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.