Handboek waarnemen -  Meetstations
 
De waarnemingen vinden in het algemeen plaats op of aan het aardoppervlak c.q. zeeoppervlak. Een aantal weervariabelen (temperatuur, relatieve vochtigheid, wind, druk, e.a.) wordt ook op grotere hoogten gemeten:

1 - met behulp van ballon oplatingen en radiosonde (tot meer dan 15 km hoogte)
2 - op diverse niveaus aan de meetmast van Cabauw (tot 200 m hoogte).

Meteorologische waarnemingen vinden in principe continu plaats, waarbij de waarneemfrequentie kan variëren van een fractie van een seconde tot periodes van 24 uur. Waarnemingen geschieden met behulp van instrumenten, handmatig, visueel of auditief. Bij een aantal weervariabelen wordt
een waarde niet rechtstreeks vastgesteld, maar afgeleid uit andere, wel rechtstreeks waargenomen c.q. gemeten variabelen.
Voorbeelden zijn verdamping(berekend uit temperatuur en globale zonnestraling), dauwpuntstemperatuur (berekend uit temperatuur en relatieve vochtigheid), zonneschijnduur (berekend uit globale kortgolvige straling).

Belangrijke weersinformatie wordt verkregen door middel van remotesensing technieken (bijv. radarsystemen ten behoeve van detectie buien), satellietwaarnemingen, waarnemingen vanaf schepen ca 200 schepen onder nederlandse vlag, metingen op zeeboeien en waarnemingen vanaf vliegtuigen.

Het knmi verricht waarnemingen waaruit de waarden c.q. codes met betrekking tot de volgende weervariabelen kunnen worden vastgesteld:
 
- Temperatuur( diverse hoogtes boven aard- of zeeoppervlak)
- Atmosferische druk of luchtdruk
- Vochtigheid of relatieve vochtigheid, dauwpuntstemperatuur
- Windsnelheid en -richting
- Neerslag (hoeveelheid en duur), sneeuwdek
- Zonnestraling(kortgolvig, UV-a, UV-b, zonneschijnduur)
- Horizontaal zicht
- Verdamping
- Bodemvocht, bodemtemperatuur (diverse dieptes)
  - Bovenlucht druk, temperatuur, vochtigheid
- Bovenlucht wind
- Weersgesteldheid (present weather, past weather)
- Wolken (typen, soorten, hoogte) en bedekkingsgraad
- Ozon
- Samenstelling atmosfeer
- Zeewatertemperatuur
- Zeegolven en deining (hoogte, richting, periode)
- Bliksem
 
 Soort waarneemstation
 
Het waarneemnet van het knmi (Nederland, Noordzee) omvat de volgende typen meteorologische stations:

A - Bemand weerstation: visuele en instrumentele waarnemingen;
B - Automatisch weerstation (aws): uitsluitend instrumentele waarnemigen;
C - Windpaal: instrumentele waarnemingen van uitsluitend windrichting en snelheid;
D - Meetmast Cabauw: instrumentele waarnemingen op diverse hoogtes tot 200 m.
E - Neerslagstations: (handmatige) waarnemingen neerslaghoeveelheid en sneeuwdek;
F - Bliksemdetectiemasten: waarnemingen van onweersontladingen.

Kenmerkend voor een meteorologisch station is, dat aldaar de betrokken variabelen met regelmaat worden gemeten c.q. waargenomen ten einde
een (real time) beeld te krijgen van de actuele weersituatie in deze regio. De waarneemgegevens van een weerstation worden op het knmi in
De Bilt ingezameld, gevalideerd (op basis van vastgelegde, objectieve procedures) en systematisch gearchiveerd met het oog op latere analyses
van specifieke gebeurtenissen en voor klimatologische doeleinden. Tevens wordt een selectie van de gegevens gebruikt voor analyse en verificatie
van operationele weermodellen.

