Projekt Seeingvorhersage zum Mitmachen

  • Hallo Forum,


    eigentlich gehört das Thema Seeing ja zu "Wetter" und "Atmosphäre". Ich platziere es dennoch hier unter "Planeten", denn ich brauche euch, als Beobachter und als "Seeing-Reporter".



    Der Hintergrund:

    Bei der Planetentagung in Bonn habe ich Michael Theusner kennengelernt. Der Name dürfte dem ein oder anderen Planetenfotografen noch bekannt sein, er hat u.a. die Stackingsoftware Avi-Stack und eine Polarlichtvorhersage entwickelt. Michael ist aber auch gelernter Meteorologe und er ist Amateurastronom seit seiner Kindheit. Wir kamen ins Gespräch und waren uns schnell einig, dass es z.Z. keine belastbare Seeingvorhersage gibt. Natürlich kennt jeder hier die Vorhersagen von Meteoblue. Nur, die stimmen oft nicht, oft nicht mal ansatzweise. Warum?

    Die Leute von Meteoblue haben ein eigenes Wettermodell zugrunde gelegt und berechnen daraufhin das Seeing. Es existiert aber eigentlich gar kein anerkanntes Wettermodell, das das Seeing beschreibt. Man ist also auf Ideen und Vermutungen angewiesen. Es gibt keinen Abgleich mit der Wirklichkeit. Das soll nun anders werden.


    Das Problem:

    Seeing entsteht durch Luftverwirbelungen. Diese können in hohen Luftschichten entstehen, aber eben auch in sehr niedrigen. Gerade diese niedrigen Luftschichten lassen sich in Bezug auf das Seeing aber nur sehr schwer abbilden und sie scheinen nicht unerheblich für das lokale Seeing zu sein. Die Datenlage dazu ist aber eigentlich recht gut. Die Auflösung der Windkarten vom Deutschen Wetterdienst beträgt 200 Meter und reicht runter bis 10 m über Grund. Es wird sogar die Bebauung berücksichtigt oder Wälder, die die Luftmassen bremsen. Es fehlt also eigentlich nur ein geeigneter Algorithmus.


    Die Idee:

    Statt nur zu vermuten, wollen wir messen! Hat man genügend Messdaten zur Verfügung, so kann man Korrelationen zwischen den Windkarten und dem realen Seeing vor Ort erkennen und so eine Wahrscheinlichkeit für bestimmte Seeing-Bedingungen angeben.


    Die Messpunkte:

    Jetzt kommt ihr ins Spiel. Die Messpunkte könntet ihr sein. Werdet zum "Seeing-Reporter". Beschreibt, wie das Seeing bei euch war. Michael hat dazu eine Website geschaffen, in der die Daten gesammelt und analysiert werden können. Ihr könnt euch dort anmelden und "Seeing-Berichte" abgeben. Die Seite ist sehr überschaubar und funktioniert auch auf dem Smartphone. Einen "Bericht" zu verfassen, dauert keine 20 Sekunden und man kann den quasi "just in time" vor Ort erstellen.



    Die Daten:

    Die Qualität der Daten ist natürlich von entscheidender Bedeutung. Ihr könnt in einer Skala von 7 Stufen eurer Seeing einordnen. Es handelt sich um eine rein subjektive Skala. War dein Seeing vor Ort eher durchschnittlich? Oder besser oder schlechter?

    Ihr werdet gebeten, wenn möglich und sinnvoll, mehrere Berichte pro Beobachtungsnacht abzugeben. Gerade eine Änderung bei den Seeing-Bedingungen kann gut auf eine Änderung im Wettergeschehen zurückgeführt werden. Michael lädt jetzt schon jeden Tag 3 GB an Daten (nicht Bilder) vom DWD herunter, um eure Beobachtungen mit dem lokalen Wetter abzugleichen. Das Projekt läuft schon seit zwei Wochen und es funktioniert.


    Die Werte:

    Wir brauchen eure subjektiven, lokalen Beobachtungen. Richtet euch dabei nicht nach irgendwelchen bekannten Skalen. Auch, wenn ihr z.B. über ein warmes Hausdach hinweg beobachtet, und das Seeing ist schlecht, dann ist das ein Wert, der wichtig ist, selbst, wenn ihr die Ursache kennt. Lediglich Luftverwirbelungen, die direkt mit dem Teleskop zu tun haben, sollten nicht übermittelt werden.(Z.B., wenn ihr die Schmidtplatte geföhnt habt, oder das Teleskop noch nicht ausgekühlt ist, oder wenn ihr zufällig daneben Würstchen grillt).

