung verwendet. Für die Einzelvektoren wird dabei eine konstante Windgeschwindigkeit angenommen.

 

Orthogonaler Windgeschwindigkeitsvektor

Eine Gerade, die senkrecht zu einer anderen Geraden steht. Durch die Anordnung zweier senkrecht aufeinander stehender Messstrecken erhält man den Betrag und Winkel des Windgeschwindigkeitsvektors in Form von rechtwinkligen Komponenten. Nach Messung der rechtwinkligen Geschwindigkeitskomponenten können Betrag und Winkel der Windgeschwindigkeit berechnet werden.

 

Skalare Windgeschwindigkeit

Windgeschwindigkeitsbetrag ohne Richtungsangabe.

 

Akustische virtuelle Temperatur

Die akustische virtuelle Temperatur ist die Lufttemperatur, die sich auf trockene Luft ohne jeglichen Anteil von Wasserdampf bezieht. Sie wird ermittelt durch Laufzeitmessungen von Schallimpulsen. Nach entsprechender Korrektur des Feuchteinflusses übertrifft das Verfahren die Genauigkeit der klassischen Verfahren der Temperaturmessung in einem Wetter- u. Strahlungsschutz.

 

Gray-Code

Einschrittiger Binär-Code, beim Wechsel von einem Wert zum nächsten ändert sich jeweils nur ein einziges Datenbit gegenüber dem vorangegangenen b.z.w. dem nächsten Wert. Der Gray Code wird zur digitalen Bestimmung von Wegstrecken eingesetzt. z.B. für die Windrichtung einer Wetterfahne.

Der Code kann mit einer beliebigen Anzahl von Stellen aufgebaut werden, dies ist nur abhängig von der gewünschten Auflösungsgenauigkeit.

 

8-Bit Windrichtungs-Gray-Code

Die Windrichtung (0 ... 360°) wird in ein 8 Bit Gray-Code umgewandelt und ausgegeben. Die Auflösung beträgt 2,5°. 144 Schritte pro Umdrehung.

Schritt 0 = 0° = Nord und entspricht den dem Sektor 0 ... 2,5°
Schritt 143 = 357,5° entspricht dem Sektor 357,5 ... 0°

 

Seriell-Synchron-Ausgang

Die seriell-synchrone Schnittstelle ist eine unidirektionale Zwei-Leiterschnittstelle. Diese erlaubt die Verbindung zwischen Windgebern mit seriell-synchron-Ausgang und entsprechender Peripherie (z.B. Anzeigegeräte).