Porovnání srážkoměrů
Měření srážek není úplně jednoduchý proces. Klimatologové se přesnosti a spolehlivosti měření věnují u nás už desítky let. Před automatizací jsme zkoušeli různé ochrany srážkoměrů před větrem a po automatizaci zase spekulujeme, který systém detekce je nejvhodnější do našich podmínek. Před pár dny nám vyšel článek, kde jsme srovnali 19 let souběžného měření klasickým srážkoměrem METRA a novými automatickými srážkoměry v Brně a v Ostravě. Článek je možné si přečíst v originále nebo níže stručné české shrnutí, které připravil Adam Valík (ČHMÚ), hlavní autor.
Precipitation measurements by manual and automatic rain gauges and their influence on homogeneity of long-term precipitation series
Úvod
Od 90. let 20. století probíhá v ČHMÚ proces modernizace meteorologických měření, v rámci které jsou tradiční manuální přístroje nahrazovány automatickými. Protože tyto přístroje se často liší jak po konstrukční stránce tak i principem měření, získaly na důležitosti analýzy srovnávající souběžná měření oběma typy přístrojů s cílem odhalit velikosti těchto rozdílů a jejich potenciální vliv na homogenitu dlouhých časových řad. Tato studie srovnávala měření srážkových úhrnů na stanicích Brno, Žabovřesky a Ostrava, Poruba, kde byl tradiční manuální srážkoměr METRA 886 postupně nahrazen automatickými člunkovými přístroji MR3H a poté jeho novější variantou MR3H-FC. Na denních srážkových datech z obou stanic a obou typů přístrojů bylo provedeno několik statistických analýz, kdy největší pozornost byla věnována zejména rozdílům mezi manuálním a automatickým přístrojem. Zatímco pro Ostravu je k dispozici veliké množství souběžných měření oběma typy zmíněnými automatickými srážkoměry, v Brně byla novější verze MR3H-FC nainstalována teprve nedávno, proto byla studována pouze souběžná měření METRA a MR3H.
Hlavní výsledky
Z analýz relativních frekvencí diferencí denních srážkových úhrnů naměřených pomocí manuálního přístroje METRA a příslušného automatického srážkoměru (obr. 1) je zřejmý vysoký počet případů v rozsahu hodnot -0,1 až 0,1 mm (od 50 do 60 % případů), čili velice malých rozdílů. Častěji byly zaznamenány kladné diference, což poukazuje na nadhodnocování měření manuálním srážkoměrem v porovnání s automatem. Ten je však díky odlišné konstrukci schopen detekovat i velice nízké srážky (do 0,1 mm). Naopak v případě intenzivnějších srážek byl manuální přístroj schopen zaznamenat vyšší hodnoty než automat, u kterého se v případě silných přeháněk projevuje vliv několika konstrukčních nedostatků, nicméně jednalo se o jednotky případů.
Po kontrole úplnosti a případných opravách podezřelých dat byly vytvořeny pro každou stanice dvojice homogenizovaných řad (Obr 2.). První z nich vznikla složením měření manuálního srážkoměru s automatickými tak, jak byly po sobě na stanicích používány. Druhá časová řada byla vytvořena pouze z měření manuálního srážkoměru METRA. Ze srovnání je zřejmé, že řady příslušných dvojic jsou téměř totožné s několika výkyvy, kdy řada kombinovaných měření dosahuje menších hodnot než z manuálu (v některých případech až o 10 % ročního průměru).
Obr. 1 Relativní frekvence (%) diferencí denních srážkových úhrnů naměřených souběžně manuálním srážkoměrem METRA 886 a automatickým srážkoměrem na stanicích Brno, Žabovřesky (BZAB: diference METRA-MR3H) a Ostrava, Poruba (PORU1: METRA-MR3H, PORU2: METRA-MR3H-FC) v období 1. 1. 2000 až 31. 12. 2019
Obr. 2 Roční srážkové úhrny na stanicích Brno, Žabovřesky (období 1980-2019)a Ostrava, Poruba (1968-2019) prezentované dvěma typy homogenizovaných časových řad (Series I: kombinace měření METRA a automatických srážkoměrů, Series II: měření pouze z manuálního srážkoměru)