meteostat | Wetterrückblick & Klimadaten

[SkyRec]

Guten Abend,
Da ich hier im Forum längere Zeit nicht aktiv war, stelle ich mich erstmal vor. Mein Name ist Christian, ich bin 19 Jahre alt und mache gerade mein Abitur.

Ich interessiere mich schon seit einigen Jahren für Wetter & Klima, habe eine eigene Wetterstation und besuche dieses Forum regelmäßig als Leser.

Da ich mich auch für Internetseiten und Statistiken interessiere, habe ich eine Website entwickelt, welche diese Themen miteinander kombiniert.

Dabei handelt es sich um meteostat. Über die Seite kann man Wetter- und Klimastatistiken für einen beliebigen Ort abrufen. Die Informationen stammen von verschiedenen Quellen (z.B. DWD, NOAA und WMO).

Über Rückmeldungen zu der Seite würde ich mich sehr freuen!

Liebe Grüße und einen schönen Abend!

[falk]

Super gemacht, weiter so!

Vor einiger Zeit habe ich über die Überprüfung von Wetterprognosen nachgedacht. Deine Datenbasis ist da sehr hilfreich. Eine Beschreibung der API habe ich aber noch nicht gefunden.

[SkyRec]

Hallo falk,
Vielen Dank für das Lob!

Die API habe ich heute fertiggestellt. Die Daten sind jetzt im JSON-Format abrufbar. Die Anleitung ist unter api.meteostat.net verfügbar. Du kannst dir das gerne mal anschauen, würde mich sehr freuen, wenn die Daten auch in anderen Projekten Anwendung finden.

Alternativ zu der API werde ich zeitnah alle Daten im CSV-Format via GitHub zur Verfügung stellen (auf Anfrage auch gerne in SQL).

Beste Grüße und noch einen schönen Sonntag,
Christian

[Wetterfrosch1971]

Hallo,

finde die Seite klasse, gerade aus gegebenen Anlass, dass das aktuelle Jahr bei mir hier im Südwesten ungewöhnlich warm und trocken ist, kann man sehr schön die aktuellen Daten mit den historischen vergleichen.

Doch bei diesen Vergleichen sind mir gewisse "Ungereimtheiten" aufgefallen, so z.B. im Jahr 2007, schau dir da mal die Max. Temperatur im Juni, Juli und August an, dort steht 22,9°C bzw. 22,5°C, doch das kann nicht sein, in den Sommermonaten hat es hier immer jenseits der 30°C!

Aber auch die Min. Temperaturen scheinen in meinen Augen nicht zu stimmen, denn dass es im Jahr 2007 bei uns nur einmal Frost mit -1,7°C gegeben haben soll (im Dezember) scheint auch nicht zuzutreffen.

http://www.meteostat.de/badenweiler/2007/

Auch in anderen Jahren sind mir diese "Ungereimtheiten" aufgefallen.

Oder interpretier ich diese Min.- und Max. Temperaturen irgendwie falsch, handelt es sich bei diesen Min. und Max. Temperaturen um monatliche Min.- und Max.-Durchschnittswerte?


Gruß Frank

[falk]

Die API habe ich heute fertiggestellt. Die Daten sind jetzt im JSON-Format abrufbar. Die Anleitung ist unter api.meteostat.net verfügbar. Du kannst dir das gerne mal anschauen, würde mich sehr freuen, wenn die Daten auch in anderen Projekten Anwendung finden.

Hallo Christian,

ich habe das gleich mal ausprobiert und es funktioniert bestens. Allerdings würde ich mir, wie Frank, eine genauere Beschreibung der Daten wünschen. Mir geht es dabei um die Datenherkunft. Wenn ich z.B. Klimadaten von Stuttgart abrufe, möchte ich auch wissen von welcher Wetterstation sie stammen. Kandidaten wären hier Flughafen Stuttgart oder Stuttgart-Schnarrenberg. Die Koordinaten der Wetterstation wären auch nicht schlecht. Ich vermute, dass du anhand der Koordinaten in der Anfrage-URL die Station mit dem kürzesten Abstand wählst.

Viele Grüße
Falk

[SkyRec]

Doch bei diesen Vergleichen sind mir gewisse "Ungereimtheiten" aufgefallen, so z.B. im Jahr 2007, schau dir da mal die Max. Temperatur im Juni, Juli und August an, dort steht 22,9°C bzw. 22,5°C, doch das kann nicht sein, in den Sommermonaten hat es hier immer jenseits der 30°C!

