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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