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weewx-GTS

XType-Erweiterung für WeeWX

  • "Grünlandtemperatursumme" (eine Form der Wachstumsgradtage)
  • Sonnenenergie, ein zusätzlicher 'aggregation_type'
  • 'dayET' und 'ET24' als Gegenstück zu 'dayRain' und 'rain24'
  • (potentielle) Äquivalenttemperatur, Mischungsverhältnis, absolute Luftfeuchtigkeit, (Sättigungs)Dampfdruck
  • Tags für Zeitspannen mit einer anderen Tagesgrenze als Mitternacht
  • yearGDD und seasonGDD
  • aggregation_type GDD zur Berechnung der Wachstumsgradtage nach verschiedenen Verfahren

Melden von Fehlern

Wenn Sie Fehler melden wollen oder Hilfe benötigen, orientieren Sie sich bitte beim Einreichen eines Issues an dem Artikel Help! Posting to weewx user bezüglich des Aufbaus und des Inhalts Ihres Issues.

Beachten Sie, daß die Größen GTS und yearGDD nur berechnet werden können, wenn Temperaturdaten vom Beginn des Jahres an vorliegen. Wenn Ihre Datenbank nicht den ganzen Zeitraum vom Jahresanfang bis jetzt umfaßt, können diese Werte nicht berechnet werden.

Wenn Ihnen die Erzeugung der Internet-Seiten in WeeWX zu lange dauert, lesen Sie bitte zuerst den WeeWX-Wiki-Artikel XTypes performance, bevor Sie hier ein Issue einreichen. Wir können zwar versuchen, Dinge zu optimieren, sind aber an gewisse Grenzen gebunden.

Installation:

  1. Download

    wget -O weewx-GTS.zip https://github.com/roe-dl/weewx-GTS/archive/master.zip

  2. Aufruf des Installationsprogramms

    WeeWX bis Version 4.10

    sudo wee_extension --install weewx-GTS.zip

    WeeWX ab Version 5.0

    sudo weectl extension install weewx-GTS.zip

  3. Prüfung der Konfiguration in weewx.conf

    [StdWXCalculate]
    [[Calculations]]
        ...
        GTS = software,archive
        GTSdate = software, archive
        utcoffsetLMT = software, archive
        dayET = prefer_hardware, archive
        ET24 = prefer_hardware, archive
        yearGDD = software, archive
        seasonGDD = software, archive
        outVaporP = software,loop
        outSVP    = software,loop
        outMixingRatio = software,loop
        outEquiTemp = software,loop
        outThetaE = software,loop
        outHumAbs = software,loop
...
[Engine]
    [[Services]]
        ...
        xtype_services = ... ,user.GTS.GTSService

  4. Neustart von WeeWX

    bei SysVinit-Systemen:

    sudo /etc/init.d/weewx stop
sudo /etc/init.d/weewx start

    bei systemd-Systemen:

    sudo systemctl stop weewx
sudo systemctl start weewx

Nutzung in Skins:

Die Werte, die diese Erweiterung bereitstellt, können in allen Skins von WeeWX genutzt werden. Sie können als Zahlenwerte angezeigt und als Diagramme dargestellt werden.

Grünlandtemperatursumme

Die Grünlandtemperatursumme gehört zur Gruppe der unter dem Überbegriff Wachstumsgradtage zusammengefaßten empirischen Größen, die in Landwirtschaft und Gartenbau verwendet werden. Sie liefert eine Aussage über den Verlauf des Frühjahrs und wann das Pflanzenwachstum beginnt.

Werte anzeigen (CheetahGenerator)

  • GTS: der Wert der Grünlandtemperatursumme (Beispiel: $current.GTS)
  • GTSdate: das Datum, wenn die Grünlandtemperatursumme den Wert von 200 überschreitet, was als Beginn des Frühlings betrachtet wird (Beispiel: $day.GTSdate.last.format("%d.%m.%Y"))
  • utcoffsetLMT: Offfset der Ortszeit gegenüber UTC am Ort der Station
  • LMTtime: ein String, der die Ortszeit bei der letzten Speicherung angibt (nur mit ".raw" nutzbar, Beispiel: $current.LMTtime.raw)

Die Werte können zusammen mit jedem Zeitraum verwendet werden, der in WeeWX verfügbar ist. Es sind die "aggregation_types" avg, min, max, last, has_data und not_null definiert. Nicht alle Zeiträume sind mit jeder Zusammenfassung möglich.

