Ergebnisauswertung Teil 1: 2-Wochen Diagramme

Vor ca. 2 Monaten wurde mit der Erfassung der Temperaturen begonnen. Nun sind die Daten der ersten sechs Wochen, von 2. November bis 16. Dezember 2012 ausgewertet. Da die Speicher der Mikrocontroller nicht größer sind, müssen alle zwei Wochen die Daten ausgelesen werden. Wie bereits erwähnt, wurde in jedem der sechs zu beobachtenden Völker ein Sensor in der Mitte der Bienentraube und ein Sensor am Rand der Bienentraube angebracht. Jeder der drei Mikrocontroller überwacht zwei Völker. Zudem zeichnet jeder Controller eine Außentemperatur auf. Es werden alle fünf Minuten 15 Temperaturwerte aufgezeichnet. Bis jetzt sind insgesamt ca. 180000 Werte aufgezeichnet worden. Bis zum Ende der Messungen werden es ca. 700000 sein. Folglich nahm das Auswerten der Ergebnisse einige Zeit in Anspruch.

Leider sind vor allem in den Ergebnisse von Woche 5 bis 6 einige Fehler und Ausfälle vorhanden.

Trotzdem lassen sich einige interessante Beobachtungen machen. Im Folgenden werden eine ganze Reihe von Diagrammen erläutert. Die Datenreihen sind folgendermaßen gekennzeichnet:

Tabelle Diagramm 1: Innen Obelix gegen Tvidder Woche 3-4

Bevor die einzelnen Völker, wie sie in „Umzug und Stärkemessung“ (http://kvfg.net/blogs/bienen/?page_id=769) benannt sind, verglichen werden, hier eine einleitende Beobachtung. Man sieht die Temperaturverläufe von Obelix und Tvidder, in der Mitte der Bienentrauben aufgezeichnet, und eine Außentemperatur. Obelix und Tvidder befinden sich beide in Holzbeuten. Allerdings handelt es sich bei Tvidder um einen diesjährigen Ableger, während Obelix schon zwei Jahre alt ist. Die Kerntemperatur von Obelix befindet sich auf relativ hohem Niveau, etwa zwischen 23 und 33 °C. Es treten kaum größere Schwankungen auf. Bei der Kerntemperatur von Tvidder kann man deutlichere Schwankungen erkennen, die der Außentemperatur sehr ähnlich sind, zeitlich aber immer etwas später auftreten. Die Temperatur von Tvidder ist insgesamt auf einem deutlich niedrigerem Niveau als bei Obelix. Sie hält sich etwa zwischen 25 und 6 °C auf. Dieser Unterschied der Kerntemperaturen ist wahrscheinlich größtenteils durch die unterschiedlichen Völkerstärken begründet. Tvidder ist ein weniger starkes Volk, mit ca. 6000 Bienen als Obelix mit mehr als 8000 Bienen. Obelix hat darüber hinaus fast 10 kg mehr Futter eingelagert. Obelix kann sich somit wesentlich wärmer als das schwächere Tvidder Volk halten. Auch die Kerntemperatur ist wesentlich konstanter.

Diese Beobachtung zeigt, dass Temperaturunterschiede zwischen einzelnen Völkern völlig normal sind, unabhängig von der Beschaffenheit der Beuten. Diese Unterschiede können unter anderem auf die unterschiedlichen Stärken der Völker zurückgeführt werden.

Womöglich spielt es in diesem Fall auch eine Rolle, dass der Sensor in Tvidder eventuell nicht genau in der Mitte der Bienentraube angebracht ist. Allerdings ist der Unterschied zwischen den Temperaturverläufen sehr deutlich (Differenz von 10-15°C) und die vorangegangene Erklärung liegt nahe. Das Problem, dass Sensoren nicht genau an ihrem Bestimmungsort angebracht sein könnten oder verrutschen, stellt nur eine von vielen möglichen Fehlerquellen dar. In diesem Projekt ist es von Bedeutung, mögliche Fehlerquellen richtig bewerten zu können. In diesem Fall wird auf Grund der sehr großen Differenz der Temperaturverläufe davon ausgegangen, dass diese Fehlerquelle eine untergeordnete Rolle spielt.

