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| | |-+  Sobre errores en la medición de la precipitación
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Autor Tema: Sobre errores en la medición de la precipitación  (Leído 1274 veces)
Met.Txin
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Sobre errores en la medición de la precipitación
« en: 2 Febrero de 2010, 14:27:12 »

Leyendo la Guía de intrumentos meteorológicos y métodos de observación de la OMM, año 2008, he encontrado algo que puede interesar quizás a alguien y que alguna vez ha salido a debate, es sobre los errores en la medida de precipitación. El documento es muy extenso (el total de la guía son 680 páginas y está en inglés) y nada más que para la precipitación son 20, así que solo pongo algunas citas a modo de resumen de la parte que habla de los errores de medición (el copyright tampoco permite otra cosa que citar partes):

Citar
6.1.4.3   Documentation
The measurement of precipitation is particularly sensitive to gauge exposure, so metadata about the measurements must be recorded meticulously to compile a comprehensive station history, in order to be available for climate and other studies and quality assurance.

....

Changes in observational techniques for precipitation, mainly the use of a different type of precipitation gauge and a change of gauge site or installation height, can cause temporal inhomoge neities in precipitation time series (see Part III, Chapter 2). The use of differing types of gauges and site exposures causes spatial inhomogeneities. This is due to the systematic errors of precipitation measurement, mainly the wind-induced error. Since adjustment techniques based on statistics can remove the inhomogeneities relative to the measurements of surrounding gauges, the correction of precipitation measurements for the wind-induced error can eliminate the bias of measured values of any type of gauge.

....


The amount of precipitation measured by commonly used gauges may be less than the actual precipitation reaching the ground by up to 30 per cent or more. Systematic losses will vary by type of precipitation (snow, mixed snow and rain, and rain). The systematic error of solid precipitation measurements is commonly large and may be of an order of magnitude greater than that normally associated with liquid precipitation measurements.


The true amount of precipitation may be estimated by correcting for some or all of the various error terms listed below:


(a) Error due to systematic wind field deformation above the gauge orifice: typically 2 to 10 per cent for rain and 10 to 50 per cent for snow;
(b) Error due to the wetting loss on the internal walls of the collector;
(c) Error due to the wetting loss in the container when it is emptied: typically 2 to 15 per cent in summer and 1 to 8 per cent in winter, for (b) and (c) together;
(d) Error due to evaporation from the container (most important in hot climates): 0 to 4 per cent;
(e) Error due to blowing and drifting snow;
(f) Error due to the in- and out-splashing of water: 1 to 2 per cent;
(g) Random observational and instrumental errors, including incorrect gauge reading times.


                                                   
The first six error components are systematic and are listed in order of general importance. The net error due to blowing and drifting snow and to in-and out-splashing of water can be either negative or positive, while net systematic errors due to the wind field and other factors are negative. Since the errors listed as (e) and (f) above are generally difficult to quantify, the general model for adjusting the data from most gauges takes the following form:                                     
                                                   
  Pk = kPc = k (Pg +ΔP1 + ΔP2 + ΔP3)
   
                                                 
where Pk is the adjusted precipitation amount; k (see Figure 6.3) is the adjustment factor for the effects of wind field deformation; Pc is the amount of precipitation caught by the gauge collector; Pg is the measured amount of precipitation in the gauge; ΔP1 is the adjustment for the wetting loss on the internal walls of the collector; ΔP2 is the adjustment for wetting loss in the container after emptying; and ΔP 3 is the adjustment for evaporation from the container.
                                                                     



De la lista de errores el primero, (a), es el motivo principal del hilo.
Simplemente pongo el texto a modo informativo, para que quien quiera pueda hacerse una idea de lo que darían sus propios datos corregidos según la recomendación de la OMM.

Algunos comentarios:

1.- La precipitación es quizás el dato más difícil de ofrecer como dato "bueno" en cualquier estación. A las deficiencias propias de nuestros equipos automáticos, que no son pocas, se deben añadir dos fuentes de errores casi con seguridad más abultados, la mala ubicación del equipo y la exposición al viento sin una protección adecuada. Los dos muy difíciles de corregir y que en ocasiones no se sabe ni que existen o no se saben cuantificar bien.

