"Verfahren zur Plausibilisierung meteorologischer Messdaten ...
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<strong>Verfahren</strong> <strong>zur</strong> <strong>Plausibilisierung</strong><br />
<strong>meteorologischer</strong> <strong>Messdaten</strong><br />
Thomas Einfalt<br />
hydro & meteo GmbH & Co. KG, Lübeck
� Hintergrund<br />
� Prüfmethodik<br />
Übersicht<br />
� Beispiele für Messfehler<br />
� Realisierung in NIKLAS<br />
� Zusammenfassung
Hintergrund<br />
� Qualitätskontrolle von <strong>Messdaten</strong> ist notwendig<br />
� Strategie<br />
� Entfernen von fehlerhaften Daten<br />
� Kennzeichnung von Werten mit geringer Qualität<br />
Meteorologische Messgrößen<br />
� Meteorologische Messgrößen<br />
� Niederschlag<br />
� Temperatur<br />
� Taupunktstemperatur<br />
� Relative Feuchte<br />
� Globalstrahlung<br />
� Sonnenscheindauer<br />
� Windgeschwindigkeit<br />
� Luftdruck
Hintergrund<br />
� Transnational Internet Map Information System on Flooding<br />
flood hazard maps<br />
improvement of forecast for the river Mosel<br />
warning system for small catchments<br />
6.86 million €<br />
50% funded by the INTERREG IIIB NWE programme<br />
7 partners<br />
from Luxembourg (lead), France and Germany<br />
2004 to 2008
Forecast and Warning<br />
Hazard Maps<br />
� Grenzgebiete von<br />
Luxemburg,<br />
Deutschland und<br />
Frankreich<br />
� Gefahren- und<br />
Risikokarten<br />
etwa 22'500 km 2<br />
(>90 Flüsse, >3000<br />
km Länge)<br />
� Risikokarten<br />
für Pilotgebiete<br />
(z.B. Stadt Wittlich)<br />
� Vorhersage und<br />
Warnung<br />
etwa 55'000 km 2<br />
Hintergrund
Prüf-Methodik (1)<br />
� Tests auf einer Zeitreihe<br />
� Grenzwertprüfung (Einzelwerte bzw. Summen)<br />
� Variabilität (zeitl.)<br />
� Konstante Werte<br />
� Räumliche Konsistenz<br />
� Vergleich Mittel bzw. Summen (Niederschlag)<br />
� Trockenzeiten (nur Niederschlag)<br />
� Innere Konsistenz<br />
� Parameter (Niederschlag/Sonnenscheindauer)<br />
� Messsysteme (Niederschlag: Boden/Radar)
� Zusatzinformationen<br />
� Stammdaten: Stationen<br />
� Datensätze:<br />
• GWL<br />
• Radar<br />
�� LUT<br />
Prüf-Methodik (2)<br />
� Prüfung erfolgt wenn:<br />
� Zusatzinformationen vollständig sind<br />
� Datenwert gültig ist<br />
� Ergebnis der Prüfung:<br />
OK | Warnung | Fehler
� Datenlücken<br />
Beispiele<br />
8
Messfehler<br />
Verstopfung (Wippe)<br />
�� Vergleich mit<br />
Radardaten (rot)<br />
� unplausibler Verlauf<br />
der Messung (blau)<br />
9
Messfehler<br />
Verstopfung<br />
�� Geräteprüfung<br />
10
� Konstante Intensitäten<br />
Beispiele<br />
11
Beispiele<br />
� Werte oberhalb festgelegter Grenzen<br />
12
Beispiele<br />
Automatische Regenschreiberprüfung<br />
Prüfung der Station E00<br />
13
� Unplausible Nullwerte<br />
14 mm<br />
10 mm<br />
Beispiele<br />
15 mm<br />
= 0 mm<br />
12 mm<br />
11 mm<br />
14
Beispiele<br />
Quervergleich zu Radarmessungen<br />
15
Beispiele<br />
� Lufttemperatur: Unplausibler Ausreißer
Beispiele<br />
� Plausibel erscheinende Werte der rel. Luftfeuchte unter 15%
Hintergrund<br />
� LUWG Rheinland-Pfalz<br />
� NIederschlags- und KLimadaten-Analyse-<br />
System (NIKLAS)<br />
� Stand-Alone-Lösung<br />
� Einsatz: Hochwasserwarnsystem Mosel<br />
� Seit 2009<br />
� Derzeit nicht kompatibel mit AquaZIS
� Auswahl ...<br />
Klimastationsdatenqualität<br />
V Parameter � Prüfungen
NIKLAS – Ausgaben<br />
detaillierte Prüfinformationnen<br />
� Räumliche Tests<br />
� Niederschlag: Prüfung auf Nullwerte<br />
.
NIKLAS – Ausgaben (LOG-Datei)<br />
.
Plausibilitätsprüfung<br />
Januar 1506<br />
Basisdaten
Plausibilitätsprüfung<br />
rekonstruiert 16.Jh.<br />
Auch plausible Daten ...<br />
Arm gefunden 1904<br />
... sind nicht die Wahrheit!
Zusammenfassung<br />
� Methodik für die automatische Plausibilitätsprüfung<br />
existiert<br />
� Schärfe der Tests ist konfigurierbar<br />
� NIKLAS ist eine Umsetzung für die Prüfung von<br />
Zeitreihen<br />
Auswahl der <strong>Verfahren</strong> und Parametersätze für die<br />
� Auswahl der <strong>Verfahren</strong> und Parametersätze für die<br />
Standardeinstellungen wurden abgeleitet aus<br />
� Eigenentwicklungen (VOLTAIRE)<br />
� Verfügbare Literaturquellen (DWD, LUWG, Bayr. LA<br />
f. Bodenkultur und Pflanzenschutz, …)<br />
� Auswertung von Zeitreihen Datenreihen aus 3 Jahren<br />
� Weitere Erfahrungen aus ExUS mit über 500 Stationen<br />
von 1950 bis 2008
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