Die Lufttemperatur wird in 2 m Höhe über Grund mit einem Pt-100 (Widerstandsthermometer) gemessen, welches die Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstandes von Metallen (hier Platin) ausnutzt. Das Thermometer hat bei 0 °C einen Nennwiderstand von 100 Ω. Der Sensor befindet sich in einem strahlungs- und witterungsgeschütztem Gehäuse (DTR13). Der Schutzkörper ist natürlich ventiliert. Die Berechnung der Lufttemperatur erfolgt über quadratische bzw. kubische Gleichungen und den Koeffizienten nach der Norm IEC 751 (heute EN 60751).

Spezifikationen

Sensor

Pt-100 (IEC 751 1/3 Klasse B)

Messbereich

-40 °C bis +60 °C

Genauigkeit

1/3 Klasse B (±0.1 K)

Schaltungsart

Vierleiter

Die Lufttemperatur wird in 5 cm Höhe über dem unbewachsenen Erdboden bzw. der Schneedecke gemessen. Verwendet wird die tiefste Lufttemperatur zwischen dem festgelegten Zeitraum von 17:46 UTC des Vortages bis 05:45 UTC. Diese wird zum synoptischen Beobachtungstermin um 06:00 UTC gemeldet. Das Widerstandsthermometer Pt-100 nutzt die Temperaturabhängigkeit des elektrischen Wider-standes von Metallen (hier Platin) aus. Der Sensor befindet sich zwischen dem 1. März und dem 31. Oktober in einem strahlungs- und witterungsgeschütztem Gehäuse (DTR15). Der Schutzkörper ist natürlich ventiliert. Die Berechnung der Lufttemperatur erfolgt über quadratische bzw. kubische Gleichungen und den Koeffizienten nach der Norm IEC 751 (heute EN 60751, früher DIN 43760).

Spezifikationen

Sensor

Pt-100

Messbereich

-80 °C bis +80 °C

Genauigkeit

1/4 DIN 43760 Kl. B (±0.08 K bei 0 °C)

Schaltungsart

Vierleiter

Die Bodentemperatur wird in 2, 5, 10, 20, 50, und 100 cm Tiefe mit Widerstandsthermometern (Pt-100) gemessen, welches die Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstandes von Metallen (hier Platin) ausnutzt. Die Thermometer sind in den verschiedenen Tiefen horizontal in einem Kunststoffstab eingelassen.

Spezifikationen

Sensor

Pt-100

Messbereich

-80 °C bis +80 °C

Genauigkeit

1/4 DIN 43760 Kl. B (±0.08 K bei 0 °C)

Schaltungsart

Vierleiter

Die relative Feuchte wird in 2 m Höhe über Grund mit einem HUMICAP® 180 gemessen, welches die Kapazitätsänderung des Sensors durch die Absorption von Wassermolekülen in einem Polymer-Dünnfilm ausnutzt. Der Sensor befindet sich in einem strahlungs- und witterungsgeschütztem Gehäuse (DTR13). Der Schutzkörper ist natürlich ventiliert. Die Taupunkttemperatur und die Feuchttemperatur werden über die gemessenen Werte der relativen Feuchte und der Lufttemperatur errechnet. Der Wasserdampf-Partialdruck wird über den Sättigungsdampfdruck nach Hyland und Wexler (1983) berechnet.

Spezifikationen

Sensor

HUMICAP® 180

Messbereich

0.8% bis 100%rF

Genauigkeit bei 20 °C (Werk)

±1%rF (0% – 90%rF)

±2%rF (90% – 100%rF)

Genauigkeit bei 20 °C (Feld) (nach ASTM E104-85)

±2%rF (0% – 90%rF)

±3%rF (90% – 100%rF)

Ansprechzeit bei 20 °C

15 s

Der Luftdruck wird in Stationshöhe mit einem digitalen Barometer gemessen, welches die Kapazitätsänderung des Sensors (BAROCAP®) durch die Größenänderungen in einer Siliziummembran ausnutzt. Das DPA503 ist mit 3 redundanten BAROCAP®-Sensoren ausgestattet, um eine erhöhte Sicherheit für den Luftfahrtbereich zu gewährleisten. Der Luftdruck am Bezugspunkt des Flughafens und auf Meeresspiegelhöhe wird über die gemessenen Werte des Stations-luftdruckes, der Lufttemperatur und Feuchte errechnet.