    Unter Kommentare/Besonderheiten könnt ihr ins Detail gehen. Auch das ist wichtig. Hier gehören Beschreibungen hinein wie: hochfrequentes Seeing, zappelig aber teilweise sehr scharf, ruhig aber unscharf, Sterne flackern bis zum Zenit, Wellen laufen durchs Bild, kontrastarm aber scharf, Bodennebel, minimale Windbewegung am Boden, leichter Wind, Zirren, Haloerscheinungen usw. Hat man keine besondere Idee, kann der Bereich frei bleiben. Andere Wetterdaten wie Temperatur, Luftfeuchte etc. brauchen wir nicht.


    Die Dauer:

    Das wird ein längerfristiges Projekt und die Dauer hängt stark von der Datenqualität und den zu findenden Korrelationen ab. Wir rechnen mindestens mit 1/2 Jahr an Datenerhebung, vermutlich wird es aber eher ein ganzes Jahr dauern, um alle jahreszeitlichen Einflüsse mit einbinden zu können.


    Der Ausblick:

    Eine Seeingvorhersage, die tatsächlich in groben Zügen das vorhersagt, was wir am Himmel sehen werden, deutschlandweit und in angrenzenden Ländern, für Planetenfotografen, aber auch für Deep-Sky-Fotografen - nicht mehr und nicht weniger. Und ihr könntet stolz sein, dazu beigetragen zu haben. Irgendwo werdet ihr dann sicher auch in einem Impressum auftauchen.

    Oder geht sogar doch noch ein bisschen mehr?

    Im Hintergrund laufen weitere Überlegungen und Experimente. Wem der Begriff "Phosim" etwas sagt, der möge sich bitte melden. Phosim ist eine Profisoftware zur Simulation von Ablenkungen der Photonen in der Erdatmosphäre. Schwere Kost, aber hier im Forum gibt es ja Experten.


    Wie werdet ihr nun Seeing-Reporter?

    Schreibt mir eine Mail an: ralf@burkart-kreuels.de. Ich lege ein Nutzerkonto an. Eure Mailadresse ist eure Nutzer-ID. Ihr bekommt die Zugangsdaten und ein Passwort über eure angegebene Mailadresse.


    Möge das Projekt erfolgreich sein,

    viele Grüße

    Ralf

  • Hallo,


    ich wusste gar nicht, dass Michael Theusner auch im Bereich Astronomie aktiv ist. Bisher kannte ich nur seine geniale Webseite für meteorologische Stationsdaten, mtwetter.de


    Was Turbulenz angeht: ich habe mich schon oft gefragt, weshalb bei diesen Prognosen nicht einfach die sog. TKE (turbulent kinetische Energie) angegeben wird.

    Turbulence kinetic energy - Wikipedia


    Zumindest beim ICON Modell des DWD ist das eine Ausgabegröße (auf Modellflächen, d.h. vertikal aufgelöst) und steht im Opendata Portal des DWD allen potentiellen Nutzern für weitere Anwendungen zur Verfügung.


    Viel Erfolg bei dem Projekt,

    Klaus

  • Hallo Klaus,

    Michael hat von diesen Daten gesprochen. Sie alleine bilden aber nicht unsere realen Seeingbedingungen wieder. Ich glaube aber, dass sie in einer zukünftigen Vorhersage tatsächlich eine Rolle spielen werden. Tendenziell vermuten wir, dass die unteren Luftschichten eine überproportionale Bedeutung für unsere Vorhersagen haben werden.


    Hallo Mike,

    diese 10er-Skala, 7/10 etc., hat keine irgendwie definierte Grundlage. Es ist eine rein subjektive Abschätzung des Einzelnen. Man kann diese leicht mit der Pickering-Skala verwechseln, weil diese auch 10 Stufen enthält. Diese sind für einen 5" Refraktor relativ klar definiert. Wir haben uns gerade deshalb für 7 Stufen entschieden, weil es eben keine Entsprechung irgendwo gibt.
    Und bitte richtig verstehen, der Zweck ist keine Seeingmessung mit anschließender Dokumentation etc. z.Z. suchen wir nur nach Korrelationen zum Wettergeschehen, da reicht im Grunde sogar eine 4er-Skala.