Het knmi net omvat nog een aantal stations alwaar ook (continu) metingen van weervariabelen plaatsvinden doch uitsluitend ten behoeve van specifiek lokale doeleinden:

- automatische weerstations op vliegvelden ten behoeve van metingen zicht, wolkenhoogte, wind, temperatuur, vochtigheid, druk, e.d.;
- automatische weerstations op een aantal kilometers afstand van luchthaven Schiphol , de zogeheten mistpoststations, ten behoeve van metingen
  van zicht, windsnelheid en  -richting, temperatuur en relatieve vochtigheid
 
Condities met betrekking tot de inrichting van het meetterrein van een weerstation
 
De volgende condities met betrekking tot de inrichting van het meetterrein van een weerstation worden gesteld:

A - Indien sprake is van een “bemand station", waar dus zowel visuele
     als instrumentele waarnemingen plaatsvinden, dan dienen al deze
     waarnemingen in principe op dezelfde geografische locatie en
     waarneemhoogte te geschieden. De onderlinge afstand van
     eventueel afzonderlijke waarneemlokaties op één station is in
     principe niet meer dan maximaal 500 meter (uitzonderingen op
     gronden van infrastructurele aard o.m. luchthavens). Deze conditie
     is vereist teneinde de realisatie van een synoptisch weerbeeld
     (waarin alle variabelen in principe onderling samenhangen) te
     waarborgen.
B - De meetinstrumenten bij een “bemand station", c.q. in een
     “Automatisch waarneemstation" worden vanwege bovengenoemd
     criterium, “ waarnemingen in principe op dezelfde geografische
     locatie en waarneemhoogte", op een beperkt oppervlak
     geïnstalleerd. Gelet op de vereiste infrastructurele voorzieningen,
     alsmede de kosten van het kavel heeft een meetterrein een
     oppervlakte van 225 à 300 m2. De onderlinge afstand van de
     afzonderlijke meetinstrumenten en de spreiding ervan over het
     meetterrein is zodanig dat de metingen van alle weervariabelen in
     samenhang, adequaat en conform de specifieke eisen kunnen
     worden uitgevoerd. Deze voorwaarde betreft ook de 10 meter
     windmast, die op of direct naast het meetterrein is gesitueerd.
     Bij een aantal meetstations van het knmi is de windmast op enige
     afstand van het meetterrein geplaatst vanwege de (te ) grote
     windspecifieke ruwheid in de directe omgeving van het meetterrein.
     Deze afstand tot het meetterrein is echter in principe niet groter
    dan 500 meter.
 
Schets automatisch weerstation (voorbeeld: Stavoren)
 
C - Het binnengedeelte van het meetterrein is volkomen vlak, behoudens het talud rondom de put voor de neerslagmetingen. Het terrein is bedekt
     met kort gras (hoogte = 4 cm en = 10 cm). In het bijzonder is deze eis van toepassing op de directe omgeving van de sensor voor waarneming
     van de 10 cm temperatuur. In de periode april - september zal  tenminste 1x per week gemaaid moeten worden, wat neerkomt op ongeveer
     28 maaibeurten per grasseizoen.
D - Een meetterrein is omheind met een hekwerk om onbevoegden te weren. De omheining is, afhankelijk van de lokatie, een transparant hekwerk.
     De mazen zijn (minimaal) 20 cm2 de hoogte van het hek is maximaal 2 m. Deze maten zijn vereist om de metingen zo min mogelijk door het
     hekwerk te laten beïnvloeden.
E - De situering van de meetinstrumenten binnen het terrein is zodanig te zijn dat de instrumenten elkaar niet verstoren.

Voorbeelden:

- De stralingsmeter behoeft een vrije zonnebaan, bij de opstelling van de andere instrumenten zal daar dus rekening mee moeten worden gehouden.
- De neerslagmeting is gevoelig voor obstakels in de directe omgeving (zie betreffende hoofdstuk). Het verdient daarom de voorkeur de
  meetapparatuur voor de neerslagmetingen zo ver mogelijk vanaf het hekwerk en andere meetinstrumenten te situeren met name vanaf de
  windmast. De nabije omgeving van het meetterrein moet vrij zijn objecten die de metingen kunnen beïnvloeden. Dit geldt ook voor mobiele
  obstakels, bij voorbeeld geparkeerde of passerende auto’s, hijskranen, taxiënde, landende of opstijgende vliegtuigen, e.d..

