Wie genau messen Wetterstationen?

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Die Davis VUE und WH1080 im Temperatur- und Luftfeuchtigkeitstest

Immer wieder erreichen uns Fragen unserer Leser, die die Genauigkeit der gemessenen Daten einer Wetterstation anzweifeln oder komplett in Abrede stellen. Bisher haben wir beim Test einer Wetterstation meist die Außendaten mit einer oder mehreren bereits in Betrieb befindlichen Wetterstationen verglichen. Auch Innenraumdaten konnten so abgeglichen werden. Was aber, wenn diese Referenzdaten falsch sind?

Durch die Anschaffung des „Testo 440“-Messgerätes, welches für die Langzeitmessung unterschiedlicher Messreihen bestens geeignet ist (Lumenmessung), war der Basis für diesen Test geschaffen. Eigens für die Temperaturprüfung unserer Wetterstationen haben wir uns die Temperatur-Feuchte-Sonde 90330090 angeschafft, welche die Luftfeuchtigkeit- und Temperaturdaten per Bluetooth zur Testo-Basisstation sendet. Die Genauigkeit der Temperaturmessung wird vom Hersteller im Bereich von -20 bis +50 °C mit ±0,5 °C angegeben. Die Luftfeuchtigkeitsmessung hat eine Genauigkeit von ±2 %rF (5 # 90 %rF).

Kein Stabfeuerzeug, sondern eine Temperatur-Feuchte-Sonde. Das Testo 440 Messgerät kommuniziert per Bluetooth mit der Temperatursonde.

Testaufbau: Die Frage der Reichweite

Hier sind wir auch gleich mit dem ersten Problem konfrontiert. Die Reichweite der Wetterstationen, also der Abstand zwischen Außensensor und der Innenstation, wird oftmals bemängelt. Die meist mit 100 Meter angegebene maximale Distanz wird von jeder Mauer, von jedem Fenster, massiv minimiert, so dass je nach baulicher Gegebenheit zwei Wände langen können, damit eine Wetterstation den Kontakt zur Basisstation verliert. Das Testo-Messsystem sendet per Bluetooth die Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsdaten. Hier ist bereits eine Mauer oder ein Fenster eine Hürde. Der Testo-Temperatursensor wurde zur Vergleichbarkeit auf dem gleichen Masten angebracht, auf dem auch die Außensensoren der aktuell im Test befindlichen Wetterstationen montiert sind. In rund vier Meter Abstand, regengeschützt hinter einem Fenster, befand sich im ersten Test das Empfangsgerät. Es zeigte sich, dass dies bereits für Bluetooth eine große Hürde ist – die Verbindung brach mehrmals ab. Erst nachdem wir das Empfangsgerät ebenfalls im Außenbereich angebracht hatten, konnte die Messung ohne Abbrüche stattfinden. Es zeigt sich also, dass Bluetooth keine Alternative zur Daten-Übertragung von Wetterstationen ist.

Wetterstationen: Die Testkandidaten

Aktuell haben wir die Davis VUE (Testbericht) und einen WH1080-Klon im Einsatz. Beides sind Wetterstationen mit mehreren Außensensoren. Die Wetterdaten beider Wetterstationen veröffentlichen wir fortwährend im Internet (VUE, WH1080). Bewusst setzen wir für beide Wetterstationen auch unterschiedliche Hardware und Software ein, um die Daten aufzubereiten. Die Software Meteohub und Meteobridge versorgen wir mit aktuellen Daten der Davis VUE, die Software pywws mit den Daten eines WH1080-Klon.

wh1080 und davis vantage vue
Vor unserer Redaktion befinden sich aktuell zwei Außeneinheiten: Die Davis Vantage VUE (links) und die Außeneinheit eines WH-1080-Clones.

Temperatur messen: Der Testzeitraum

Wir haben drei Tage lang Ende Juli die Daten gesammelt und verglichen. Zur Veranschaulichung sind nur die Daten eines kompletten Tages gegenübergestellt. In den Abendstunden des Testtages konnten wir ein Gewitter protokollieren, was sich in der Luftfeuchtigkeit sehr gut nachvollziehen lässt.

