Popis

Řešení s wifibránou Ecowitt v roce 2025

Počátkem roku 2025 jsem trvale instaloval Wifi bránu Ecowitt, která komunikuje s čidlem venkovní teploty a relativní vlhkosti. Venkovní teplota je měřena ve výšce 1800 mm. Teplota rosného bodu je pravděpodobně vypočítávána z hodnoty teploty a realtivní vlhkosti mě neznámým způsobem.

Brána obsahuje čidlo absolutního barometrického tlaku, které se mi podařilo kalibrovat s nádhernou přesností. Jsem proti stanici ČHMÚ o 6.4 m výše (401 m/mořem) a čidlo absolutního tlaku mi za klidných podmínek vždy ukazuje hodnotu o 0.3 hPa nižší, než čidlo stanice ČHMÚ. Řešení obsahuje mě neznámý přepočet absolutního tlaku změřeného na stanici na tlak přepočtený na hladinu moře. Tento tlak je na webu Ecowitt zobrazen jako tlak relativní. Přepočet pracuje se zadanou nadmořskou výškou. Zde se to nastavuje:
 

Výhodou řešení je, že brána může ukládat naměřená data na serveru Ecowitt a zobrazovat je pomocí webu nebo mobilní aplikace. Pokud si chcete ověřit výpočet tlaku přepočítaný na hladinu moře ze změřeného absolutního tlaku v konkrétní nadmořské výšce a při momentální venkovní teplotě podle rovnice ICAO nebo podle Babinetovy barometrické rovnice, použijte excel tabulku, záložka "Meteo". Nebo si pro výpočet tlaku na hladině moře stáhněte jednoduchý prográmek pro Windows. Je třeba rozbalit archiv zip a spustit soubor exe: Podobnou službu udělá i tato jednoduchá kalkulačka (opět zip).

Náhodná kontrola - porovnání s výpočtem podle barometrické rovnice ICAO, Vlevo jsou naměřené hodnoty, ve světlém okně vpravo je kontrolní výpočet p0 a teploty rosného bodu:

Kalibrace

Snímač absolutního tlaku, teploty a relativní vlhkosti jsem "ocejchoval" poblíž meteostanice ČHMÚ v Českých Budějovicích, která je v nižší nadmořské výšce (394.6 m n. m.). To znamená, že jsem je upravil pomocí hodnot Abs Offset, OutTemp Offset a OutHumi Offset. Nadmořskou výšku stanice (401 m n. m.) jsem stanovil z geografických souřadnic získaných z GPS a z dat o výšce z topografické mapy. Je použita při výpočtu p0 pomocí barometrické rovnice ICAO.
Při klidných atmosférických podmínkách mi meteostanice v mém QTH ukazuje absolutní velikost tlaku o 0.3 hPa nižší, než ukazuje stanice ČHMÚ a tlak p0 ukazují obě stanice stejný. Aby tomu tak bylo, tak jsem korekcí zeměpisné výšky (Altitude for REL) upravil tlak p0 tak, aby zobrazovaná hodnota byla stejná jako na stanici ČHMÚ.

 