Het knmi hanteert de volgende richtlijnen:

- op het gebied met een straal van 25 meter rondom het meetterrein mogen geen gewassen en/of beplantingen worden geteeld c.q. geplaatst die
  een hoogte van 0,5 m te boven gaan;
- op het gebied met een straal van 50 meter rondom het meetterrein mogen geen gewassen en/of beplantingen worden geteeld c.q. geplaatst die
  een hoogte van 1,5 m te boven gaan;
- op het gebied met een straal van 100 meter rondom het meetterrein mogen geen obstakels zoals bomen en struiken worden geplaatst;
- op het gebied met een straal van 400 meter rondom het waarneemterrein mogen geen obstakels zoals schuren of andere gebouwen of bossen
  worden aangelegd.

De condities met betrekking tot de typen waarneemstations windmast, specifieke neerslagstations en bliksemdetectiemast worden beschreven in de desbetreffende hoofdstukken van het Handboek
 
Ruimtelijke verdeling van de meetstations en de representativiteit van de waarnemingen
 
Bepalend voor de mate van representativiteit van de waarnemingen is de doelstelling “het verkrijgen van adequate informatie over weer en klimaat (grootschalig, lokaal )".

Voorbeelden:

A - Synoptische waarnemingen hebben mede tot doel grootschalige weersystemen in kaart te kunnen brengen (real time en voor klimatologie).
     Tevens vormen zij de basis voor een adequate analyse en verificatie van de operationele weermodellen. Deze criteria bepalen in sterke mate
     de ruimtelijke verdeling van de waarneemlokaties over ons land en het continentale plat, inclusief de keuze van de te meten elementen in het
     meetnet.
B - In internationale voorschriften wordt gesteld dat de windwaarnemingen (snelheid, richting) op een luchthaven representatief moeten zijn voor
     de touchdown zone van een landingsbaan (ref. 6). In de praktijk betekent dit dat de windmetingen geschieden op zo kort mogelijke afstand
     van dit punt op de baan (100 à 200 meter).

De verdeling en de onderlinge afstand van de meetpunten windsnelheid en richting in Nederland zijn gebaseerd op statistisch onderzoek van
Wieringa (ref.1). Uit dit onderzoek bleek dat in een homogeen landschap een windsnelheids- gradiënt van 5% over een afstand van 30 km in
slechts 10 % van de gevallen wordt overschreden. Deze nauwkeurigheid geldt als adequaat voor het realiseren van een ruimtelijke beschrijving van
het windgedrag en -klimaat in Nederland door middel van interpolatie. Een en ander impliceert een grid van het windmeetnet met een diagonaal
van 2 x 30km = 60km. Aan de kust (Noordzee, Waddenzee, IJsselmeer) en in een meer heterogeen landschap (Zeeuwse wateren, Limburg) is
een fijner grid noodzakelijk.

Uiteindelijk is het huidige meetnet geconcretiseerd op basis van onderstaande aspecten:

A - het voorstel van Buishand ten aanzien van de keuze van de te meten variabelen in het waarneemnet (ref.2);
B - de bovenbeschreven “Wieringa-norm" voor windmetingen;
C - het knmi -beleid om te streven naar standaardisatie van de meetstations;
D - specifiek lokale eisen.

Bij noodzakelijke verplaatsing van een station is de nieuwe lokatie zodanig gesitueerd dat met bovenstaande aspecten rekening is gehouden.
De ruimtelijke verdeling is hierbij niet verstoord. In de praktijk betekent deze eis dat, mede afhankelijk van het type landschap, een nieuwe lokatie
op een hemelsbrede afstand van bij voorkeur niet meer dan ca. 5 km van de oude locatie zal zijn.

Teneinde de representativiteit van de metingen voor grootschalig gebruik (synoptische meteorologie, klimatologie) te garanderen, mogen de waarnemingen in de directe omgeving (straal van 500 meter rond het meetterrein) niet verstoord worden door specifiek lokale objecten.
Binnen deze straal is voor ieder meetstation het type omgeving en de terrein ruwheid in alle richtingen homogeen en consistent (ter beoordeling
van de inspecteur). Uitzonderingen zijn de stations aan de kust.  Bij deze stations is sprake van 2 omgevingssectoren: “wateroppervlak" en een “landoppervlak". Met betrekking tot de afzonderlijke sectoren geldt wel de bovengeduide eis van homogeniteit en consistentie. De hoeveelheid en intensiteit van de neerslag kunnen bij onstabiele atmosferische omstandigheden zeer sterk lokaal bepaald zijn. Het meetnet voor dit element
vereist daarom een veel grotere dichtheid: ruwweg 1 neerslagstation per 100km2. De representativiteit en landelijke verdeling van de specifieke neerslagstations wordt beschreven in het hoofdstuk neerslag
 