Unter https://weewx.com/docs/customizing.htm#Tags ist die Nutzung von Tags in WeeWX beschrieben.

Diagramme (ImageGenerator)

Zur Darstellung von Diagrammen müssen zusätzliche Abschnitte im Bereich [ImageGenerator] der Datei skin.conf definiert werden. Nachfolgend sind Beispiele angegeben.

Im Abschnitt [[month_images]]:

        [[[monthGTS]]]
            line_gap_fraction = 0.04
            yscale = 0,None,None
            aggregate_type = avg
            [[[[GTS]]]]
                aggregate_interval = 86400
                label = Grünlandtemperatursumme

Im Abschnitt [[year_images]]:

        [[[yearGTS]]]
            aggregate_type = avg
            [[[[GTS]]]]
                label = Grünlandtemperatursumme

Diese Beispiele erzeugen Dateien mit den Namen 'monthGTS.png' bzw. 'yearGTS.png'. Um sie anzuzeigen, ist ein entsprechendes <img> Tag in der Datei index.html.tmpl einzutragen:

<img src="monthGTS.png" />

<img src="yearGTS.png" />

Wachstumsgradtage

Werte anzeigen (CheetahGenerator)

  • yearGDD: Summe oder Integral der Wachstumsgrade vom Anfang des Jahres bis zum zum aktuellen Moment
  • seasonGDD: Summe oder Integral der Wachstumsgrade beginnend beim Datum von GTSdate bis zum aktuellen Moment. Vor GTSdate ist der Wert undefiniert, ebenso nach dem 31. Oktober
  • aggregation_type GDD (oder growdeg): Zur Berechnung der Wachstumsgradtage für andere Größen als outTemp. Das kann jeder Temperaturwert sein, zum Beispiel die Gewächshaustemperatur.

Diagramme (ImageGenerator)

Im Abschnitt [[year_images]]:

        [[[yearGDD]]]
            aggregate_type = avg
            [[[[yearGDD]]]]
                label = Growing degree days
            [[[[seasonGDD]]]]
                label = Season growing degree days

Dieses Beispiel erzeugt eine Graphikdatei namens "yearGDD.png". Um sie anzuzeigen, muß das entsprechende <img> Tag zum Beispiel in index.html.tmpl eingefügt werden:

<img src="yearGDD.png" />

Die Graphik kann auch mit der Grünlandtemperatursumme kombiniert werden:

        [[[yearGTS]]]
            aggregate_type = avg
            [[[[GTS]]]]
                label = Grünlandtemperatursumme
            [[[[yearGDD]]]]
                label = Growing degree days
            [[[[seasonGDD]]]]
                label = Season growing degree days

Um dieses Diagramm anzuzeigen, ist folgende Eintragung zum Beispiel in index.html.tmpl nötig:

<img src="yearGTS.png" />

Evapotranspiration

Werte anzeigen (CheetahGenerator)

  • dayET: Summe von ET für den Kalendertag, so wie "dayRain" für den Regen
  • ET24: Summe von ET für die letzten 24 Stunden, so wie rain24 für den Regen

Diagramme (ImageGenerator)

dayET and ET24 werden nicht in Diagrammen benutzt.

Spezielle abgeleitete meteorologische Größen

WeeWX enthält bereits Berechnungsfunktionen für diverse abgeleitete meteorologische Größen, die aber nur intern verwendet werden. Mit dieser Erweiterung werden sie für die Berechnung im Abschnitt [StdWXCalculate] und zur Nutzung auf Webseiten und in Diagrammen bereitgestellt.

Beachte: WeeWX enthält ein Beispiel, wie Erweiterungen programmiert werden, das einen "Dampfdruck" (vapor pressure) bezeichneten Wert liefert. In Wirklichkeit wird dort aber der Sättigungsdampfdruck berechnet. Und die Formel ist auch eine andere als WeeWX sie intern benutzt.

Warnung: Dieser Teil ist noch im Alpha-Status.

