Amateurweerstations

Als u de neerslagdata van de professionele radar- en grondneerslagmeters aanvult met neerslagdata van amateurweerstations, krijgt u relatief eenvoudig en goedkoop een veel dichter meetnet met informatie over de ruimtelijke verdeling van neerslag. De groep weeramateurs met een weerstation in de tuin groeit snel. De stations zijn aangesloten op online weerplatforms die de verzamelde meetdata vrij beschikbaar stellen. De infrastructuur is dus al aanwezig om grote aantallen neerslagmetingen te crowdsourcen van deze platforms. Online platforms Er zijn verschillende online platforms waarmee weeramateurs hun weerstations kunnen verbinden (zie figuur A). Bekende voorbeelden zijn WOW-NL, Wundermap en Netatmo Weathermap. De platforms geven de meest actuele waarnemingen van verschillende weervariabelen weer met symbolen. In Nederland heeft Netatmo Weathermap de meeste gebruikers, ook zijn alle verbonden stations van hetzelfde type (kantelbakneerslagmeter). Figuur A Weerkaarten van de platforms WOW-NL, Wundermap en Netatmo Weathermap (Bron: Lotte de Vos1) Vergroot afbeelding Installatie en werking De eigenaar kan de Netatmo-neerslagmeter (zie figuur B) zelf installeren. Voor een correcte werking moet dit wel conform de opstellingseisen van het World Meteorological Organization (WMO) gebeuren. Figuur B Opstelling neerslagmeter in tuin (Bron: Harry van Luijtelaar) Vergroot afbeelding Bij de Netatmo-neerslagmeter wordt het aantal kantelingen van het kantelbakje circa elke 5 minuten draadloos doorgegeven aan een binnenmodule. Het wifinetwerk van de eigenaar verzendt de informatie naar het Netatmo-platform. De exacte tijdstippen waarop de stations de data naar het platform verzenden, zijn niet gesynchroniseerd en kunnen daarom afwijken. De meetreeks bevat dan ook onregelmatige tijdsintervallen. De eigenaar kan de metingen volgen op zijn smartphone of op het online dashboard van de website. De gegevens zijn ook te downloaden. Let op! Een amateurweerstation is niet standaard uitgerust met een neerslagmeter, dus niet elke weeramateur meet neerslag. Het kost ongeveer € 65 om een neerslagmeter aan een weerstation te koppelen, het weerstation zelf kost circa € 130. Bij de installatie kan de eigenaar de neerslagmeter zelf kalibreren door een vaste hoeveelheid water door het kantelbakje te gieten en vervolgens het volume in te stellen. Dan kan het kantelbakje een andere waarde hebben dan de standaard ingestelde nominale waarde. Onderhoud De eigenaar moet de neerslagmeter regelmatig schoonmaken. Niet alleen de buitenkant (vogelpoep, bladeren), maar ook de binnenkant van het mechanisme. Inwendige aanslag kan namelijk de effectieve inhoud van het kantebakje verminderen. Ook moet de eigenaar regelmatig controleren of de meter nog waterpas staat. Als de meter niet recht staat, kan het bakje niet goed kantelen en dat beïnvloedt de nauwkeurigheid van de waarnemingen. De meter werkt op twee AAA-batterijen die lange tijd meegaan. Afwijkingen in nauwkeurigheid Hoewel de directe metingen van neerslagmeters relatief nauwkeurig zijn, kunnen neerslagdata van amateurweerstations op de online platforms afwijkingen bevatten1: Als het kantelbakje beschut staat of foutief is ingesteld, kan de meter de gevallen neerslag systematisch onder- of overschatten. Als het kantelmechanisme blokkeert of gebrekkig functioneert, kunnen foutieve registraties voorkomen (bijvoorbeeld langdurige perioden van nulmetingen). Regelmatig onderhoud kan dit helpen voorkomen. Ook als het niet regent, kan de meter bewegen waardoor het bakje kantelt, bijvoorbeeld tijdens het schoonmaken. Ook kan de meter smeltwater van opgevangen sneeuw of hagel registreren als een neerslagpiek. Deze 'outliers' kunnen tot grote fouten leiden. Het kan gebeuren dat de gemeten neerslagdynamiek niet overeenkomt met de verwachting op de meetlocatie. Bijvoorbeeld als de locatie van de meter is gewijzigd of wanneer de meter dagsommen registreert in plaats van de neerslaghoeveelheid per 5 minuten. Automatische kwaliteitscontrole Vanwege de mogelijke afwijkingen moet u de kwaliteit van de amateurneerslagdata controleren voordat u ze voor beheerdoeleinden gebruikt. Hiervoor is een geautomatiseerde methode ontwikkeld1. De methode herkent de typische fouten die voorkomen in neerslagmetingen van amateurweerstations, is in real time toepasbaar en gebruikt geen aanvullende databronnen. De methode gaat uit van het gegeven dat de ruimtelijke dichtheid van de weerstations hoog is. Afwijkende waarnemingen worden geïdentificeerd door deze te vergelijken met waarnemingen van omringende stations. Hierbij is de aanname dat de omringende stations een vergelijkbare dynamiek zouden moeten vertonen. Met algoritmes wordt bepaald of een waarneming als foutief wordt geclassificeerd. De methode is in de praktijk getest. Mogelijkheden en aandachtspunten Door parameters van de kwaliteitscontrole aan te passen, kunt u instellen tot welke afstand omringende stations in de controle worden meegenomen. Zo kunt u de methode ook gebruiken voor minder dichte meetnetten of netwerken van andere typen weerstations. U kunt bij de controle ook kiezen voor een algehele correctiefactor voor het neerslagnetwerk. De correctiefactor bepaalt u door een van de waarnemingen te vergelijken en analyseren met een betrouwbare neerslagdatabron (bijvoorbeeld de KNMI-neerslagmeters of de gekalibreerde KNMI-radargegevens). Sommige dataplatforms ronden de metingen af en/of aggregeren ze naar grotere tijdsintervallen. Ook kunnen verstorende internetverbindingen gaten in de datasets veroorzaken. Gebruik daarom bij voorkeur de meest ruwe meetdata. In de praktijk worden de data op de diverse platforms eigendom van de bedrijven die de platforms beheren. U hebt dus toegang (account) tot de data nodig om ze te kunnen gebruiken in het stedelijk waterbeheer. De methode voor automatische kwaliteitscontrole van amateurneerslagmetingen is openbaar beschikbaar. De programmacode en gedetailleerde documentatie vindt u op www.github.com/LottedeVos/PWSQC. 1 De Vos, L.W., Leijnse, H., Overeem, A., Uijlenhoet, R. (2020). Amateurweerstations voor operationele hoge resolutie regenkaarten. Stromingen: vakblad voor hydrologen, 26(1), 73-80.