Kürzlich habe ich den Deutschen Wetterdienst per e - Mail kontaktiert, um Informationen über Wetterballone und deren Technik zu erhalten. Gestern bekam ich vom Deutschen Wetterdienst eine sehr detailierte Antwort, die ich, obwohl sie nichts mit Raketen zu tun hat, dem Forum nicht vorenthalten will.


Fragenkatalog und Antworten Wetterballon und Radiosonden



1) Was kostet eigentlich ein Wetterballon und wie viel die dazu gehörende
Radiosonde?

Kosten Ballon: ca. 10,- Euro bis 50,- Euro
(abhängig von Ballongröße und bestellter Stückzahl)

Kosten Radisonde: ca. 125,- Euro bis 250,- Euro
abhängig vom Sondentyp und bestellter Stückzahl)




2) Dürfen Wetterballons und Radiosonden von Privatpersonen gekauft und/ oder
betrieben werden?

Kauf von Ballonen und Radiosonden durch Privatbetrieb ist mit Sicherheit zulässig.
Für den Aufstiegsbetrieb ist eine Frequenzzuweisung der RegTP notwendig.
Wegen der möglichen Gefährdung des Luftverkehrs durch Ballonaufstiege ist ab einem bestimmten Gewicht des Ballon-Sonden-Gespannes (500g) eine Genehmigung der Deutschen Flugsicherung (DFS) notwendig. Es empfiehlt sich aber, auch bei geringerem Gewicht des Ballon-Sonden-Gespanns die DFS vor einem Aufstieg zu informieren.
Generell wird die Genehmigung zum Betrieb einer Radiosondenstation von der für den Aufstiegsort zuständigen Landesbehörde erteilt.
Die Durchführung von Radiosondenaufstiegen durch Privatpersonen/Vereine, z.B. auch Amateurfunker, ist meines Wissens grundsätzlich möglich, soweit o.a. Genehmigungen/Frequenzzuweisungen eingeholt worden sind.
Zum Beispiel führt der „Arbeitskreis Amateurfunk und Telekommunikation in der Schule e.V.“ zu Lehrzwecken auch Radiosondenaufstiege auf Amateurfunk-Frequenz durch (Info eventuell beim 1.Vorsitzenden des Vereins, Herrn Wolfgang Lipps, Sedanstr.24, 31177 Harsum,Tel.:05127/69396, email: wolfgang.lipps@t-online.de).




3) Wird als Füllgas Wasserstoff oder Helium verwendet?

Der DWD verwendet sowohl Wasserstoff als auch Helium für seine Aufstiege, wobei bei Verwendung von Wasserstoffgas jedoch die entsprechenden Sicherheitsvorschriften zu beachten sind.




4) Was misst die Radiosonde? Nur die Temperatur? Oder auch andere Parameter,
wie den Luftdruck?

Messung von Druck, Lufttemperatur und Luftfeuchte, mit GPS-Modul zusätzlich Bestimmung des Höhenwindes (und gegebenenfalls der Sondenposition) mittels GPS-Navigationsverfahren. Optional erfolgt im DWD an zwei Stationen auch eine Messung der Ozon-Konzentration in der freien Atmosphäre.




5) Wieviel wiegt die Radiosonde (inklusive Batterie)?

Gewicht der Radiosonde inklusive Batterien ca. 250 – 450 g (abhängig vom Typ).

Durch einen Fallschirm wird die Fallgeschwindigkeit des Gespannes nach Platzen des Ballons auf kleiner 5 m(s reduziert.
Hersteller von Fallschirmen: u.a. Firma Renate Mennersdorfer, Abt-Karl-Gasse 18/17, A-1180 Wien; Firma Bruno Bica, Gentzgasse 22-24, A-1180 Wien



6) Welche Batterietypen werden verwendet?

Abhängig von der Herstellerfirma: Verwendung handelsüblicher Batterien (18 Volt) oder Eigenentwicklung (z.B. Firma Vaisala: Aktivierung mittels Bewässerung der Batterie, die dann ebenfalls eine Spannung von 18 V liefert).



7) Auf welchen Frequenzen wird (in welcher Modulationsart mit welcher
Bandbreite) gesendet?

Zulassungsbedingungen in Deutschland Frequenzen: 402 – 406 MHz
Kanalrasterung: 20 kHz
Modulationsart: Frequenzmodulation



8) Wie erfolgt die Signalverarbeitung in der Sonde? (Ich vermute, daß z.B. über den Wert des Thermistors die Frequenz eines NF – Oszillators verwendet wird, der dann auf die Sendefrequenz aufmoduliert wird.
Sollte es Ihnen möglich sein, dann mailen Sie mir bitte den Schaltplan einer Wettersonde zu. Es kann durchaus auch der Plan von einem älteren Modell sein!)

Signalverarbeitung abhängig vom Sondenhersteller.
Bei Vaisala z.B. werden kapazitive Sensoren verwendet, wobei die Änderung der Kapazität für jeden gemessenen Parameter sich in der Änderung der Frequenz eines Oszillators auswirkt, der seinerseits den 400 MHz-Telemetriesender moduliert.
Einen Schaltplan können wir Ihnen leider nicht zusenden.



9) Wieviele Typen von Wetterballonen und Radiosonden werden vom Deutschen
Wetterdienst verwendet?

Der DWD verwendet im operationellen Aufstiegsbetrieb folgende Ballone und Sonden:

- Wetterballone: Firma Totex - 2000g (mit Ozon-Messung), 1000g,
800g, 600g und 200g-Ballone
(bei Aufstiegen auf Schiffen)


- Radiosonden: Firma Vaisala - RS80-30, RS80-30GA, RS 80-15G (bei Aufstiegen auf Schiffen)



10) Welche Firmen stellen die Sonden und welche die Ballons her?