Werte anzeigen (CheetahGenerator)

  • outSVP: Sättigungsdampfdruck
  • outVaporP: aktueller Dampfdruck
  • outMxingRatio: Mischungsverhältnis
  • outHumAbs: absolute Luftfeuchtigkeit
  • outEquiTemp: Äquivalenttemperatur
  • outThetaE: potentielle Äquivalenttemperatur
  • boilingTemp: Siedetemperatur des Wassers in Abhängigkeit von der Meereshöhe der Station und dem aktuellen Luftdruck

Diagramme (ImageGenerator)

Um Diagramme mit diesen Werten darzustellen, ist es nicht nötig, sie in der Datenbank zu speichern. Nur die Ausgangswerte Außentemperatur, relative Luftfeuchtigkeit und Stationsluftdruck müssen vorhanden sein. Dann erfolgt die Berechnung live bei der Darstellung des Diagramms.

Beispiel: absolute Luftfeuchtigkeit

        [[[dayhumabs]]]
            unit = gram_per_meter_cubed
            [[[[outHumAbs]]]]

Diagramme (Belchertown skin)

Beispiel: relative und absolute Luftfeuchtigkeit in einem Diagramm:

    [[humidity]]
        title = "Humidity"
        [[[outHumidity]]]
            name = "relative
        [[[outHumAbs]]]
            name = "absolute"
            yAxis = 1
            unit = gram_per_meter_cubed
            [[[[numberFormat]]]]
                decimals = 1

Sonnenenergie

"radiation" und "maxSolarRad" sind in WeeWX standardmäßig bereitgestellte Größen. Diese Erweiterung stellt den zusätzlichen "aggregation_type" energy_integral zur Verfügung, der die Sonnenenergie berechnet, die über den Berechnungszeitraum am Meßort eingegangen ist bzw. maximal möglich wäre.

Beachte: Ein Integral ist nicht einfach die Summe der Meßwerte. Details sind unten unter Algorithmus beschrieben.

Werte anzeigen (CheetahGenerator)

energy_integral kann nur zusammen mit Tags für Zeiträume wie etwa $day, $yesterday, $week, $month, and $year benutzt werden.

energy_integral wird wie andere "aggregation_types", z.B. min, max oder sum benutzt.

Beispiel: $yesterday.radiation.energy_integral zeigt die gesamte Sonnenenergie an, die am Vortag eingegangen ist.

Um den Wert in kWh/m^2 anstelle von Wh/m^2 anzuzeigen: $yesterday.radiation.energy_integral.kilowatt_hour_per_meter_squared

Diagramme (ImageGenerator)

Im Abschnitt [[month_images]]:

        [[[monthRadiationEnergy]]]
            line_gap_fraction = 0.04
            #y_label = "Wh/m²"
            [[[[radiation]]]]
                label = "Sonnenenergie (täglich gesamt)"
                data_type = radiation
                aggregate_type = energy_integral
                aggregate_interval = 86400

Dieses Beispiel erzeugt eine Bilddatei namens 'monthRadiationEnergy.png'. Um sie darzustellen, muß das entsprechende <img> Tag z.B. in index.html.tmpl eingefügt werden:

<img src="monthRadiationEnergy.png" />

Diagramme (Belchertown skin)

Die Belchertown Skin benutzt eine andere Graphik-Engine (Highcharts). Deshalb ist die Syntax etwas anders.

Im Abschnitt [month] oder [year] von graphs.conf:

    [[Sonnenenergie]]
        title = "Sonnenenergie (täglich gesamt)"
        aggregate_type = energy_integral
        aggregate_interval = 86400
        yAxis_label = Energie
        yAxis_label_unit = "Wh/m&sup2;"
        [[[radiation]]]

Es wird kein <img> Tag benötigt.

Textdatei

Im "examples"-Verzeichnis ist eine Vorlage (template) zu finden, die eine Textdatei mit den tabellierten Werten von Sonnenenergie und Sonnenstrahlung erzeugt. Um sie zu nutzen, muß die Datei in das Skin-Verzeichnis kopiert werden. In skin.conf sind dann folgende Eintragungen vorzunehmen:

[CheetahGenerator]
    ...
    [[SummaryByYear]]
        ...
        [[[sun_year]]]
            encoding = strict_ascii
            template = sun-%Y.txt.tmpl

Damit wird für jedes Jahr, für das Daten in der Datenbank verfügbar sind, eine Datei erzeugt.

