KNMI meetveld in De Bilt
©KNMI/Tineke Dijkstra
Achtergrond

Valideren, standaardiseren en homogeniseren van waarnemingen

Op weerstations in het hele land en op zee worden continu metingen verricht met verschillende waarneemsystemen. Deze waarnemingen worden dagelijks gevalideerd en incidenteel gestandaardiseerd en gehomogeniseerd.

Voor het doen van waarnemingen volgt het KNMI, net als andere nationale meteorologische instituten in de wereld, de richtlijnen van de Wereld Meteorologische Organisatie (WMO). Dit zorgt voor uniformiteit, kwaliteit en uitwisselbaarheid van de waarnemingen. De waarnemingen worden  onder andere gebruikt voor het uitgeven van waarschuwingen en zijn essentieel voor weersverwachtingsmodellen en klimaatonderzoek. Systemen en instrumenten worden met zorg en binnen vastgestelde eisen geselecteerd en regelmatig vergeleken met een standaard (kalibratie). De meetlocaties worden tenminste één keer per jaar gecontroleerd. Ondanks deze voorzorgen is het onvermijdelijk dat waarnemingen soms aangepast moeten worden. Het KNMI doet dat door dagelijkse validatie en incidentele standaardisatie en homogenisatie. Hieronder staan hiervan een aantal voorbeelden.

Validatie

Validatie vindt plaats direct na de waarnemingen. Daarbij wordt – deels automatisch en deels handmatig – gekeken of de waarnemingen logisch verklaarbaar zijn. Dat kan bijvoorbeeld door te kijken naar onderlinge samenhang van de waarnemingen en door vergelijking met omringende stations en met historische waarnemingen. Ontbrekende waarnemingen worden aangevuld en onjuiste waarnemingen worden aangepast met een zo goed mogelijk passend alternatief. Dat laatste was bijvoorbeeld het geval met de hoge luchttemperatuur van 42,9 °C op Vliegbasis Deelen op 25 juli 2019.  Het resultaat van de dagelijkse validatie is een volledig dekkende dataset met waarnemingen van hoge kwaliteit.

Soms wordt pas veel later duidelijk dat er iets mis is met de waarnemingen, bijvoorbeeld door een defect dat zich geleidelijk manifesteert. Dat was het geval met de defecte handregenmeters. Hierdoor hebben circa 20 procent van de 320 handregenmeters in Nederland in de periode 2012-2017 teveel neerslag gemeten. Alle handregenmeters zijn gerepareerd. Het aanpassen van deze waarnemingen in de periode 2012 – 2017 is het resultaat van een validatie achteraf.  

Standaardisatie

Veranderingen in berekeningsmethodiek of een verandering in de manier van ijken maken het soms nodig om daar achteraf voor te corrigeren. Dat is het geval als continuïteit van de metingen van belang is (bijvoorbeeld bij studies naar klimaatverandering). Een voorbeeld daarvan is de manier waarop de dagelijkse minimum (Tn) en maximumtemperatuur (Tx) berekend wordt. Tegenwoordig hebben het dagelijkse minimum en de maximumtemperatuur betrekking op de interval 0-0 UTC. Vroeger was dat 8-8 UTC en later 19-19 UTC. Voor trendonderzoek is het gewenst dat over de hele lengte van de reeks het dagelijkse minimum en de maximumtemperatuur op dezelfde interval betrekking hebben. Voor Nederland zijn daarom voor de vijf hoofdstations deze temperaturen met terugwerkende kracht voor het 0-0 UTC interval uitgerekend.

Homogenisatie

Verplaatsingen van stations, overgang naar andere –betere – sensoren of een andere manier van waarnemen leiden meestal tot een breuk met het verleden. Een klimaatreeks kan daardoor inhomogeen worden. Dat betekent dat de variaties in de reeks deels veroorzaakt worden door kunstmatige verandering en niet alleen door de variaties in weer en klimaat, en die twee wil je kunnen onderscheiden bij het kwantificeren van klimaatverandering. 

Voor trendstudies worden de reeksen soms gehomogeniseerd. Dat wil zeggen dat kunstmatige breuken of trends eruit gehaald worden. Meestal worden de oudere waarnemingen aangepast naar de nieuwe. Dat wil niet zeggen dat de oude waarnemingen onjuist zijn, maar ze zijn niet goed vergelijkbaar met de huidige. Naast de waargenomen reeks ontstaat dan de gehomogeniseerde reeks. Afhankelijk van de toepassing kun je de een of de andere gebruiken. Voorbeelden van gehomogeniseerde data zijn de dagelijkse temperatuurmetingen van de vijf hoofdstations en de homogenisatie van neerslagmetingen van het vrijwilligersnetwerk.  

Samenvattend

Waarnemingen worden dagelijks gevalideerd en incidenteel gestandaardiseerd en gehomogeniseerd. De voornaamste doelen hiervan zijn het verbeteren van de kwaliteit van de waarnemingen en het garanderen van de continuïteit met het verleden. Op het KNMI vindt validatie plaats op dagelijkse basis. Standaardisatie en homogenisatie wordt incidenteel gedaan op basis van onderzoek. In het geval van veranderingen in de meetinfrastructuur verricht het KNMI parallelmetingen, waarin de oude en de nieuwe situatie vergeleken worden. Dat biedt een goede basis voor standaardisatie en homogenisatie. In alle gevallen worden zowel de oorspronkelijk als de aangepaste waarnemingen bewaard. Ook wordt er gerapporteerd over de aanpassing in een openbaar technisch rapport of op andere wijze. Nieuwe inzichten kunnen dan – zo nodig – leiden tot een nieuwe versie van de aangepaste waarnemingen.     

Niet gevonden wat u zocht? Zoek meer achtergrond artikelen