Procedures met betrekking tot inspectie, onderhoud en beheer van een weerstation
 
Inspectie
Een weerstation wordt minimaal tweemaal per jaar bezocht door een inspecteur van de afdeling Operationele Waarnemingen (ow) van het knmi (velden Koninklijke Luchtmacht en de meetstations op de Noordzee eenmaal per jaar). Deze voert de inspectie uit conform procedures die zijn vastgesteld door wm/ow en aldaar worden bewaakt. Met name wordt gecontroleerd of de meetomstandigheden voldoen aan de hierboven en per element gestelde condities.

Onder meer de volgende zaken passeren de revue:

- Hoe is de verzorging van het meetterrein (o.a. het bijhouden van het gras en het verwijderen van eventueel onkruid, e.d.),
  van de meetopstellingen, de sensoren.
- Wat is de (ontwikkeling van de) omgeving van het waarneemterrein: begroeiing, gebouwen, andere obstakels.
- Hoe functioneren de operationele sensoren: is er een eventuele afwijking van de meetwaarden ten opzichte van de gelijktijdig door een
  (gecalibreerde) testsensor geregistreerde waarden. Zo nodig vindt ad hoc, op aangeven van gebruikers van waarnemingen, een tussentijdse
  (deel-) inspectie plaats.

Naar aanleiding van de bevindingen tijdens het inspectiebezoek wordt Insa/ Meetsystemen Beheer (msb) opgedragen de eventueel noodzakelijke acties te ondernemen. Tevens stelt de inspecteur van ow een inspectierapport op dat ter informatie wordt toegezonden aan betrokkenen.

Technisch onderhoud
De afdeling Insa/msb is verantwoordelijk voor het technisch beheer en onderhoud van siam (ref. 7) en instrumenten in een weerstation.
Belangrijke aspecten in dit verband zijn:
- vervanging van de sensoren voordat hun ijktermijn verloopt;
- vervanging, c.q. reparatie van sensoren en andere apparatuur indien de statuscontrole in de siam daartoe aanleiding geeft;
- vervanging, c.q. reparatie van sensoren en andere apparatuur op indicatie van een inspecteur Stationsbeheer wm/ow, c.q. gebruikers
  (m.n.wm/kd,wa) via Stationsbeheer wm/ow;. status van het weerstation volgens de normen van de ccm
- werkgroep “Synoptisch Waarneemnetwerk Nederland" : primair, secundair, additioneel (ref.8); Na uitvoering van genoemde acties rapporteert
  Insa/msb terug aan Stationsbeheer wm/ow (die vervolgens de gebruikers in kennis stelt).

Toezicht
Het toezichthouden op een weerstation wordt (in principe dagelijks) verzorgd door de eigenaar van het waarneemterrein (burgerluchthaven, agrariër, Koninklijke Luchtmacht, Koninklijke Marine, enz.). Eventueel delegeert de eigenaar dit toezicht aan een in de buurt wonende particulier of firma.

Belangrijke aspecten in dit verband zijn:

- het onderhoud van het terrein (grasmaaien, verwijderen onkruid, e.d.);
- het schoonhouden van de instrumenten (verwijderen eventuele vuilaanslag of rijp op de stralingsmeter, verwijderen vuil of steentjes uit de inlaat
  van de neerslagmeter, schoonhouden van de neerslagmelder, schoonvegen van de schotels op de temperatuurmeters en vochtigheidmeter, enz.)
- toezichthouden in verband met eventueel ongewenst bezoek of vandalisme;
- alert zijn op eventuele veranderingen in de omgeving (nieuwbouw, beplanting, e.d.) en dit direct melden aan Stationsbeheer wm/ow.
  Met de daartoe aangestelde functionarissen zijn (contractueel vastgestelde) afspraken gemaakt inzake de vereiste activiteiten.
 
Highslide JS
Waarneming stations van de KNMI
 
Highslide JS
Neerslag stations in Nederland
 
Bron: Habdboek waarnemen