    Viele Grüße

    ralf

  • Hallo Ralf

    natürlich ist die bewährte 10er Seeing Skala, welche von Profis und Amateuren benutzt wird definiert. Google ist dein Freund: Gib mal

    " Seeing scale astronomy" ein.

    Die Durchsicht oder Transparenz wird ebenso in 10er Skala angegeben.

    Ebenso der Kondensationsgrad von Kometen, etc

    Man könnte eine Unmenge an alten und aktuellen Planetenfotos nutzen, da steht auch das Seeing 10/10 drauf, das macht schon Sinn.

    CS Mike

  • Hallo Mike,

    was ich meinte ist, dass das Seeing messbar in der Regel als FWHM-Wert oder besser noch DIM-Wert angegeben wird. Das wäre aus meiner Sicht fundiert. Zwischen "poor" und "very poor" zu unterscheiden, ist da eben sehr relativ. Als ein Freund zu Besuch kam, sagte er, das wäre bei mir mindestens eine 9/10. Bei mir war es aber nur Durchschnitt, weil ich i.d.R. bessere Rahmenbedingungen habe.

    Für uns Planetenfilmer ist aber auch FWHM oder DIM nicht aussagekräftig, weil dort über 10 s gemittelt wird. Da hat der ein oder andere schon einen ganzen Film fertig. Anders ausgedrückt, diese 10er-Skala suggeriert eine Präzision, die es gar nicht gibt.

    Wie gesagt, für die Datenerhebung ist das sowieso nicht wichtig, und wie das später dargestellt wird, das wissen wir z.Z. noch gar nicht.


    Noch ein anderer Punkt, nun an alle gerichtet.

    Wir benötigen relativ viel Cloud Speicherplatz. 3 bis 4 TB. Weiß jemand, wie oder wo das preiswert zu realisieren ist?

    Viele Grüße

    ralf

  • Fragt sich halt, was die Relevanz dieses "Projekts" ist. Gut, neue Erkenntnisse, warum nicht. Falls denn solche gefunden werden können, ich zumindest bezweifle, dass auf wundersame Weise hier beim Zusammenwürfeln von Daten sich irgend eine Extrapolation ergibt, die griffigere Prognosen liefert. Meteoblue schaue ich mir zwar auch an. Kann aber feststellen, dass das Seeing wohl eher Kaffesatzlesen ist, die Mühe nicht wert, sich tiefergehend damit zu befassen. Man darf schon froh sein, wenn die Bewölkungsprognose halbwegs zutrifft.


    Mit Verlaub, welche Astroamateure richten sich denn nach dem Seeing? Meine Wahrnehmung ist eher die, dass sobald halbwegs "Sicht" ist, dies auch genutzt wird. Ist auch noch das Seeing dabei "gut", nimmt man es umso lieber bzw. erfreut sich daran. Oder gibt es Leute, die ihre Tätigkeit Beobachtung/Fotografieren tatsächlich aufgrund der Prognose des Seeings ausrichten? Bitte Hand heben ...


    Das zu "nehmen", was das Wetter halt hergibt, scheint mir bedeutend vielversprechender fürs Hobby.


    Gruss

    Der auf Anderer Zehen tanzt

    Möge das Wetter mit dir sein

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    WO Megrez 88/498 APO, Televue Nagler 20, 3.5mm, Delos 10, 6mm, Rigel Quikfinder, Tecnosky 8x50 Sucher, auf aokswiss VAMO Traveler und Manfrotto 028, FG Leitz Trinovid 7x42

  • Hallo CHnuschti,

    also ich mache das so (bei Planeten), und, ist das Seeing schlecht, dann packe ich wieder ein. (oder mache Deep-Sky mit kleiner Brennweite) Alleine die Tatsache, dass Meteoblue bekannt ist und eben doch alle Leute mal draufgucken, zeigt doch, dass es einen Wunsch nach einer brauchbaren Seeingvorhersage gibt. Wenn mir eine verlässliche Prognose sagt, "heute wird es vermutlich gut", dann betreibe ich den Aufwand mit Aufbau und Auskühlung usw. gerne und freue mich auf die Ergebnisse. Erst recht Leute, die sich erst ins Auto setzen müssen.

