👷‍♂️ Entwicklertagebuch: NEXUS-Habitat in Aktion – Erste Ergebnisse

NEXUS-Habitat in Aktion – Der „Thermal Crossover“ am Schilfteich

In den letzten Posting ging es um "mein" Whitepaper der "akustischen Blasen".

Ich möchte euch nun kurz mitnehmen, wie und welche Daten ich mit dem NEXUS und dessen "Ausbau-Stufen" messen und analysieren kann.

Am 26. Juni 2026 war es so weit: Mein NEXUS-Habitat (das Prototyping-Modell für das spätere NEXUS-Aqua) absolvierte eine nächtliche Parallel-Messung am Schilfteich (21:45 bis 00:00 Uhr MESZ).

Die Ergebnisse zeigen eindrucksvoll, warum vereinfachte Wetterdaten aus dem Internet für ökologische Analysen völlig unzureichend sind.

Die Fakten aus dem Messprotokoll (26.06.2026)

Schaut man sich die Daten des Thermoprofils an, stechen drei Phänomene ins Auge:

1. Der Peak und der thermische Vorsprung

Gegen 22:07 Uhr erreichte die Lufttemperatur ihren Spitzenwert von 31,3 °C. Zu diesem Zeitpunkt lag das Wasser bei etwa 30,5 °C (−0,8 °C Abweichung) und das Substrat (Sediment/Boden) bei kühlen 27,2 °C (−4,1 °C Abweichung).

2. Der „Thermal Crossover“ um 23:00 Uhr

Das ist der spannendste Moment des Abends: Während die Luft nach Sonnenuntergang rasch abkühlt, hält das Wasser seine Energie extrem träge. Um Punkt 23:00 Uhr schneiden sich die rote (Luft) und die blaue Kurve (Wasser) bei etwa 29,9 °C.

Ab diesem Zeitpunkt kehrt sich das System um: Das Wasser ist nun wärmer als die Umgebungsluft! Es wirkt wie eine eingebaute Heizung für die bodennahe Luftschicht. Während die Luft bis Mitternacht auf unter 29,0 °C fällt, bleibt das Wasser bei stabilen 29,6 °C.

3. Substrat als Fels in der Brandung

Die orange Linie (Substrattemperatur) zeigt eine erstaunliche Linearität: Sie sinkt über den gesamten Messzeitraum von 2,25 Stunden extrem langsam von 27,3 °C auf 26,5 °C ab. Das Sediment ist ein gigantischer thermischer Puffer, der den benthischen Organismen (wie Insektenlarven) eine verlässliche, fast schwankungsfreie Umwelt bietet.

Luftfeuchtigkeit & Bioakustik: Die perfekte Falle für Insekten

Blickt man auf die verknüpfte Luftfeuchtigkeitskurve (grüne Strich-Punkt-Linie), sieht man die direkte Reaktion auf die Abkühlung der Luft: Mit sinkender Lufttemperatur klettert die relative Luftfeuchte von initial ~60 % in Wellen auf bis zu 67 % um Mitternacht.

Genau dieser Bereich – höhere Feuchtigkeit und warmes Wasser von unten – bildet das mikroklimatische Fenster, in dem Zuckmücken und andere aquatische Insekten schlüpfen und aktiv fliegen. Für Fledermäuse wie den Großen Abendsegler (Nyctalus noctula) oder die Wasserfledermaus (Myotis daubentonii) wird das Gewässer ab 23:00 Uhr zum gedeckten Tisch.

Fazit

Das NEXUS-Habitat zeigt, dass wir Habitate auf der Mikroskala verstehen müssen. Eine einfache Wetterstation im Garten hätte nur den Temperatursturz der Luft registriert – aber nicht die Tatsache, dass der Teich ab 23:00 Uhr ein eigener Wärmestrahler wird.

Der Prototyp hat seine Feuertaufe bestanden. Als Nächstes wird die parallele bioakustische Auswertung mit TeensyBat & BatDetect2 über diese thermischen Zeitfenster gelegt!

NEXUS & TeensyBat – Das Bioakustik-Protokoll am Schilfteich (26.06.2026)

Nachdem wir uns im letzten Beitrag die thermische Dynamik des Wassers („Thermal Crossover“) angeschaut haben, folgt hier das Herzstück meines Aufbaus: Die direkte Kopplung von Mikroklima und Bioakustik.

