Schon nach den ersten Messversuchen stellte sich u.a. folgende Fragen:

• Wie variieren die Messwerte räumlich verteilter Feldmühlen?
• Wie weit- bzw. engmaschig müsste man ein Messnetz von Messstationen aufbauen, damit mit man einerseits noch Zusammenhänge erkennen kann und andererseits doch unterschiedliche Feldverläufe misst?
• Wie unterscheidet sich die Feld- bzw. Ladungsverteilung von Gewittern und z.B. Kaltfronten?

Diesen Fragen bin ich im Sommer 2003 nachgegangen und will hier ein paar Ergebnisse vorstellen.

Aufbau und Durchführung der Messungen:

Messaufbau:

Der Messaufbau bestand aus einer Feldmühle, die mittels eines Holzgalgens und einem Erdspieß im Feld (Garten o.ä.) aufgestellt werden konnte. Zur A/D-Wandlung der Analogspannung wurde ein Digitalmultimeter mit RS232-Schnittstelle verwendet und die gewandelten Daten mit dem Programm "xlsmess" auf einem Laptop in einer Excell-Tabelle geloggt.

Geographische Verteilung der Feldmühlen

Anfangs wurden 3 Standorte ausgewählt:

Eine Station in Wolfratshausen-Farchet (Bergmann), eine weitere in Schlehderloh, sowie meine eigene Station in Wolfratshausen-Weidach (Kneifel). Aufgrund einer ungünstigen Positionierung der Feldmühle in Schlehderloh sind diese Aufzeichnungen wenig brauchbar und wurden weggelassen. Es wurde also nur mit zwei Stationen in einer Entfernung (Luftline) von 1,5 km gemessen (Linie ungefähr Nord-Süd). Die Messungen an den beiden Standorten wurden jeweils zeitgleich gestartet und beendet.

Messstation "Kneifel" (Wolfratshausen-Weidach):

Messstation "Bergmann" (Wolfratshausen-Farchet):

Ergebnisse:

In der Zeit vom 24.06.03 bis zum 02.07.03 wurden an den beiden Standorten Messreihen aufgenommen. Leider blieben "spektakuläre" Gewitter weitgehend aus, aber dennoch lässt sich an den Kurven eines vorbeiziehenden Gewitters, sowie einer Kaltfront mit Landregen schon vieles erkennen.

Bei den Kurven ist ein wichtiger Punkt zu beachten:

Die Feldmühle am Standort "Kneifel" hat deutlich höhere Feldwerte, da sie auf dem Dach montiert ist und dadurch starke Feldüberhöhungen erzeugt werden! Diese durch die Geometrie hervorgerufen Überhöhung hat aber auf den qualitativen Verlauf keinen Einfluß!Ebenso sind die Feldwerte der Feldmühle am Standort "Bergmann" deutlich niedriger als die "Ideal-Werte" auf einer weiten Ebene, da durch das nahe Haus, die Hecke und Bäume eine deutliche Feldreduzierung verursacht wird.

Messung am 24.06.03 (Durchzug eines Regengebiets)

Die Messung wurde in den Abendstunden des 23.06. gestartet. Am frühen Morgen des 24.06. zog ein Regengebiet über die beiden Standorte hinweg. Die Kurvenverläufe schwanken nicht sehr heftig, aber man erkennt die durch vertikale Konvektion hervorgerufenen Ladungsgebiete des durchziehenden Regengebiets.

Man sieht, dass die beiden Kurvenverläufe im Gesamten recht ähnlich sind und nur geringe Abweichungen voneinander zeigen. Auch die zeitliche Verschiebung der Kurven ist gering. (für größere Darstellung auf das Bild klicken!)

Die Niederschalgsradarbilder von "wetteronline" zeigen den Durchzug des Regengebiets:

Messung am 26.06.03 (Vorbeiziehen eines Gewitters)

Die Messung wurde um 18:52 (MESZ) an beiden Standorten gestartet. Schätzungsweise 10-15km westlich von Wolfratshausen zog eine Gewitter mittlerer Größe vorbei.

Man sieht bei den Kurvenläufen deutlich, dass die beiden Feldkurven sogar in Details (z.B. 21:52) recht genau übereinstimmen (die kleinen peaks sind wahrscheinlich Blitzentladungen zuzuordnen). Es zeigen sich leichte zeitliche Verschiebungen, die aber meist nur wenige Minuten oder Bruchteile einer Minute betragen.

Aus den folgenden Bildern sieht man den Wolkenstimmung am Standort "Kneifel" von Ost nach Süden bis Westen und schließlich nach Norden also etwa Drehung um 270°.

Messung am 01.07.03 (durchgezogene Kaltfront mit Landregen)

Die Messung wurde in den späten Nachmittagsstunden um 17:42 MESZ gestartet. Nach einem Kaltfrontdurchzug gab es Landregen.

Die Feldkurven zeigen einen typischen Verlauf für diese Wettersituation, wie ich sie auch schon bei früheren Messungen erkennen konnte. Die Feldstärke pendelt ständig, fast periodisch, hin und her, vom positiven in den negativen Bereich mit einer Periodenlänge von meist kleiner als 30 Minuten. Von Autoren über diese Erscheinung aus den 30iger Jahren des vorigen Jahrhunderts wurde dieser typische Feldverlauf auch "wave-pattern" genannt.

Die beiden Feldkurven verlaufen auch hier wieder sehr ähnlich. Der zeitliche Versatz ist sehr gering! Es scheint, als wäre die Ladungsverteilung hier großräumiger als bei einem Gewitter.

Diese Messungen stellen natürlich nur einen Anfang dar. Die räumlichen Abstände der Messtationen müssten nun weiter vergrößert werden. Der Höhenunterschied verschiedener Stationen dürfte noch erheblichen Einfluß auf die Feldverläufe haben. Hier fehlen leider noch aussagekräftige Messungen.

Günstige Abstände der Feldmühlen in einem Messnetz:

Meine erste Prognose, die auch mit Angaben anderer Autoren korreliert, ist, dass ein Abstand zweier Stationen von 3-5 km ideal sein dürfte. Ob größere Entfernungen, z.B. 10km für ein Messnetz zur "Nowcast-Vorhersage" von Gewitter noch sinnvoll sind, müsste man experimentell ermitteln. Welche Kriterien bei Standorten mit unterschiedlicher Höhenlage gelten müssen ist mit diesen ersten Messungen noch nicht abschätzbar.