    Und nicht vergessen, wir machen das auch als Hobby.

    Gruß

    ralf

  • Hallo CHnuschti,


    ich beschäftige mich seit einem halben Jahr mit Planetenfilmen und natürlich richte ich mich nach dem Seeing. Wenn ich auf den Balkon gehe und sehe, daß die Sterne flimmern fange ich gar nicht erst an.

    Ich nutze zur Vorgersage 1. Den ORF2 Wetterbericht in der ZiB1 um 19h53 ( Verteilung und Abstand der Hochs und Tiefs), sowie Strömungsfilme im Internet.

    Bei S1 bis S3 bringt filmen nichts

    Ab S4 macht es Sinn,

    Ab S6 kann es richtig gut werden

    S8 ist schon sehr seltenes ausgezeichnetes Seeing. Und S10 kommt höchstens ein paar Mal im Jahr vor.

    Man muß auch die Richtung,Frequenz und Stärke berücksichtigen.

    Ist es Flaggenseeing welches gleichmässig aus einer Richtung kommt mit kleiner Frequenz wird AS3 gut damit fertig.

    Ist es Gummiseeing, als ob ein zorniger Kobold in einem Jupitergummiball sitzt und wie wild mit Füssen und Händen nach allen Richtungen tritt, schafft es AS3 auch bei S5 nicht das auszugleichen.

    CS Mike

  • Hallo Ralf,

    Schönes Projekt!! Auch ich wünschte mir eine bessere Vorhersage, was das seeing angeht.

    Meteoblue nutze ich überhaupt nicht.

    Das, was dort angegeben wird, ist vielleicht das Wetter auf einem anderen Planeten .

    Für meine Planung studiere ich seit längerem die Daten von der Wetterzentrale.

    Die GFS Karten zeigen relativ gut, was auf mich zukommt.

    Aber auch bei Funkelei der Sterne gehe ich nicht mehr ans Teleskop. Schlechte Bilder hab ich genug.


    Vg

    Uwe

  • Hallo Peter,

    würden wir die Pickering-Skala verwenden, so kämen für uns höchstens 3 oder 4 Stufen in Betracht, zu schlecht wären hierzulande die Bedingungen. Der Beobachter müsste dann einen Stern mit Beugungsringen oder Speckles beurteilen. Diese Werte wären dann aber nicht mal miteinander vergleichbar, denn hier spielt die unterschiedliche Öffnung ja eine große Rolle.

    Unsere Aufgabe ich ja auch eine ganz andere.

    Das Ziel ist es, Korrelationen mit Wettersituationen zu erkennen, nicht Seeing zu beurteilen.

    Eigentlich wollten wir zunächst sogar nur 3 Kategorien haben: gut, mittel, schlecht, dann sind noch die Extreme dazu gekommen.

    Ein Beispiel:

    Fragestellung: inwieweit hat der Jetstream einen Einfluss auf das Seeing. Wir zeichnen also die Geschwindigkeiten des Jetstreams auf und vergleichen die Ergebnisse mit euren Berichten. Es zeigt sich (als Beispiel), dass es zwar eine Korrelation gibt, diese aber schwach ist. Hier brauchen wir keine 10-Punkte-Skala. Stärker hingegen wäre (auch nur als Beispiel) eine Korrelation mit den Geschwindigkeiten der unteren Luftschichten.

    In einem zukünftigen Modell würde dann zum Beispiel 30/70 gewichtet und genau das wäre der Wert, der für uns wichtig wäre.

    In Wahrheit ist das alles natürlich noch viel komplizierter und ich verstehe das selber auch gar nicht mehr. Wir laden z.Z. 64 Luftschichten herunter und die Auswertung am Ende wird vermutlich sogar maschinell (KI) geschehen.

    Ich selber bin ja nur so eine Art Sprachrohr, aber Michael ist auch in Kontakt mit einer amerikanischen Uni und Profiastronomen. Mit deren Hilfe (wenn alles klappt) wollen wir dann das Seeing in der Vorhersage sogar visualisieren.