Bodenfeuchte

WeeWX definiert die Einheitengruppe group_moisture mit der Einheit centibar, wohl in Anlehnung an die von Davis Instruments vertriebene Bodenfeuchte-Bodentemperatur-Einheit 6345. Diese Einheit mißt genaugenommen nicht die Feuchte sondern die Saugspannung.

Anstelle der Saugspannung, gemessen in einer Druckeinheit, wird auch die logarithmische Größe pF-Wert benutzt. Diese WeeWX-Erweiterung stellt diese Größe als zusätzliche Einheit pF_value für group_moisture bereit. Sie ermöglicht gleichzeitig, auch andere Druckeinheiten als nur centibar zu nutzen.

Besondere Zeitspannen

In der Meteorologie werden Zeitspannen zuweilen nicht von Mitternacht zu Mitternacht der geltenenden Zonenzeit gemessen, sondern es werden andere Zeitpunkte zur Trennung der Tage verwendet, zum Beispiel 09:00 Uhr. Die folgenden Tags werden genau so wie $hour, $day usw. benutzt.

Beliebiges Offset zu UTC

  • $offsethour(data_binding=None, hours_ago=0, dayboundary=None)
  • $offsetday(data_binding=None, days_ago=0, dayboundary=None)
  • $offsetyesterday(data_binding=None, dayboundary=None)
  • $offsetmonth(data_binding=None, months_ago=0, dayboundary=None)
  • $offsetyear(data_binding=None, years_ago=0, dayboundary=None)

Mittlere Ortszeit am Ort der Station

  • $LMThour(data_binding=None, hours_ago=0)
  • $LMTday(data_binding=None, days_ago=0)
  • $LMTyesterday(data_binding=None)
  • $LMTmonth(data_binding=None, months_ago=0)
  • $LMTyear(data_binding=None, years_ago=0, month_span=None)

Die Tagesgrenze für diese Tags ist Mitternacht nach der Mittleren Ortszeit am Ort der Station.

Der optionale Parameter month_span ergibt eine Zeitspanne von einigen Monaten innerhalb eines gegebenen Jahres. Zum Beispiel ist $LMTyear(month_span=(6,8)).outTemp.avg die Durchschnittstemperatur des Sommers des aktuellen Jahres. $LMTyear(years_ago=1,month_span=(12,2)).outTemp.max ist die Maximaltemperatur der letzten Windersaison.

Das Attribut days kann verwendet werden, um mittels $LMTmonth bzw. $LMTyear eine Schleife über die Tage des Monats bzw. Jahres zu bilden.

Zeitspanne daylight

  • $daylight(timestamp=None, data_binding=None, days_ago=0, horizon=None, use_center=False):

    Zeitspanne von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang

    Wenn timestamp None ist (das ist der Standard), dann ist es die Zeitspanne von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang am gegenwärtigen Tag oder an dem Tag, der day_ago Tage zurückliegt.

    Sonst kann timestamp ein Wert der Klasse TimespanBinder, eine Zeitspanne oder ein Zeitpunkt sein. $daylight ist dann die Zeitspanne von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang an dem Tag, der durch die Zeitspanne oder den Zeitpunkt definiert wird.

  • $LMTmonth(data_binding=None, months_ago=0).daylights(horizon=None, use_center=False):

    Folge von täglichen Zeitspannen, pro Tag jeweils die Zeit von Sonnenaufgang zu Sonnenuntergang

  • $LMTyear(data_binding=None, months_ago=0).daylights(horizon=None, use_center=False):

    Folge von täglichen Zeitspannen, pro Tag jeweils die Zeit von Sonnenaufgang zu Sonnenuntergang

Die Optionen horizon und use_center entsprechend denen, die im WeeWX Benutzerhandbuch
für $almanac beschrieben sind. Sind sie nicht angegeben, werden Standardwerte benutzt.

