Signifikanz der Stellenwerte

  • Hallo Leute,


    natürlich weiß ich, dass dieser Beitrag nicht unbedingt unter die Rubrik "AWEKAS Box" gehört, aber er ist besonders für die Leute wichtig, die für ihre A.Box Grafiken und Tabellen selbst konfigurieren.


    Als Naturwissenschaftler fällt mir immer wieder auf, dass bei der Wetterdatenerfassung mit den Stellenwerten bei Messgrößen (das sind die Stellen hinter dem Komma) nicht richtig umgegangen wird.
    Siehe als Beispiel: http://box.awekas.at/user001/style2/
    Hier werden z.B. bei der Windgeschwindigkeit, bei den Windböen und bei der Solarstrahlung Messgenauigkeiten vorgetäuscht, die tatsächlich unerreichbar sind.
    Denn wer kann schon z.B. die Windgeschwindigkeit (bei einer Grundgenauigkeit des DAVIS-Anemometers von ca. 5% oder 3 km/h) auf 1 Stelle hinter dem Komma genau messen.
    Das ist allenfalls unter Laborbedingungen mit Präzisionsanemometern möglich, in denen das Windrad annähernd reibungsfrei gelagert ist.


    Auch der DAVIS-Messfühler für die Solarstrahlung (Grundgenauigkeit 5% of full scale oder 90 Watt/qm) erlaubt keine Messungen mit einer wie im Bsp. gezeigten Genauigkeit von 1/10 Watt pro qm.
    Also, Leute, es ist wissenschaftlich gesehen viel seriöser, unsinnige Stellen wegzulassen, als Messgenauigkeiten vorzutäuschen, die die Messfühler nicht hergeben.
    Also z.B. 265 W/qm statt 265.3 W/qm, und 25 km/h statt 24.8 km/h sind meteorologisch wie messtechnisch gesehen die bessere Wahl.
    Außerdem: Das Weglassen nichtsignifikanter Kommastellen spart Platz in Tabellen und Grafiken. :smiling_face:


    Eine andere Sache ist es, wenn man bei sich sehr langsam verändernden Meßgrößen (wie zum Bsp. dem Luftdruck) Tendenzen deutlicher machen möchte.
    Dann ist es auch zulässig, z.B. 1013.5 hPa anzeigen zu lassen, obwohl nur wenige Luftdrucksensoren über eine solche Absolutgenauigkeit verfügen.
    Der DAVIS-Luftdrucksensor hat nominell eine Grund- (Absolut-) genauigkeit von 1.0 hPa.


    Was meint ihr dazu?


    Gruß Mischu

  • Meine Meinung dazu ...


    Wir alle hier sind kein ZAMG oder ein ähnliches Amt, die irgendeine "normgerechte" Messung macht.
    Zumindet 99% aller Hobbymeteorologen messen irgendwie.


    Das kann bedeuten, dass eine gemessene Temperatur von 12,3°C sowieso um angenommene 3°C zu hoch oder zu niedrig ist.
    Ganz davon abgesehen, dass Genauigkeit die Anzeige garnicht zulassen dürfte.


    Viel wichtiger wäre, dass man die Messwerte interpretieren kann.
    Also lieber 12,3°C anzeigen und bei 12,5°C wissen, dass es wärmer wird, als nur 12 oder 13 °C lesen zu können.


    Jedoch, wenn es vorher 2°C hatte und jetzt 3°C ist es zwar um ca. 1°C wärmer, aber trotzdem ist es jetzt einfach nur kalt, also eigentlich völlig egal was der Trend in dem Fall macht.
    Und bei vorher 32°C und jetzt 30°C ... jo mei, es ist jetzt "genauso" heiß wie vorher.


    Also je nachdem was man mit den schönen Zahlen machen will, macht es Sinn 12,3°C hinzuschreiben oder einfach nur 12°C.
    Darum lieber pseudogenaue Werte darstellen und jeder soll damit machen was er will.



    Jedoch bei Windgeschwindigkeiten sehe ich absolut keinen Sinn darin, eine Kommastelle darzustellen.
    Das funktioniert weder von der Genauigkeit her noch macht es irgendeinen Sinn so etwas wie einen Trend darzustellen.


    Thomas

  • Das ist grundsätzlich alles richtig - und ich bin auch dieser Meinung. Aber leider wird von der Industrie dieser Schein vorgegaukelt. Und macht ein Wetterstationshersteller das nicht, wird zur anderen Wetterstation gegriffen, selbst wenn diese sogar schlechter sein sollte. Also machen es halt alle so: höher, schneller, weiter - egal wie. Und mit den Auswertesoftwares ist es ja auch nicht anders. Wenn WSWIN z.B. die Luftfeuchte od Böen nur in 5er- Schritten darstellen würde (was der Wahrheit am Ende nahe käme), würde die keiner mehr haben wollen. Die Station, die als erste die LF mit 1 Stelle hinter dem Komma ausgibt, wird der Renner, egal ob das Sinn macht oder nicht.
    Wie oft erleben wir Admins es im Sommer, daß Stationsbetreiber steif und fest behaupten, bei ihnen wären es tatsächlich um 17 Uhr 46.7°C gewesen: "Ich habe es genau gesehen und meine Station mißt ganz genau, auf 0,1° genau!!" Nach dem Prinzip: Der Taschenrechner hat das so gesagt!
    Also muß jeder für sich das soweit ändern, wenn es denn geht.