Diagramm 2:

Diagramm 2: Außentemperaturen Woche 1-2

Nun sollen die zu vergleichenden Völker in je einem Diagramm verglichen werden. Zunächst wurden aber die Außentemperaturen in einem Diagramm zusammengefasst, um zu prüfen, ob die Mikrocontroller problemlos arbeiteten. In Diagramm 1 wurde das für die ersten zwei Wochen gemacht. Wie man sieht, hatte der Mikrocontroller mit der orange gefärbten Kurve von ca. Tag zwei bis drei einen Ausfall. Abgesehen von diesem Ausfall verlaufen die Kurven sehr ähnlich womit die Funktion der Mikrocontroller bestätigt ist. Kleinere Abweichungen und Verschiebungen, wie zum Beispiel, dass die gelb gefärbte Kurve bei den Minima immer etwas weiter nach unten geht als die beiden anderen Kurven spielen bei der Auswertung in diesem Projekt keine zu berücksichtigende Rolle. Kleiner Unterschiede in den Kurven der Außentemperaturen können auf die unterschiedlichen Standorte zurückgeführt werden.

Bei den zu vergleichenden Völker wurde immer die Außentemperaturkurve verwendet, die mit dem gleichen Mikrocontroller aufgezeichnet wurde. Im Fall eines Ausfalls wurde eine vollständige Außentemperaturkurve eines anderen Mikrocontrollers herangezogen.

Diagramm 3:

Diagramm 3: Obelix gegen Holzschutzgel Woche 1-2

In Diagramm 3 sind die Temperaturaufzeichnungen der Völker Obelix und Holzschutzgel über einen Zeitraum von 14 Tagen aufgetragen. Obelix befindet sich in einer Holzbeute, Holzschutzgel in einer Styroporbeute. Obwohl für Holzschutzgel von der Anzahl der Bienen und der Menge des eingelagerten Futters bessere Bedingungen herrschen, liegt die Kerntemperatur von Holzschutzgel deutlich unter der von Obelix. Auffällig ist, dass die Temperatur, die in der Mitte der Bienentraube und die Temperatur, die am Rand der Bienentraube aufgenommen wurde, bei Obelix, dem Volk in Holzbeute, deutlich weiter auseinander liegen, als bei Holzschutzgel, dem Volk in Styroporbeute. Die Kern- und Randtemperatur sind dort fast identisch. Insgesamt ist die Kerntemperatur aber auf einem niedrigerem Niveau. Bei dem Volk in Holzbeute herrscht eine Temperaturabnahme, je weiter man sich von dem Mittelpunkt der Bienentraube fortbewegt. Die Randtemperatur des Volks in Holzbeute ist gringer als die Randtemperatur des Volks in Styroporbeute, wo sie nahezu der Kerntemperatur entspricht. Die Schwankungen der Kerntemperatur in Holzschutzgel sind auch sehr viel größer.

Wahrscheinlich bewirkt die schlechtere Dämmung bei Obelix, dass die Temperatur am Rand der Bienentraube der Außentemperatur sehr ähnlich ist, und die Schwankungen denen der Außentemperatur entsprechen. Bei Holzschutzgel bewirkt die gute Dämmung, dass sich die Randtemperatur auf einem höheren Niveau befindet. Offensichtlich genügt es dann, die Kerntemperatur auf dem gleichen Niveau wie die Randtemperatur zu halten. Somit wird wesentlich weniger Futter verbraucht. Bei Obelix sorgt eine hohe und konstante Kerntemperatur dafür, dass im Fall eines starken Temperaturrückgangs, der sich auf die Holzbeute sehr viel stärker auswirken würde, dass die Königin weiterhin sicher ist. Bei Holzschutzgel ist diese Funktion stark zurückgefahren. Durch die Beute ist ein guter Schutz vor Temperaturschwankungen gegeben. Eine hohe und stabile Kerntemperatur, die mögliche starke Temperaturrückgänge abfedert ist somit nicht mehr erforderlich.