Vzorce použité pro přepočet
1. Babinetova barometrická rovnice a  =  h + 16000 + 64 x T b  =  h - 16000 - 64 x T p0 = - p x (a / b) a, b  ...  pomocné proměnné p0 ...     tlak přepočtený na hladinu moře v hPa p  ...      absolutní tlak na stanici v hPa h ...       nadmořská výška stanice v m T ...       teplota vzduchu na stanici ve °C	2. Barometrická rovnice ICAO (alternativní metoda přepočtu k předchozímu algoritmu) a  =  273.15 + T b  =  0.0065 x h c  =  ((a-b) / a) ^ 5.255 p0 = p x 1/c a, b, c   ...  pomocné proměnné p0      ...     tlak přepočtený na hladinu moře v hPa p      ...       absolutní tlak na stanici v hPa h      ...       nadmořská výška stanice v m T      ...       teplota vzduchu na stanici ve °C
Poznámka: Netuším, který z algoritmů barometrické rovnice je přesnější, zda ICAO nebo podle Babineta.
3. Výpočet teploty rosného bodu z relativní vlhkosti a = 17.27 b = 237.7 H1 = Hu / 100 c = ln (H1) + (a x T) / (b + T) Tros = (b x c) / (a - c) a, b ... empiricky stanovené konstanty Hu  ...  relativní vlhkost v % H1 ...  relativní vlhkost přepočtená do intervalu (0, 1) T ...     teplota vzduchu na stanici (v místě měření relativní vlhkosti) c  ...    pomocná proměnná Tros  ...    teplota rosného bodu ve °C	4. Přepočet barometrického tlaku v hPa na mm Hg (Torr) pmmHg = p0 / 1.3332236842  p0 ... tlak přepočtený na hladinu moře v hPa  pmmHg  ... tlak přepočtený na hladinu moře, vyjádřený výškou rtuťového sloupce v mm (mm Hg) na Torricelliho barometru.
5. Převod rychlosti v uzlech (kt) na m/s Převod mezi uzly (kt) a metry za sekundu (m/s) je jednoduchý. Jeden uzel odpovídá přesně jedné námořní míli za hodinu. Hlavní převodní vztah: 1 kt = cca  0.5144 m/s. Pro rychlý odhad z hlavy se bere, že 1 uzel je přibližně polovina metru za sekundu. ČHMÚ uvádí v aktuálních zprávách pro létání informace ve sloupci "Vítr" ve tvaru azimut (°) / rychlost (kt). Příklad: 270° / 6 kt, tedy směr větru od západu, rychlost větru 3 m/s. 6. Letecká meteorologie používá standardní systém zpráv METAR. Poznámka: METAR (z francouzského Météorologique Aviation Régulière) je standardizovaný formát kódované zprávy o aktuálním počasí na konkrétním letišti. Tyto zprávy se vydávají v pravidelných intervalech (například každých 30 nebo 60 minut). Každý blok informací má ve zprávě své pevné místo a hlavní složky kódu jsou: 1. Identifikátor letiště: Čtyřmístný kód ICAO (např. LKPR pro Prahu-Ruzyni). 2. Čas vydání: Den v měsíci a čas v UTC (zakončený písmenem „Z“ – Zulu). 3. Vítr: Směr ve stupních a rychlost (obvykle v uzlech – KT). 4. Dohlednost: V metrech (9999 znamená dohlednost 10 km a více). 5. Stav počasí: Srážky, mlha, bouřky (např. -RA je slabý déšť). 6. Oblačnost: Množství a výška základny v desítkách stop (stovky stop nad zemí). 7. Teplota a rosný bod: Ve stupních Celsia. 8. Tlak vzduchu (QNH): Nastavení výškoměru v hektopascalech (hPa), uvozeno písmenem Q. Ty nejdůležitější zkratky rozdělené do logických skupin: 1. Intenzita a modifikátory (předpony) Tyto značky se píší vždy před samotný jev (např. "+RA" je silný déšť). "-" : slabá intenzita (např. "-SN" = slabé sněžení) " " (bez znaménka): mírná intenzita "+" : silná intenzita "VC" ("In the Vicinity"): V blízkosti letiště (do 8–16 km), ale ne přímo na něm. 2. Srážky "RA" ("Rain"): Déšť "SN" ("Snow"): Sněžení "DZ" ("Drizzle"): Mrholení "GR" ("Hail"): Kroupy (velké) "GS" ("Small Hail"): Malé kroupy nebo sněhové krupky "SG" ("Snow Grains"): Sněhová zrna 3. Jevy snižující dohlednost "FG" ("Fog"): Mlha (dohlednost pod 1 000 m) "BR" ("Mist"): Kouřmo (dohlednost 1 000 m až 5 000 m) "HZ" ("Haze"): Zákal (suchý opar, prach) "FU" ("Smoke"): Kouř "DU" ("Dust"): Prach 4. Druhy jevů Tyto zkratky upřesňují, jakým způsobem se jev vyskytuje: "TS" ("Thunderstorm"): Bouřka (např. "TSRA" = bouřka s deštěm) "SH" ("Showers"): Přeháňky (např. "SHSN" = sněhová přeháňka) "FZ" ("Freezing"): Namrzající (např. "FZDZ" = namrzající mrholení) "BL" ("Blowing"): Vysoko zvířený (např. "BLSN" = vysoko zvířený sníh, nad 2 metry) "MI" ("Shallow"): Přízemní (např. "MIFG" = přízemní mlha) 5. Oblačnost Množství oblačnosti se udává v osminách pokrytí oblohy, používají se zkratky a slovní popis: "FEW" ("Few"): Málo (1/8 až 2/8) "SCT" ("Scattered"): Polojasno (3/8 až 4/8) "BKN" ("Broken"): Oblačno / Skoro zataženo (5/8 až 7/8) — "Zásadní pro určení "Ceiling" (základny mraků)." "OVC" ("Overcast"): Zataženo (8/8) "CAVOK" ("Clouds and Visibility OK"): "Nebeský klid" – dohlednost nad 10 km, žádné mraky pod 5 000 stop a žádné bouřky. Příklad pro procvičení: "+TSRA BKN015CB" Význam: Silná ("+") bouřka ("TS") s deštěm ("RA"), oblačno ("BKN") ve výšce 1 500 stop (015) s výskytem bouřkových mraků Cumulonimbus ("CB"). 7. Další meteo informace, např. SWL: Informace o SWL - Significant Weather Level (Hladina význačného počasí) vyhledávám na stránkách meteo.rlp.cz; lze tam (nebo také zde) rovněž stáhnout legendu k METAR zprávám a SWL mapám.