Spezifikationen

Sensor

BAROCAP®

Messbereich

500 hPa bis 1100 hPa

Genauigkeit bei 20 °C

0.2 hPa

Langzeitstabilität

0.1 hPa pro Jahr

Die Windgeschwindigkeit wird mechanisch mit einem Schalenkreuz-Anemometer in 10 m Höhe über Grund gemessen. Das Schalenkreuz besteht aus drei konischen Schalen. Pro Umdrehung unterbricht die Codierscheibe mehrmals einen Infrarotstrahl, der an einem Phototransistor einen elektrischen Impuls (opto-elektronisch) generiert. Die Anzahl der elektrischen Impulse ist direkt proportional zur Windgeschwindigkeit. Im Hohlraum des Schaftes befindet sich ein Heizelement, welches bei Lufttemperaturen von < 4 °C angeschaltet wird.

Spezifikationen

Sensor

Optische Codierscheibe mit Phototransistor

Messbereich

0.4 m/s bis 75 m/s

Genauigkeit

mit Übertragungsfunktion : ±0.17 m/s (0.4 – 60 m/s)

Anlaufgeschwindigkeit

< 0.5 m/s

Entfernungskonstante

2.0 m

Die Windrichtung wird mechanisch mit einer kugelgelagerten Windfahne in 10 m Höhe über Grund gemessen. Mit Hilfe einer optischen Codierscheibe wird die Windrichtung direkt in einen Binär-Code umgewandelt. Im Hohlraum des Schaftes befindet sich ein Heizelement, welches bei Lufttemperaturen von < 4 °C angeschaltet wird.

Spezifikationen

Sensor

Optische Codierscheibe mit Phototransistor, 6-Bit paralleler Gray-Code

Messbereich

0° bis 360°

Genauigkeit

±2.8°

Anlaufgeschwindigkeit

< 0.4 m/s

Entfernungskonstante

0.5 m

Dämpfungsgrad

0.3

Das Ultraschallanemometer besteht aus drei Schall-Wandlern, die sich in einem Abstand von 25 cm gegenüberstehen. Die Wandler fungieren jeweils als Sender und Empfänger. Durch die Messung der Laufzeit des Schallimpulses auf dem Hin- und Rückweg können die horizontalen Komponenten der Windgeschwindigkeit und -richtung bestimmt werden. Die drei Schallpfade sind jeweils um 60° versetzt. Durch die Transformation dieser Daten in das Polarkoordinatensystem erhält man anschließend den Betrag der Windgeschwindigkeit und -richtung.

Windgeschwindigkeit

Sensor

WINDCAP®

Messbereich

0 m/s bis 65 m/s

Genauigkeit

±0.135 m/s

Anlaufgeschwindigkeit

±0 m

Entfernungskonstante

±0 m

Windrichtung

Sensor

WINDCAP®

Messbereich

0° bis 360°

Genauigkeit

±2.0°

Anlaufgeschwindigkeit

±0 m/s

Entfernungskonstante

±0 m

Die Niederschlagsmenge wird mit Hilfe einer Kippwaage in 1 m Höhe über Grund registriert. Einfallende Tropfen gelangen in eine von zwei Wippenschalen. Ist diese mit einer Wassermenge vollständig gefüllt (entspricht 0.1 mm Niederschlag), kippt sie nach unten und entleert sich. Beim Kippen der ersten Schale füllt sich die zweite Kippschale usw. Die Kippvorgänge werden mit Hilfe eines Reedschalters gezählt. Dieses Modell verwendet keine intensitätsabhängige Linearisierung. Mittels einer thermostatgesteuerten Heizung wird das schnelle Schmelzen von festen Niederschlägen bewirkt.