Beispiele:

  • Durchschnittstemperatur für die Zeit zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang, also während der Zeit des Tageslichtes 
    $daylight.outTemp.avg
  • Tabelle mit dem Tag des Monats und der zugehörigen Durchschnittstemperatur für die Zeit des Tageslichts des jeweiligen Tages 
    #for $span in $LMTmonth.daylights
<p>$span.dateTime.format("%d"): $span.outTemp.avg</p>
#end for
  • Regen am Tag und in der Nacht 
    #from weewx.units import ValueTuple, ValueHelper
<table>
<tr>
<th>Day</th>
<th>Day rain</th>
<th>Night rain</th>
</tr>
#for $dd in $week.days
#set $light=$daylight(timestamp=$dd)
#set $nightrain=$dd.rain.sum.raw-$light.rain.sum.raw
#set $nightrain_vh=ValueHelper(ValueTuple($nightrain,$unit.unit_type.rain,'group_rain'),formatter=$station.formatter)
<tr>
<td>$dd.start.format("%d.%m.%Y")</td>
<td>$light.rain.sum</td>
<td>$nightrain_vh</td>
</tr>
#end for
</table>
  • Sonnenaufgang, Sonnenuntergang und Tageslichtlänge unter Verwendung der timestamp-Option 
    <table>
<tr>
  <th>sunrise</th>
  <th>sunset</th>
  <th>daylight</th>
</tr>
#for $dd in $week.days
<tr>
  <td>$dd.format("%A")</td>
  <td>$daylight(timestamp=$dd).start</td>
  <td>$daylight(timestamp=$dd).end</td>
  <td>$daylight(timestamp=$dd).length</td>
</tr>
#end for
</table>

Algorithmus:

Grünlandtemperatursumme (GTS)

  • Grundlage der Berechnuung ist der Tagesmittelwert der Temperatur. Wenn er größer als 0°C ist, wird er verwendet, anderenfalls nicht.
  • Im Januar wird der Mittelwert mit 0,5 multipliziert.
  • Im Februar wird der Mittelwert mit 0,75 multipliziert.
  • Ab März werden die Mittelwerte unverändert verwendet.
  • Um die Grünlandtemperatursumme eines Tages zu erhalten, werden jetzt alle die Mittelwerte wie vorstehend beschrieben zusammenaddiert.
  • Der Tag, an dem der Wert 200 überschreitet, wird als Beginn des Frühlings betrachtet. Man geht davon aus, daß dann der Boden wieder genügend Stickstoff aufnehmen kann, um nachhaltiges Pflanzenwachstum zu ermöglichen.
  • Die Grünlandtemperatursumme selbst wird bis zum 31. Mai berechnet. Der Endwert wird als Maß für die Qualität des Frühlings angesehen.

Sonnenenergie

Die Sonnenenergie wird berechnet, indem alle Strahlungsmeßwerte ("radiation") mit dem jeweiligen Meßintervall ("interval") multipliziert. Alle die Produkte aus der Multiplikation werden über den Berechnungszeitraum addiert. Dabei wird der Strahlungswert als während dieses Zeitraumes als konstant angenommen. Das ist nicht hunderprozentig korrekt, aber der Fehler wird als gering genug angenommen, daß man ihn vernachlässigen kann.

Während die Einheit der Sonnenstrahlung W/m^2 ist, ist die Einheit der Sonnenenergie Wh/m^2 bzw. kWh/m^2.

Tageslichtzeitraum

$daylight verwendet zur Berechnung das Modul von WeeWX, das auch von $almanac verwendet wird, aber es berücksichtigt dabei zusäztliche Informationen.

Während $almanac.sunrise und $almanac.sunset Sonnenaufgang und Sonnenuntergang unter Verwendung der Temperatur und des Luftdrucks zur Berechnungszeit ermitteln, berücksichtigt $daylight Temperatur und Luftdruck der Zeit, für die die Tageslichtzeitspanne berechnet wird, soweit Datenbankeinträge für diese Zeit vorhanden sind. Es berechnet zunächst ungefähre Sonnenaufgangs- und Sonnenuntergangszeiten für die ICAO-Standardatmosphäre bei 15°C und 1013,25 mbar. Dann wird die tatsächliche Temperatur und der tatsächliche Luftdruck für diese beiden Zeitpunkte ermittelt. Anschließend werden Sonnenaufgang und Sonnenuntergang erneut berechnet, wobei der Berechnung die jeweilige Temperatur und der jeweilige Luftdruck zu Grunde gelegt werden.

$daylight(timestamp=$X).start liefert damit für Zeitpunkte X in der Vergangenheit eine genauere Sonnenaufgangszeit als $almanac(almanac_time=X).sunrise. Gleiches gilt mit $daylight(timestamp=$X).end sinngemäß für den Sonnenuntergang und mit $daylight(timestamp=$X).length für die Tageslichtlänge. (Stand: WeeWX 4.9.2)

Quellen:

Verweise (Links):