    Viele Grüße

    ralf

  • Hallo Ralf,


    sehr interessantes Projekt. Ich werde gerne mit meinen Beobachtungen beitragen.


    Bei meinen Aufnahmen zeichne ich immer über den Dateinamen Guiding RMS und FWHM Werte auf. Da mein Setup auf meiner Ministernwarte vollautomatisch läuft, habe ich Daten von Dämmerung zu Dämmerung. Eigentlich könnte das jeder bei Deepskyaufnahmen machen. Programme wie NINA können Metadaten über den Dateinamen speichern. Das ist zwar schwierig zu interpretieren, aber habt ihr daraüber mal nachgedacht? Da siehst du genau zu welcher Uhrzeit sich das Seeing wie entwickelt. Man sieht halt nur das Resultat und kann nicht kann nicht erkennen, ob die Einflüsse aus dem Nah oder Fernbereich kommen und welche Frequenz sie haben. Für letzteres könnte es aber eine Korrelation zum Guiding RMS geben.


    Bei Meteoblue ist meine Wahrnehmung, dass der Trend gegen das untere Ende der Skala grob passt. Wenn da 1" steht, dann ist das zwar nie genau aber das Seeing ist dann fast immer ganz gut. Nach oben kann man allerdings nicht viel drauf geben. Wenn da z.B. 1,5" steht, kann es genauso gut 1" oder 3" sein. Der Nachteil an dem Tool ist auch, dass die ihre Daten wohl nur einmal am Tag aktualisieren. Zumindest sehe ich nie, dass sich da noch was ändert. Bei Clearoutside konnte ich noch nie eine Korrelation zur Realität erkennen.


    die Auswertung am Ende wird vermutlich sogar maschinell (KI) geschehen.

    Das wäre auch das, was ich erwartet hätte. Sonst müsstet ihr ja ein komplettes theoretisches Modell entwerfen. Ihr trainiert eine KI und die lernt aus den Daten, unter welchen Bedingungen das Seeing am besten ist. Dazu braucht man allerdings sehr große Datenmengen mit möglichst vielen Dimensionen. Man braucht für jeden möglichen Fall viele Datensätze, da die KI diesen sonst nicht als solchen erkennen kann. Ich würde auch das lokale Umfeld (Berge, Wiesen, Ortschaft, etc.) in die Datenerfassung mit einbeziehen. Ein Jahr wird vermutlich nicht reichen. Sonst kann man nicht sicher erkennen, ob saisonale Effekte zufällig oder systematisch sind. Dass sowas sich gut als Master oder Doktorarbeit eignet, habt ihr ja wohl schon auf dem Radar. Eine zuverlässige Seeingprognose ist sicher auch für die Wissenschaft interessant.


    Ansonsten hätte ich noch die Frage, weshalb ihr die Datenrückmeldung über einen Account und nicht über einen Webservice macht. Beim Account bestehen immer die Probleme mit den persönlichen Daten.


    Grüße,

    Joachim

  • Hallo Joachim,

    das sind viele interessante Aspekte. Ich selber kann dir kaum differenziert darauf antworten, gebe die Infos aber weiter.

    Ich weiß, dass bei der Planung die Erhebung der Daten über die Fläche wichtig war, dass wir also möglichst ein "Netz" brauchten, um Wetterereignisse zu korrelieren. Lokale Gegebenheiten werden im DWD Wettermodell schon berücksichtigt. Die Auflösung beträgt 200 m.

    Inwieweit die Software (und deren Macher) PHOSIM beitragen kann, kann ich noch nicht genau sagen. Ganz theoretisch könnte das Prog. direkt aus den Wetterdaten eine PSF generieren. Aber auch Phosim braucht einen funktionierenden Algorithmus.

    Vielen Dank und viele Grüße

    ralf

  • Hallo Ralf,

    Lokale Gegebenheiten werden im DWD Wettermodell schon berücksichtigt. Die Auflösung beträgt 200 m.

    nur um das zu präzisieren: ich nehme an, diese Auflösung bezieht sich dann auf euer Verfahren (Höhendaten/Landnutzung)? Das ICON-D2 hat ja 2 km.


    Weiterhin viel Erfolg bei eurem Projekt!

    Klaus

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