Spezifikationen

Sensor

Ombrometer mit Kippwaage

Auffangfläche

200 cm²

Intensität

maximal 7 mm/min

Auflösung

0.1 mm Niederschlag pro Impuls

Umgebungstemperatur

-25 °C bis 60 °C

Genauigkeit

< 2 mm/min (2%)
2 bis 5 mm/min (4%)
> 5 mm/min (10%)

Die Strahlung wird von sechs geschwärzten temperaturabhängigen Bi-Metallstreifen absorbiert. Die einfallende Strahlung führt zu einer Erwärmung und daher zu einer Krümmung der Metallstreifen, wodurch der Strahlungsfluss berechnet werden kann. Durch Zeitzählung des geschlossenen elektrischen Kontaktes wird die Sonnenscheindauer ermittelt, sobald der von der WMO festgelegte Schwellenwert von 120 W/m2 überschritten wird. Aufgrund seiner Bauweise benötigt dieses Instrument keine besondere Ausrichtung gegenüber der geographischen Breite und dem Sonnenstand.

Spezifikationen

Sensor

6 Bi-Metallstreifen

Spektralbereich

0.35 μm bis 1.1 μm

Ansprechzeit

< 20 bis 40 s

Langzeitstabilität

10 W/m2 pro Jahr

Genauigkeit

±10 %

Die Messung erfolgt durch ein optisches Messprinzip. Die Sonnenstrahlung wird mit einer als Sammellinse dienenden Glaskugel gebündelt und erzeugt auf einem Registrierstreifen eine Brennspur. Die Kugel liegt konzentrisch in einer metallenen Kugelschalenzone. Die Länge der Brennspur ist ein Maß für die Sonnenscheindauer. Die Auswertung erfolgt in einer Genauigkeit von Zehntelstunden.

Spezifikationen

Sensor

Glaskugel (Sammellinse)

Durchmesser

101.6 mm

Registrierzeit

1 Tag pro Schreibstreifen

Breitengrad

einstellbar (45° bis 65°)

Das Messprinzip des Ceilometers basiert auf der optischen Radartechnologie LIDAR (Light Detection and Ranging). Eine Laserdiode sendet kurze Lichtimpulse, die zu einem parallelen Strahl fokussiert und dann vertikal in die Atmosphäre geleitet werden. Ein Teil des Lichts wird von den Aerosolen der Atmosphäre zum Ceilometer-Empfänger zurückgestreut. Auf der Basis des Rückstreusignals ist das Ceilometer in der Lage, u.a. die Wolkenhöhe und die vertikale Sichtweite zu bestimmen. Höhenwerte der Wolken werden für bis zu drei Schichten ausgegeben. Hochentwickelte Algorithmen gewährleisten eine zuverlässige Wolkenerfassung bei jeder Art von Niederschlag.

Spezifikationen

Sensor

Ceilometer mit LIDAR

Messbereich

7.5 m bis 13000 m (43000 ft)

Auflösung

7.5 m (25 ft)

Genauigkeit

±7.5 m (25 ft)

Messzyklus

15 s

Laser

Impulsdiode

Wellenlänge

855 nm

Das Transmissometer ist ein optisches Messgerät zur Bestimmung der Meteorologischen Sichtweite (MOR) in 2.5 m Höhe über der Start- bzw. Landebahn. Dabei wird die Extinktion (Lichtundurchlässigkeit) eines Lichtstrahles bzw. -impulses im Messvolumen zwischen einem Sender (Leuchtdiode) und 2 Empfängern (Photodioden) gemessen. Die Messstrecken zwischen Lichtsender und -empfängern betragen 15 m und 75 m. Der Transmissionsgrad ist ein Maß für die Schwächung des Lichtes durch Wassertröpfchen, Staubpartikel, Luftmoleküle. Die Landebahnsichtweite (RVR) berechnet sich aus der meteorologischen Sichtweite (MOR), der Hintergrundhelligkeit (LM21 Sensor) und der Intensität der Start- und Landebahnbefeuerung.

Spezifikationen

Sensor

Transmissometer mit weißer Leuchtdiode

Messbereich

10 m bis 3000 m (MOR)

Basislängen

15 m / 75 m

Umgebungstemperatur

-40 °C bis 55 °C