Aber auch die Min. Temperaturen scheinen in meinen Augen nicht zu stimmen, denn dass es im Jahr 2007 bei uns nur einmal Frost mit -1,7°C gegeben haben soll (im Dezember) scheint auch nicht zuzutreffen.

http://www.meteostat.de/badenweiler/2007/

Auch in anderen Jahren sind mir diese "Ungereimtheiten" aufgefallen.

Oder interpretier ich diese Min.- und Max. Temperaturen irgendwie falsch, handelt es sich bei diesen Min. und Max. Temperaturen um monatliche Min.- und Max.-Durchschnittswerte?


Gruß Frank

Hallo Frank,
Wie du bereits richtig vermutet hast, handelt es sich bei den Min. - und Max. Temperaturen um Durchschnittswerte des jeweiligen Monats. Ich habe allerdings auch Informationen über die absoluten Min. und Max. Temperaturen in der Datenbank. Diese Daten werde ich im Laufe der Woche über den monatlichen Rückblick der einzelnen Jahre verfügbar machen.

Du weist damit auf ein wichtiges Problem hin. Das muss ich nochmal verdeutlichen. Vermutlich werde ich die Statistiken um kleine Info-Boxen ergänzen, welche Informationen über die Daten enthalten.

Zu falk: Das werde ich zeitnah ergänzen. Momentan werden als Quelle lediglich die Organisationen angezeigt, von denen die Rohdaten stammen. Momentan verwende ich für mehrjährige und einjährige Klimadaten folgendes Verfahren:

Zuerst werden über die Koordinaten der entsprechenden Stadt alle Wetterstationen aus der Datenbank gewählt, die im Umreis von 50 Kilometern um den Ort liegen. Sofern eine Wetterstation vorhanden ist, die weniger als 5 Kilometer entfernt ist und deren Höhenunterschied zum Ort kleiner als 100 Meter ist, werden die Daten dieser Station angezeigt. Ist das nicht der Fall, nutze ich ein Interpolationsverfahren, um die Werte für den Ort hochzurechnen.

Sobald wie möglich, möchte ich die Quellenangaben deutlich detaillierter gestalten. Über ein Pop-Up sollen dann alle Wetterstationen (inklusive Entfernung und Höhenunterschied) einsehbar sein, die zur Berechnung der Daten eingesetzt wurden.

Vielen Dank für euer Feedback!

Liebe Grüße,
Christian

[falk]

Sofern eine Wetterstation vorhanden ist, die weniger als 5 Kilometer entfernt ist und deren Höhenunterschied zum Ort kleiner als 100 Meter ist, werden die Daten dieser Station angezeigt. Ist das nicht der Fall, nutze ich ein Interpolationsverfahren, um die Werte für den Ort hochzurechnen.

Was für ein Interpolationsverfahren wird hier verwendet? Eines, das nur die Entfernung und den Höhenunterschied berücksichtigt?. Ich bin hier eher skeptisch. Alleine schon durch die unterschiedliche Geographie können sich völlig unterschiedliche Klimawerte einstellen. Der Südhang wird wärmer sein als der Nordhang. Im Tal kann sich in Strahlungsnächten öfters ein Kaltluftsee ausbilden. Gewässer und die Vegetation beeinflussen ebenfalls das lokale Klima. Dasselbe Problem hat man übrigens auch bei der Wettervorhersage für den Ort X, welche dann nur selten stimmt.

Die Daten würden mich schon interessieren. Allerdings nur die unverfälschten der einzelnen Wetterstationen.

[TheWeather]

Mal abgesehen davon, dass das Thema ganz interessant ist, kommen mir auch Bedenken, über 5 km (!) hinweg und knapp +/- 100 Höhendifferenz zu interpolieren. Das Ergebnis dürfte allenfalls eine etwas bessere Schätzung sein. Aber: "Jede Abschätzung ist besser als gar keine".