Am 26. Juni 2026 hat das Setup aus NEXUS-Basis, NEXUS-Habitat und dem TeensyBat an den Fischteichen (Schilfteich) eine Datenmenge geliefert, die selbst mich überrascht hat: 28.583 analysierte Fledermausrufe in knapp zweieinhalb Stunden!

Abb.1

Abb.2

Abb.3

1. Das Forschungs-Dashboard: Jagdfeuerwerk vor dem Temperatursturz

Das Dashboard (Abb. 1) zeigt die zeitliche Korrelation zwischen BME680-Wetterdaten und der Rufaktivität pro Minute:

• Der Aktivitäts-Hotspot (22:15 bis 22:50 Uhr): In diesem Zeitfenster schossen die Rufzahlen regelrecht durch die Decke (mehrfach über 800 Rufe pro Minute!). Die Lufttemperatur lag zu diesem Zeitpunkt noch bei sommerlichen 30,5 bis 31,2 °C.

• Der Wind-Faktor: Ein Blick auf das Sensormodul SEN-15901 (Abb. 3) verrät, warum es ab 22:15 Uhr so extrem losging: Kurz nach 22:00 Uhr gab es mehrere "Aufstell-Peaks" - Erschütterungen bei Aufstellen. Punkt 22:15 Uhr maß das Anemometer eine Wind von 0 m/s . Absolute Windstille über der Wasseroberfläche – die perfekten Flugbedingungen für Insekten und Fledermäuse.

• Dominante Art: Pipistrellus pipistrellus (Zwergfledermaus) machte allein 43,7 % der Gesamtsumme aus.

2. Die Thermoklassen-Analyse: Wer jagt bei welcher Temperatur?

Über die Python-Auswertung der BatDetect2-Ergebnisse und der NEXUS-Zeitreihen konnten die Rufe exakt den gemessenen Temperaturen zugeordnet werden (Abb. 2):

• Der „Süßpunkt“ bei 30 bis 31 °C: Das Histogramm zeigt ganz deutlich, dass der absolut überwiegende Teil aller Rufe (über 10.000 Rufe allein in der 30–31 °C Klasse) in diesem engen Temperaturfenster stattfand.

• Boxplot-Erkenntnisse:

  • Zwergfledermäuse (Pipistrellus pipistrellus) zeigten eine sehr enge Streuung und nutzten primär das warme Zeitfenster zwischen 30,3 und 30,8 °C.

  • Große Abendsegler (Nyctalus noctula) bewiesen hingegen thermische Flexibilität: Ihre Aktivität erstreckte sich von den kühleren 28,9 °C bis hinauf zu den heißen 31,2 °C.

Fazit & Ausblick

Wenn man die Wetter-Übersicht (Abb. 3) mit den gelben Aktivitäts-Säulen über den Taupunkt-, VOC-, Luftdruck- und Windkurven betrachtet, sieht man die Stärke des NEXUS-Projekts: Ökologische Phänomene werden greifbar und mathematisch belegbar.

Ein Fledermausruf ist nicht einfach nur ein Ton in der Nacht. Er ist eine direkte Antwort des Tieres auf Temperatur, Luftfeuchte, Windstille und das Insektenvorkommen über dem Gewässer.

Die Validierung läuft weiter – aber diese Messnacht am Schilfteich war definitiv ein Meilenstein!

Die Topdon TS004 Thermalkamera ist "ready for action" am Schilfteich in Paderborn.

Mein TeensyBat "special edition" ist ebenfalls bereit, Fledermausrufe aufzuzeichnen. "Special Edition" deshalb, da das Gehäuse wegen einer Falschlieferung modifiziert werden musste und ich nun Rufe in einer 180° Sphäre aufnehmen kann.

Hier die Neu-Entwicklung: Der NEXUS-Habitat im Einsatz. Der kleine schwarze Schwimmer oben links, leicht aus der Bildmitte ist der Wasser-Sensor, der Substrat-Sensor ist leider nicht zu erkennen. Als MCU dient hier ein Seeed XIAO ESP32S3 sense, ein AIR530 und 2x Dallas Semiconductor DS18B20

Der NEXUS-Basis im Einsatz. Linke Seite die Wetterstation SEN-15901 und auf der rechten Seite des Querbalken ruht meine "Tupper-Dose" mit dem Seeed XIAO ESP32S3 sense, BME680 und AIR530

Wir hatten am 26.06.2026 einen zu 95,9% Vollmond. Aber leider kam der Mond nicht ansatzweise so hoch, als dass ich eine Lunar Phobie nachweisen konnte.