Interessant ist es, die Daten auch bei winterlichen Bedingungen gegenüberzustellen. Dies werden wir baldmöglichst bei dauerhaftem Frost nachholen.

Hygrometer und Thermometer: Warum keine Niederschlagsmessung?

Sicherlich wäre auch interessant, die Regenmenge zu messen. In diesem Test haben wir bewusst auf diesen Test verzichtet und uns auf die Messung der Umgebungstemperatur und der Luftfeuchtigkeit beschränkt. Mit ein Grund für diese Entscheidung ist das fehlende dritte und zertifizierte Messgerät.

24 Stunden Temperaturvergleich der Wetterstationen
24 Stunden Temperaturvergleich der Wetterstationen

Wie genau messen Wetterstationen die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit?

In unserem Testzeitraum hatten wir eine Außentemperatur zwischen 16 und 34,6 °C gemäß Testo, 15,7 und 33 °C laut Davis VUE und 16 bis 34,1 °C laut der WH1080. Im obigen Chart sehr gut zu sehen ist die relativ geringe Temperaturabweichung zwischen 0 bis 8 und zwischen 17 Uhr bis Mitternacht. In Zeitraum zwischen 8:30 und 12 Uhr verzeichneten wir die größten Abweichungen. Diese Abweichung stellten wir auch bei den zwei weiteren Testtagen fest.

Woher kommen die Temperaturabweichungen?

Unser Mast mit den Wetterstationen steht nicht ganztags im Schatten. Am Vormittag bekommt der Mast zum Teil direkte Sonne ab. Doch warum die große Abweichung? Wir sehen hier eindeutig, dass das das Testo-Messgerät die größte Temperatur protokolliert hat. Messen die beiden Wetterstationen falsch? Oder zeigt unser Referenzmessgerät zu hohe Werte an?

Äpfel mit Birnen verglichen?

Es zeigt sich, dass der Temperatursensor der WH1080 bzw. der Davis VUE den Temperaturanstieg deutlich träger protokolliert hat. Der Testo-Temperaturfühler, ausgelegt für ständige, genaue Messergebnisse, misst genauer, ist aber für eine fortwährende Umgebungstemperaturmessung eher ungeeignet.

Welche Erkenntnisse gewinnen wir aus unserer Umgebungstemperaturmessung?

Es zeigt sich, dass die Temperaturmessung nur im Schatten vergleichbar ist. Bei direkter Sonneneinstrahlung ist ein träger Temperatursensor von Vorteil.

24 Stunden Luftfeuchtigkeitsmessung der Wetterstationen
24 Stunden Luftfeuchtigkeitsmessung der Wetterstationen

Der 24-Stunden Luftfeuchtigkeitsvergleich

Auch hier zeigt sich eine relativ geringe Abweichung der drei Hygrometer in den ersten acht Stunden des Messtages. Dann, mit steigenden Temperaturen (und der bereits erwähnten direkten Sonneneinstrahlung), sind die Messwerte der WH1080 mit dem Referenzwert ähnlich. Die Davis VUE zeigt bis 19 Uhr deutlich höhere und danach, beim besagten Gewitter in den Abendstunden, niedrigere Luftfeuchtigkeitswerte an.

Fazit: Wie genau messen Wetterstationen die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit?

Wir waren überrascht über das reproduzierbare Testergebnis. Einerseits die geringe Abweichung der drei Sensoren im Schatten bzw. in den Nachtstunden, andererseits aber auch über die große Abweichung während direkter Sonnenstunden. Die Abweichungen des Referenztestgerätes sind erklärbar, die Messergebnisse der VUE unseres Erachtens in Ordnung. Beachtenswert ist, dass die chinesische WH1080, die sich im Wetterstationstest weder als langlebig noch hochwertig gezeigt hat, durchaus brauchbare Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsdaten liefert.

Rainer Hoppe
Über den Autor: Rainer Hoppe ist ein kritischer und professioneller Produkttester. Er hat bereits über 300 aktuelle Produkte getestet und in Testberichte beschrieben. Aktuell leitet Rainer unsere Wetterstation Test Reihe. Rainer, Anfang 30, ist ein begeisteter Technik und Computer-Fan, Freizeit-Mountain-Biker sowie ein stolzer und rührender Vater einer kleinen Tochter.