Gleich welches Verfahren man bemühen würde, erfordert eine Interpolation zunächst einen stetigen Verlauf der zu interpolierenden Funktion. Das ist in der Fläche sicherlich nur dann gegeben, wenn man an an wenigstens drei umgebenden Stationen nur geringe Unterschiede misst und es keine großen Gradienten bei irgendeinem der zu interpolierenden Werte gibt, welches dann eine Interpolation in der Fläche zulassen würden (mal ganz abgesehen von den von falk aufgezählten, topografischen Einflüssen). Wenigstens drei Punkte deswegen, weil dadurch zumindest die Lage einer "Interpolations"-Fläche eindeutig bestimmt wäre. Bei nur zwei benachbarten Stationen wird ein Ort, auf den interpoliert werden soll, i.d.R. niemals genau auf einer Geraden zwischen diesen beiden Punkten liegen. Selbst bei einer Interpolationsfläche hat man eine weitere Höhendifferenz zu dem Ort, auf den Interpoliert werden soll, da dieser i.d.R. nicht unmittelbar auf der Interpolationsfläche liegt.

Der Algorithmus würde mich ebenfalls interessieren. Allerdings würde ich eine Interpolation nur dann als sinnvoll erachten, wenn es um nur wenige 100 m Distanz und nur um einige 10 m Höhenunterschied ginge. Ich bin mal gespannt.

Gruß Hans

[SkyRec]

Ich kann deinen Einwand verstehen. Ich sehe das eigentlich auch so.

Während einem Praktikum beim DWD habe ich dort mal mit einem Mitarbeiter über dieses Problem geredet. Dieser meinte damals, dass es für meinen Wohnort (Usingen) sinnvoller wäre, die Daten für Gießen, anstatt für Frankfurt zu betrachten. Wenn man nur die Entfernung berücksichtigt, würden aber die Daten der Wetterstation in Frankfurt angezeigt werden.

Daher habe ich mich entschlossen, für einen Ort, in dem es keine Wetterstation gibt, den Durchschnitt aller Stationen in der Umgebung anzuzeigen (zusätzlich versuche ich anhand der Höhe die Daten anzupassen). Das dürfte tendenziell am ehesten einen passenden Wert liefern. Ist meiner Meinung nach zumindest besser, als einfach die Daten der nächstgelegenen Station anzuzeigen.

Da es zu diesem Thema sicherlich unterschiedliche Meinungen gibt, steht auf meiner ToDo-Liste, über eine Einstellungs-Funktion dem Nutzer in dieser Hinsicht Wahlfreiheit zu gewähren 

Wichtig: Für alle großen und mittelgroßen Städte sind in der Regel passende Daten verfügbar. Kleine Info zu der Datendichte: Allein für Deutschland habe ich rund 13.000 Niederschlagsstationen in der Datenbank. Da sollte das genannte Verfahren selten Anwendung finden..

Zu den Daten, die angesprochen wurden: Alle Daten, die ich zum Download anbiete, sind die unveränderten Stationsdaten. Ich habe nichts daran geändert. Das kann dann jeder so handhaben, wie es ihm passt.

Zu TheWeather: In der Regel fließen fast immer deutlich mehr als zwei Stationen in die Berechnung ein. Ich habe damit ein bisschen experimentiert und (für meine Ansprüche) zufriedenstellende Ergebnisse erzielt. Ich möchte allerdings darauf hinweisen, dass die berechneten Daten natürlich nur eine Annäherung an die tatsächlichen Messwerte darstellen. Das werde ich aber zeitnah auf der Seite ausreichend kommunizieren.

Schönen Abend!

Btw: Ich habe das Problem mit der Min. und Max. Temperatur nun (hoffentlich) aus der Welt geschafft. Außerdem kann man nun die absoluten Temperatur Maxima und Minima einsehen. Auch die Abweichungen vom langjährigen Mittel stehen nun dabei. Das Ergebnis kann man sich zum Beispiel hier ansehen.

[TheWeather]

Du wirst mir aber wahrscheinlich auch dahingehend zustimmen, dass eine Interpolation zwischen den benachbarten Wetterstationen (auch wenn es bundesweit 13.000 verfügbare gibt) und völlig gleich wie man die Interpolation bewerkstelligt, nur dann sinnvoll möglich ist, wenn man eine "nahezu stabile" Großwetterlage voraussetzt.

Wenn eine Sturm- oder Regenfront von Südwesten über Frankfurt zieht, während in Fulda noch "schönstes Wetter" ist, wirst Du für Usingen kaum einen Wert mitteln oder auch nicht vorhersagen können, der nun aus den "Turbulenzen" in Frankfurt und den noch "statischen" Bedingungen in Fulda aussagekräftige Mittelwerte oder Prognosen für Usingen erlaubt. Dazu würden dann auch noch gesicherte Werte aus Windrichtung, Windstärke, bislang in Frankfurt abgeregneter Menge und einiges mehr erfordern, um abzuleiten, ob diese Ereignisse für Usingen überhaupt noch von Bedeutung ist.

