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Groups > de.sci.physik > #139178

Re: Das blaue Licht des Morgens?

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Stefan Ram wrote:

> ram@zedat.fu-berlin.de (Stefan Ram) writes:
>>Das stimmt, aber meist lese ich so etwas in dem Sinne, daß
>>das "blaue Morgenlicht" den Schlafrhythmus synchronisiere,
> 
>   Das folgende Programm für Python 3.7 mit der Bibliothek "Pillow"
>   liest jede Minute ein Bild von einer URI ein und gibt dann
>   den Quotienten des Blau- und Rotanteils aus. Als Eingabe kann
>   man beispielsweise eine jpeg-URI von einer Webcam verwenden.
> 
>   Ein Problem dabei besteht natürlich darin, daß viele Kameras
>   einen automatischen Weißabgleich und/oder eine Belichtungs-
>   nachführung vornehmen und/oder bei wenig Licht in einen
>   speziellen Nachtmodus schalten und allgemein solche Systeme
>   nicht auf Treuheit der Wiedergabe von Farbintensitäten
>   ausgerichtet ist. Vielleicht besitzt ja jemand eine geeignete
>   Meßkamera, die er mit diesem Programm verbinden kann.
> 
>   Weitere Störungen könnten im Falle der weiter unten
>   wiedergegebene Meßreihe dadurch entstanden sein, daß die
>   verwendete Kamera auch einige künstliche Lichtquellen erfaßte.
>   Und außerdem veränderte sich das Wetter und die Bewölkung
>   natürlich auch ständig während der Messung, so daß die
>   einmalige Meßreihe nur als ein Beispiel und zu verstehen
>   ist (man müßte über mehrere Meßreihen mitteln).
> […]
>   In diesem Fall zeigt sich tatsächlich, daß das stärkste
>   Blau-zu-Rot-Maximum 1.49 um 8.05 Uhr kurz nach Sonnenaufgang
>   auftrat, und die nächsten beiden Maxima 1.47 und 1.21 immer
>   kleiner werden und dann kurz vor Sonnenuntergang um 15.51 Uhr
>   der kleinste Blau-zu-Rot-Wert 0.91 gemessen wurde.

LOL.  Wer’s glaubt…

> [Messreihe, die *scheinbar* zeigt, dass der Blauanteil morgens am höchsten
> ist]

Die durch die grafische Darstellung schon auf den ersten Blick erkennbare, 
unerwartete Periodizität der Messreihe lässt direkt auf einen systematischen 
Messfehler schliessen.

Eine Möglichkeit dafür wäre eine wechselnde Bewölkung: Ausgerechnet an dem 
Ort, an dem die Messung wahrscheinlich durchgeführt wurde (Berlin) war die 
Sonnenscheindauer an dem Tag, an dem die Messung durchgeführt wurde (heute) 
nämlich 0 h (und zwar schon seit Montag), was ich zufällig vor dem Lesen des 
Postings professionell vom Dipl.-Meteorologen Sven Plöger durch das „Wetter 
vor acht“ (ca. 19:50 MEZ) im TV-Sender „Das Erste HD“ erfahren habe.

Die gepostete Messreihe ist schon deshalb nicht aussagekräftig.

Im allgemeinen dürfen Messungen aufgrund von immer auftretenden Messfehlern 
NICHT direkt als Grundlage für Schlussfolgerungen verwendet werden.

Unter anderem ist bei der Datenanalyse zunächst Folgendes zu tun:

1. Offensichtliche Ausreisser (grobe Messfehler) müssen eliminiert werden.

   Eine gängige Methode ist, die Messergebnisse auszuschliessen, die mehr
   als ein geeignet gewähltes Vielfaches der empirischen Standardabweichung
   vom Median der Daten abweichen.  Dazu kann der Median *mehrerer*
   Messergebnisse berechnet, und die Messergebnisse nach dem Absolutwert
   ihrer Differenz vom Median aufsteigend sortiert werden.  Der Messwert,
   der am nächsten an der empirischen Standardabweichung liegt, ist dann
   (unter der Annahme normalverteilter Messungen) der beim Element mit dem
   ganzzahligen Index, der in der unmittelbaren Nähe von 0.683 · n, wobei n
   die Anzahl der Messungen ist, liegt.

   Das deutet ebenfalls an, dass es *bei weitem* NICHT ausreicht, *einmalig*
   eine Messung durchzuführen, und dass die oben gezogene Schlussfolgerung
   schlicht unzulässig ist.

   Da hier über einen Tag hinweg gemessen wurde, ist es hier nötig, an
   vielen Tagen (etwa Jahr lang oder sogar mehrere Jahre lang) zu gleichen
   Tageszeiten und unter ansonsten gleichen Bedingungen zu messen. 
   Weiterhin wird es hier nötig sein, mindestens an
   vielen verschiedenen Orten mit vielen verschiedenen Geräten zu messen;
   erfreulicherweise wurden immerhin die grundlegende Messmethode und die
   Messergebnisse veröffentlicht (leider nicht der Ort und die weiteren
   Umstände der Messung), so dass überprüft werden kann, ob die Ergebnisse
   reproduzierbar sind.

2. Es muss vor weiteren Schlussfolgerungen alles unternommen werden, um
   systematische Fehler auszuschliessen und zu berücksichtigen.

   Dies ist zum Beispiel mit einer Fourier-Analyse möglich, die periodische
   Schwankungen, die auf nicht berücksichtige natürliche Effekte
   zurückzuführen sein können, erkennbar macht.

Dies und Weiteres wird an meiner Uni (Universität Bern) in der Physik-
Vorlesung „Numerische Methoden der Physik“ gelehrt.  In den dazugehörigen 
Übungen sind wir angehalten, Python, konkret die Bibliothek NumPy, für die 
Datenanalyse zu verwenden.  Bei der gestern abzugebenden Übung war etwa
eine reale Zeitreihe des mittleren Meeresspiegels zu analysieren.


PointedEars
-- 
Q: What did the nuclear physicist post on the laboratory door
   when he went camping?  
A: 'Gone fission'.
(from: WolframAlpha)

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Re: Das blaue Licht des Morgens? Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2021-11-14 22:39 +0100
  Re: Das blaue Licht des Morgens? Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2021-11-15 07:57 +0100
    Re: Das blaue Licht des Morgens? Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2021-11-16 12:41 +0100
      Re: Das blaue Licht des Morgens? Sebastin Wolf <invaild@invaild.net> - 2021-11-16 13:09 +0100
      Re: Das blaue Licht des Morgens? Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2021-11-17 19:47 +0100
        Re: Das blaue Licht des Morgens? Leo Baumann <ib@leobaumann.de> - 2021-11-17 19:56 +0100
  Re: Das blaue Licht des Morgens? Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-11-18 21:14 +0100
    Re: Das blaue Licht des Morgens? Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2021-11-18 21:18 +0100
    Re: Das blaue Licht des Morgens? Sebastin Wolf <invaild@invaild.net> - 2021-11-18 21:46 +0100

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