2.- Los errores en nuestras estaciones pienso que pueden pasan de largo el -10% en muchos casos entre unas cosas y otras. Si os fijáis en las gráficas de k para precipitación líquida (no indican la función, solo la curva) el ratio de corrección 1.10/1.15 se daría en numerosas ocasiones como mínimo visto que está para 1 y 3 m/s, lástima que no indique la curva para velocidades mayores.

3.- No sería fácil aplicar una regla a todos los días de precipitación líquida tampoco, con régimen de chubascos las comparaciones son más difíciles y probablemente, y como indica el gráfico, las diferencias son menores al aumentar la intensidad (eje X) supongo que por el tamaño de las gotas.

4.- Si la precipitación es en forma de nieve el dato se puede calificar como dudoso cuando menos. En la guía de la OMM hablan de un mínimo de 200 cm2 como superficie aceptable de recogida en caso de nieve, y de hasta 500 cm2 para mejorar la fiabilidad, y unas pérdidas de entre el 10% y el 50%. La superficie de recogida en este caso es determinante.

5.- Entre las recomendaciones del documento para el diseño de los pluviómetros está la de la pendiente y paredes del equipo, la perpendicular sobre la pendiente del embudo debe cortar las paredes interiores (supongo que más que nada por el tema de salpicaduras y para que no vuelen las gotas que ya han entrado). Quizás en la Davis la cumpla, aunque no le sobre (lo mediré algún día), pero en otras como las Lacrosse ni se acercan. Mi experiencia con éstas últimas me dice que en el tejado, con viento, perdía sin despeinarse un 30% de precipitación con el embudo de origen. Las dos curvas del ratio de corrección k son de dos pluviómetros profesionales (manual y balancín) y sin embargo tienen bastantes diferencias, ¡me gustaría saber la curva de nuestras estaciones!.

6.- Parece quizás descabellado, pero si el error por turbulencias supera muchas veces el 10%/15% deberían plantearse los fabricantes de estaciones dar la opción de calibrar la precipitación en función del viento y de la intensidad de la lluvia, del mismo modo que se calibran físicamente los balanceos o se hace la corrección por temperatura en un barómetro. El error que se cometiese sería siempre menor, me parece de cabezas cuadradas no hacerlo, aunque siempre quede la opción de añadirle una corrección al dato en bruto posteriormente como proponen en el primer párrafo que cito del documento. El primer efecto perverso que se me ocurre es que los habrá que, a falta de corrección mejor, regulen los balancines erróneamente con lo que jamás llegarán a acercarse al dato verdadero y se vuelvan locos.

Bueno, no os aburro más. Esto era sobre la precipitación, ahora le atacaré a otras secciones de la guía pero prometo no dar la tabarra más.  Wink

pd: adjunto gráfico de ratio corrección k


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Re: Sobre errores en la medición de la precipitación
« Respuesta #1 en: 2 Febrero de 2010, 14:36:59 »

De estos más, Iñaki. No das la tabarra en absoluto. Lo que ocurre es que estos estudios y conclusiones dan por hecho que la instalación debe ser oficial en cuanto a cotas, medidas, alturas, etc... Y eso en Meteoclimatic es muy complicado de conseguir (imposible, vamos...).

Pero está muy bien porque así es probable que las dudas de muchos se puedan aclarar, o quizá se enturbien más?    Grin

En serio, como buen profesional que eres siempre me gustarán tus ganas por rizar el rizo y ser lo más exacto posible. Debatiendo seguro que podremos cuando menos afinar un pelín más nuestras estaciones y hacerlo con conocimiento de causa.

Gracias.  Smiley
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Met.Txin
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Re: Sobre errores en la medición de la precipitación
« Respuesta #2 en: 2 Febrero de 2010, 14:45:30 »

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Lo que ocurre es que estos estudios y conclusiones dan por hecho que la instalación debe ser oficial en cuanto a cotas, medidas, alturas, etc... Y eso en Meteoclimatic es muy complicado de conseguir (imposible, vamos...).

Eso lo sé perfectamente, por eso digo que lo pongo a título informativo, nada más. De todas formas creo que incluso las estaciones oficiales tendrían problemas al pasar un examen de calidad  Roll Eyes

Saludos!
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