Selbst die (recht zuverlässigen) Wetterwarnungen des DWD beziehen sich immer nur auf Großbereiche, in denen Warnungen "gerechtfertigt sein können". Ob ein Wetterereignis dann eintrifft oder nicht, ist dabei offen gelassen.

In unserer Region (Stadtrand von Mainz) habe ich oft genug erlebt, dass es rundherum regnet, dass es in der 7 km entfernten Innenstadt zu Überschwemmungen kommt, die Temperatur dort (z.B. im Sommer) rapide auf 15 °C sinkt, während bei uns absolut nichts (außer einigen grauen Wolken am Himmel) nichts passiert und die Temperatur unbeirrt bei 22 °C bleibt. Nun interpolier mal sowas ...

Es ist keine leichte Aufgabe, bessere Istwerte oder auch Vorhersagen für enger eingegrenzte Regionen liefern zu wollen - klar - noch schwieriger ist es aus den konkreten Ergebnissen (selbst wenn es 13.000 auswertbare Stationen sein sollen) einen zuverlässigen Erwartungswert (Vorhersage) oder auch einen gültigen aktuellen Wert abzuleiten, wenn der nicht selbst am Ort des Geschehens gemessen werden kann. Ich denke, generell eine schwierige Aufgabenstellung - aber viel Erfolg bei der Recherche und Umsetzung. Je mehr Parameter man einbezieht, desto besser wird das Wetter-Modell. Nur - zahlreiche Wetterdienste interpolieren bereits - nach bereits anerkannten Modellen. Besser einzuschätzen wird das aktuelle oder vorhergesagte Wetter an einem beliebigen Ort X deswegen aber auch nicht, weil alle diese Modelle, sofern sie eingesetzt werden und angeblich punktgenaue Ergebnisse liefern könnten, bislang immer wieder auf den Punkt genau versagen, während die Entwicklung in Großregionen meist stimmt. Falls Du eine Aufgabe darin siehst, regional (auf engstem Raum, Radius ca. 2 km) genaue Wetterdaten zu mitteln oder gar Vorhersagen auf solche Regionen einzuschränken, wird das ein schwerer Weg.

Da hast Du Dir was vorgenommen ... aber vor dem Erfolg wäre noch viel Schweiß erforderlich. Ich wünsche tatsächlich viel Erfolg. Wenn's aber so einfach wäre, hätten sämtlche Wetterdienste schon seit langem Algorithmen im Einsatz, welche (geografisch) punktgenaue Istwerte oder auch Vorhersagen tätigen könnten. Kennst Du selbst einen einzigen Dienst, welcher das bislang auch nur einigermaßen zufriedenstellend realisiert hat?

Man kann "Wetter" nicht auf jeden beliebigen km² eingrenzen, so dass es auch noch für den letzten km² tatsächlich zutrifft. Dabei ist ein km² die kleinste Einheit, welche ich selbst als Fläche für eine wirklich "benutzerorientierte" Istwertanzeige oder auch Prognose einkreisen würde.

Die Grundfläche der BRD sind 357,178 km². Bei 13.000 (verlässlichen) Messtationen werden also (mal unabhängig von der Dichte der Messstationen) jeweils 27 km² von einer Station erfasst, was einem mittleren Radius von knapp 3 km um jede verwendbare Messstation entspricht. Da lassen sich nur Großwetterlagen und -Entwicklungen ableiten, aber keine punktgenauen Details.   

Wie bereits beschrieben, die Aufgabenstellung ist interessant, aber auch mit besten Modellen bislang punktgenau nicht umsetzbar - sonst hätten's die "Großen" schon längst gemacht.

Was man bislang als punktgenaue Wetterdaten oder auch - vorhersage findet, ist schlichtweg Humbug, wenn es sich erst mal weiter als 3 km von einer Messtation entfernt abspielt. An den Messstationen stimmen zwar die originalen Messwerte noch (an deren Standort), nicht mehr aber die abgeleiteten Vorhersagen, welche auf meist mehr als 100 km² zutreffen sollen.

Ja - ich denke, Du wolltest Meinungen dazu hören und ich hab' zumindest mal Eine abgeliefert.

Gruß Hans