    Bei vielen Auswertungen kommen natürlich Mittelwerte zum Tragen und da ist das dann unvermeidlich.

  • Zitat

    Bei vielen Auswertungen kommen natürlich Mittelwerte zum Tragen und da ist das dann unvermeidlich.


    Nein, das ist es nicht. :upside_down_face:
    Wenn z.B. die Einzelmesswerte keine Nachkommastelle haben,
    dann darf auch der daraus resultierende Mittelwert keine Nachkommastelle haben (Sigifikanz der Stellenwerte ist zu berücksichtigen).
    Ich weiß, die Statistik arbeitet oft anders. So kommen auch Zahlen wie z.B. 2.8 Kinder pro Familie zustande ... :grinning_squinting_face:


    Z.B. ist der Mittelwert der drei Windgeschwindigkeiten 3 km/h, 5 km/h und 17 km/h zwar rechnerisch ca. 8.333 km/h, aber bei Berücksichtigung der Signifikanz nur als 8 km/h korrekt darstellbar.
    Grund: mind. 1 der 3 Einzelzahlen haben nur 1 Nachkommastelle, deshalb hat auch das Ergebnis nur 1 Nachkommastelle.
    Korrekt ist es, wenn der Mittelwert hier bis auf die ursprünglichen Nachkommastellen abgerundet wird.
    Wären die Messwerte dagegen exakt als 3.0 km/h, 5.0 km/h und 17.0 km/h ermittelt worden, wäre der korrekte Mittelwert 8.3 km/h.


    Anderes Beispiel: Multipliziere ich die Zahlen 1.75, 2.668 und 3.5 miteinander, so ist das rechnerische Ergebnis 16.3415.
    Da aber mind. eine der Zahlen (hier 3.5) nur 1 Nachkommastelle hat, so lautet das korrekt darzustellende Ergebnis der Multiplikation 16.3.
    Bilde ich nun den Mittelwert der 3 Zahlen (1.75+2.668+3.5)/3.0, so dividiere ich 7.918 durch 3.0 (hier weiß ich genau, dass die Anzahl der Zahlen 3 nicht übersteigt, daher 3.0 statt 3).
    Der Mittelwert ist also korrekt als 2.6 darzustellen, da mind. 1 Ausgangszahl (hier: 3.0) nur 1 Nachkommastelle aufweist.


    So habe ich es damals (lang ist es her) im Physikpraktikum gelernt. Aber ich lasse mich da gerne korrigieren. :search:
    So, nun ist es aber genug mit dem Mathekurs für Hobbymeteorologen ...


    Gruß Mischu

  • Das Physikpraktukum hat, wie Du siehst, wenig mit der Praxis zu tun. 8 wird wie 8,0 oder auch wie 8,00000 gewertet. Je nach dem wie die Software halt konfiguriert ist. In Excel kann man ja die Nachkommastellen einstellen, in den Softwares hier leider nicht. Zumindest ist mir keine bekannt. Das dürfte die Hersteller auch nicht ernsthaft interressieren. Ganz im Gegenteil: ein Anemomemeter das 74,321 Km/h Böengeschwindigkeit messen kann, MUSS ja total toll sein. Und wenn es das sogar alle 0,5 Sekunden kann... noch toller, egal wie idiotisch das ist, diese Dinger werden halt gekauft.
    Mein Regenmesser löst pro Wippenschlag 0,259mm auf. Das kann man jetzt glauben oder eben nicht.


    Wenn Du das alles den chinesischen Billigproduzenten verklickerst und sie auch überzeugst, schlage ich Dich für den Nobelpreis vor. Leider hat das einen kleinen Haken: Du mußt das alle 2 Wochen von neuem machen, denn so oft kommen die mit einem neuen Produkt auf den Markt.

  • Zitat

    Ich halte mich bei AWEKAS an die "allgemeine" Normen.


    Hallo Othi,


    bezüglich meiner eigenen Messwerte: Ich möchte es ja ändern, und ich finde es sehr ärgerlich, dass man bei einer so teueren Wetterstation wie die Davis VP2 softwareseitig keinen Einfluss auf die Anzeige der Stellenwerte nehmen kann.
    Ich habe alles versucht, um diesen Unsinn bei meiner Anzeige der Windgeschwindigkeiten zu beseitigen, aber leider ohne Erfolg.


    Ich hoffe doch sehr, dass die AWEKAS-Box diese Option bietet.


    Ich hoffe, Du bist jetzt nicht sauer, weil ich Deine Vorlage als schlechtes Beispiel vorgeführt habe.
    Aber auf die Schnelle habe ich kein passenderes Beispiel gefunden.
    (Vielleicht hätte ich als schlechtes Beispiel doch einfach meine eigenen Daten nehmen sollen? :winking_face: )


    Aber was sind denn bitte die "allgemeinen Normen"? Habe ich noch nie von gehört.
    Um "allgemeine" physikalische oder meteorologische Normen kann es sich dabei jedenfalls nicht handeln.
    Ich glaube es einfach nicht, dass bei Deinen "allgemeinen" Normen die Signifikanz der Stellenwerte keine Rolle spielen soll.
    Das lernt man in jedem Physik- und Meteorologiepraktikum im 1. Semester.