Des Weiteren ist auffällig, dass im Fall einer starken Zunahme der Außentemperatur, auch die Temperatur im einem Bienenvolk schnell zunimmt, während im Fall einer starken Abnahme der Außentemperatur die Temperatur im Volk nur sehr viel langsamer abnimmt. Dies kann man zum Beispiel an Tag 6 gut erkennen (erster grauer Kasten). Die Außentemperatur nimmt um ca. 7°C zu. Die Kerntemperatur in Obelix nimmt in der gleichen Zeitspanne um 5°C zu. Im weiteren Verlauf nimmt die Außentemperatur um 10°C ab, während die Kerntemperatur in der gleichen Zeit nur um ca. 3°C abnimmt. Ein Weiters Beispiel ist an Tag 14 (zweiter grauer Kasten). Die Kerntemperaturen in beiden Völkern sind im Vergleich zu dem vorangegangene Verlauf auf einem relativ geringem Niveau, weil die Außentemperatur über einen längeren Zeitraum relativ niedrig war. Nun wird die geringe, aber schnelle Außentemperaturzunahme genutzt, um sowohl die Kern- als auch die Randtemperaturen wieder zu steigern. An Tag 15 fällt die Kurve der Außentemperatur fast senkrecht ab. Auch die Randtemperatur in Obelix, dem Volk in Holzbeute fällt stark ab. Die Temperaturen in Holzschutzgel fallen nur langsamer und weniger stark ab wegen der guten Dämmung. In Obelix muss die Bienentraube dafür sorgen, dass die Kerntemperatur nicht zu sehr abfällt.

Diagramm 4:

Diagramm 4: Tvidder gegen Fazebuk Woche 1-2

Hier sieht man die Temperaturverläufe von den diesjährigen Ablegern Tvidder und Fazebuk. Tvidder ist in einer Holzbeute, Fazbuk ist in einer Styroporbeute. Wie auch bei dem vorherigen Diagramm kann man sehen, dass Kerntemperatur und Randtemperatur bei dem Volk in Holzbeute, hier Tvidder, wesentlich weiter auseinander liegen als bei dem Volk in Styroporbeute, hier Fazebuk.

Diagramm 5:

Diagramm 5: Staubsauger gegen Guugleminus Woche 1-2

In Diagramm 5 sieht man die Temperaturverläufe von Staubsauger, in Holzbeute und Guugleminus, in Styroporbeute. Bei Guugleminus handelt es sich um den zu Beginn stärksten Ableger aus diesem Jahr, bei Staubsauger um ein zwei Jahre altes Volk. Staubsauger hatte zu Beginn der Aufzeichnungen ca. 2000 mehr Bienen und 9 kg mehr Futter eingelagert.

Man sieht, dass die Kerntemperaturen sich ungefähr auf dem gleichen Niveau befinden. Allerdings unterliegt die Kerntemperatur von Guugleminus viel größeren Schwankungen. Die Randtemperaturen sind sehr ähnlich, allerdings kann man sehen, dass die Höhepunkte in der Kurve von Staubsauger immer etwas höher steigen als die von Guugelminus. Eine gute Dämmung begünstigt einerseits, dass das Volk langsamer auskühlt, wenn es draußen kalt ist. Andererseits erschwert sie eine schnelle Erwärmung des Volkes, wenn es draußen wärmer wird. Wie auch bei Diagramm 3 mit Obelix und Holzschutzgel sieht man, dass das Volk in Holzbeute eine gleich bleibendere Kerntemperatur hat als das Volk in Styroporbeute. Eine hohe und konstante Kerntemperatur soll die Königin vor schwankenden Temperaturen schützen. In der Styroporbeute schwankt die Randtemperatur nicht so stark. Darüber hinaus fällt auf, dass starke Temperaturänderungen der Kerntemperatur nicht immer mit Temperaturänderungen der Außentemperatur korellieren. Zum Beispiel an Tag 9 bis 10 fällt die Kerntemperatur erst stark ab und steigt dann wieder rasch an. Die Außentemperatur unterliegt in diesem Zeitraum nur unwesentlichen Schwankungen. Ein Blick in die Kvfg Wetterdatenbank ergibt, dass im Vergleich zu den vorherigen und darauffolgenden Tagen in den Parametern des Wetters, die nicht mit unseren Mikrocontrollern aufgezeichnet werden, wie Wind oder Feuchtigkeit keine Besonderheiten auftreten. Es gibt keine Erklärung, die dieses Verhalten begründen könnten. Denkbar wäre dass das Volk versucht, sich gezielt von Parasiten wie der Varroamilbe zu befreien, indem sie die Temperatur senken. Im Gegensatz zu den anderen Völkern in Styroporbeuten liegt die Kerntemperatur von Guugleminus relativ hoch. Diese Vermutung kann allerdings nicht belegt werden.

Der schnelle Anstieg der Kurven von Staubsauger kurz vor Tag 14 ist als technischer Fehler einzuordnen.

Der zweite Teil der Ergebnisauswertung folgt in einer Woche.

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