Sondenhersteller: u.a. Dr. Graw (D; Dr. Graw Messgeräte GmbH, Muggendorfer Str. 95, 90429 Nürnberg; Thieme@graw.de); BBL (D; BBLElektronik@t-online.de); Vaisala (FI; www.vaisala.com); Geolink (F; www.meteomodem.com; Sippican (USA: www.sippican.com

Ballonhersteller: u.a. Totex (Japan); Cosmopren (Japan); Kaysam (USA)
PAWAN (Indien)


Die Adressen der Hersteller sind im Internet verfügbar.



11) Wo werden die Signale der Radiosonde zur Auswertung empfangen?
Befinden sich hierzu Peilantennen auf verschiedenen Türmen der Deutschen
Telekom AG oder fährt ein Funkmesswagen der Deutschen Telekom AG oder des
Wetterdienstes dem Wetterballon hinterher?

Aufnahme der Radiosondensignale (und gegebenenfalls der Signale der GPS-Satelliten) durch die Bodenstation am Aufstiegsort.
Bei sogenannten Pilot-Aufstiegen wird keine Radiosonde gestartet; die Höhenwindmessung erfolgt durch Ballonverfolgung mittels Windfinder-Radar in der Regel vom Aufstiegsort aus. Ebenfalls mittels Windfinder-Radar erfolgt die Höhenwindmessung bei Aufstiegen mit Radiosonden ohne GPS-Teil.


12) Wäre es technisch möglich, einen Wetterballon mit einer WebCam auszurüsten, die seinen Flug live im Internet überträgt (sicherlich eine tolle Idee für eine Werbemaßnahme des Deutschen Wetterdienstes)?

Theoretisch möglich, sofern das WebCam-System (einschl. Batteriepack, erforder-licher Datenaufnahmeeinheit/-verarbeitungseinheit und Telemetrie-Einheit) die maximale Nutzlast des Ballongespannes nicht überschreitet (ca. 500g bei Sonden mit 1000g Ballon, siehe Frage 5!)
Es ist jedoch fraglich, ob ein nutzbares Bild erzeugt werden kann, da die Sonde bzw. Nutzlast an der Verbindungleine zum Ballon erheblichen Schwingungen und Drehbewegungen in verschiedenen Richtungen in Abhängigkeit von Windbedingungen, Länge der Verbindungsleine und Sondengewicht bzw. Nutzlastgewicht unterliegen kann.
Der in Frage 2 erwähnte „Arbeitskreis Amateurfunk und Telekommunikation in der Schule e.V.“ hat bereits Aufstiege durchgeführt, bei denen zusätzlich zur Radiosonde auch eine Video-Kamera (bzw. ein Fotoapparat) am Gespann enthalten war, die auf Grund der Verfolgung des Fluges einschließlich dem Abstieg nach Platzen des Ballons mittels GPS-Ortsbestimmung sofort versucht wurde, zu bergen.



13) Wann und wo werden Wetterballone gestartet?

im DWD:
- operationell an derzeit 9 Aufstiegsstellen im aerologischen Messnetz an festen Terminen (00 und 12 UTC, an einigen Stationen zusätzlich um 06 und 18 UTC)
- sporadisch an beliebigen Standorten im Rahmen von temporären Messungen zu beliebigen Zeitpunkten u.a. für Standortgutachten, Aussagen zur Smog-Belastung etc.
Bw:
- operationell an 3 festen Aufstiegstellen (zum aerologischen Messnetz gehörig)
- bedarfsabhängig an diversen mobilen Aufstiegsstellen für militärische Zwecke

Weitere Aufstiege erfolgen bedarfsabhängig durch verschiedene Institutionen, Universitäten, Forschungseinrichtungen, Landesbehörden etc.).





14) Finden diese Aufstiege bei JEDEN Wetter immer zur gleichen Zeit statt?

Im operationellen Betrieb werden die Aufstiege regelmäßig zu weltweit gleichen festgelegten Terminen (UTC) durchgeführt, sofern der Start des Ballon-Sondengespannes wetterbedingt (Starkwind; Gefahr von Sondenbeschädigung beim Start !) möglich ist. Ein Ausfall durch wetterbedingte Situationen ist beim DWD jedoch sehr selten.



14) Welches war die größte Höhe, die ein Ballon des deutschen Wetterdienstes je erreicht hat?

Anforderungen an die im operationellen Aufstiegsbetrieb zu erreichenden Höhen im DWD und in der WMO: Erreichen/Überschreiten des 10 hPa-Niveaus (ca. 31.000 m)

Maximal erreichte Höhe im DWD: in dem Zeitraum seit 1995: Station Greifswald, 22. Juni 2000, 00 UTC-Aufstieg mit 1000g-Totex-Ballon, 39,814 km.



15) Welches war die größte Höhe, die von einem Ballon (egal welcher Bauart)
überhaupt je erreicht wurde?

Nach hier vorliegendem Stand: Radiosondenhochaufstiege bis ca. 45 km

Hi,

sicherlich nicht ganz so Offtopic, wenn man bedenkt, das man auch für raketenstarts Wetterballone steigen läst.
Sicherlich kann man auch einen kleinen "Wetterballon" steigen lassen, um zu sehen wie die Winde an der Startstelle sind.
Es gab ja auch mal Ballone für Astronomische Beobachtungen oder sogar Raketenstarts wurden und sind geplant.
Wie sieht es denn aus, hat einer Interesse mal sowas auszuprobieren? Ich kann einen Heißluftballon zur Verfügung stellen, der ca. 6kg Auftrieb erzeugt.

Gruß

Neil