    Noch einmal:
    Es geht mir hier ausschließlich um die Windspeed- und Strahlungswerte (siehe Deine AWEKAS Box Vorlage).
    Bei Temperatur, Luftdruck und Niederschlag hat die 1. Nachkommastelle (und nur diese!) durchaus eine Berechtigung.
    Aber es ist einfach unseriös und unwissenschaftlich, wenn bei Windspeed und Strahlung durch Angabe der Zehntelstelle eine Genauigkeit vorgegaukelt wird,
    die diese Messsensoren niemals erreichen können. Zumindestens nicht mit diesen DAVIS-Sensoren unter Freilandbedingungen.
    Die von DAVIS angegebene Messgenauigkeit der bettreffenden Sensoren habe ich weiter oben schon aufgeführt.


    Mit bestem Gruß
    Mischu

  • Zitat

    dass man bei einer so teueren Wetterstation


    Eine semiprofessionelle Wetterstation kosten das 10-20fache, von professionellem Gerät mal ganz zu schweigen. Soviel zu teuer. Es ist auch nur relativ billige Massenproduktion für den Hobbybereich.


    Zitat

    Ich hoffe doch sehr, dass die AWEKAS-Box diese Option bietet.


    Das ist nicht AWEKAS, sondern Meteohub.


    Zur Windmessnorm: die wird international in m/s gemessen. Bei der Umrechnung in km/h etc. ergeben sich zwangsläufig "krumme Werte". Das gilt für alle anderen Werte auch. Glatte hpa kann es da kaum geben, da im Hintergrund immer Inch stehen.


    Zitat

    Aber es ist einfach unseriös und unwissenschaftlich, wenn bei Windspeed und Strahlung durch Angabe der Zehntelstelle eine Genauigkeit vorgegaukelt wird, die diese Messsensoren niemals erreichen können.


    Das ist mit allen Messungen so. Und die Interpretation der Meßwerte ist auch immer unseriös. Aber ohne Interpretaion eines "wisenschaftlich" ermittelten Wertes, kannst Du alle Wissenschaft in die Tonne kloppen. Wissenschaft ist niemals exakt, sondern beschreibt allenfalls einen "Näherungswert" an eine vermeindliche Realität.


    Vollkommen "unseriös" sind die Aufstellungsbedingungen, die die allermeisten Wetterstationen haben. Wenn die um 20% verbessert würden, könnte ich sogar ganz leicht mit 2 Nachkommastellen leben.


    Wäre die Windgeschwindigkeit ohne Nachkommastelle, hätten wir eine 100fache Protestteilnahme, warum wir nicht "genauer" sein könnten. Darauf kannst Du Gift nehmen.

    • Offizieller Beitrag

    Ich muss Tex recht geben.
    Wenn wir jetzt anfangen die Windgeschwindigkeit auf ganze km/h zu runden oder zu trimmen verändern wir die Werte wie sie geliefert werden! Dann fängt der Wirbel erst richtig an. Es gibt auch professionelle Stationen deren Genauigkeit dann beschnitten wird.
    Wie schon Karl geschrieben hat, kommen die Werte aus Meteohub. Es ist ein Leichtes die Werte dann auf der Webseite zu manipulieren (runden, trimmen). Wer das machen will, dem kann ich auch den Code geben, jetzt aber alles über einen Kamm zu scheren finde ich suboptimal.
    zur VP2: Die misst in mph - die Konsole rechnet in km/h um und rundet. Die Software rundet zT. nicht. Warum soll man rundungs- Nachkommastellen verändern. Das verfälscht doch die Angabe.
    Trotzdem ist es doch wie Tex schon sagte primär der Aufstellungsort der Stationen der angezweifelt werden sollte, nicht die Rundungsdifferenzen.
    Aber wenns euch beruhigt kann ich in einem kommenden Update die Solarstrahlung und Wind rundbar (welch tolles Wort) machen....


  • Aber wenns euch beruhigt kann ich in einem kommenden Update die Solarstrahlung und Wind rundbar (welch tolles Wort) machen....


    Hallo Othi,


    ja das wäre toll.
    Damit würdest Du Pionierdienste leisten ...
    Ich bin ohnehin dafür, dass man bei Wetterseiten alle Möglichkeiten der Gestaltung in den eigenen Händen haben sollte.
    Besonders dann, wenn man die Daten selbst mehr oder wenig aufwändig erfasst hat.


    Anbei im Anhang noch ein Programmbeispiel, das bei der Gestaltung der Nachkommastellen keine Wünsche offen lässt
    (dafür leider bei vielen anderen features, seufz ...)
    Es handelt sich um "Virtual Weather Station" des amerik. Anbieters ambient weather.


    Mit bestem Gruß
    Mischu