|
Meetstations
algemeen - hoofdstuk
1
|
|
|
Het knmi is onderdeel van het Ministerie van Verkeer en Waterstaat in de vorm van agentschap en telt ongeveer vijfhonderd medewerkers.
Het instituut richt zich als hèt nationale kenniscentrum op het gebied van weer, klimaat en seismologie volledig op publieke taken: |
|
| - Weersverwachtingen en waarschuwingen |
| - Inwinnen en leveren van meteorologische data en infrastructuur |
| - Monitoren van het klimaat |
| - Modelontwikkeling |
| - Luchtvaartmeteorologie |
| - Wetenschappelijk onderzoek |
| - Publieksvoorlichting |
| |
| De sector Waarnemingen en Modellen (wm) is verantwoordelijk voor de beschikbaarstelling van de meteorologische basisgegevens en voor de klimatologische voorlichting, aan zowel interne als externe afnemers. |
| |
| De meteorologische basisgegevens, zowel aktueel als historisch, omvatten: |
|
| - waarnemingen, verkregen door meting, door visuele waarneming, via remote sensing of ingewonnen uit externe bronnen |
- uitvoer van atmosferische en oceanografische modellen, verkregen door verwerking van eigen modellen of verkregen van
buitenlandse instituten |
|
| In dit verband kunnen genoemd worden: |
|
| - synoptische meteorologie |
- waarschuwing bij gevaarlijk weer, bijvoorbeeld storm, zware windstoten, zware neerslag, onweer, hagel, sneeuw, ijzel, extreem hoge
of lagetemperaturen |
| - waarschuwing voor gezondheidsrisico’s bij bepaalde weersituaties, bij voorbeeld luchtverontreiniging, hoge UV-instraling, e.d. |
| - maritieme berichtgeving |
| - luchtvaartmeteorologie en -klimatologie |
| - inwinnen data t.b.v. klimatologie en verleden weer analyses (bijv. voor weerreconstructies in geval van schade of calamiteiten) |
| - inwinnen data t.b.v. analyse en verificatie modellen (Hirlam, golfmodellen, statistische modellen, e.d.). |
| |
Het Nederlandse meetnet omvat apparatuur van het knmi, de Koninklijke Luchtmacht (Klu), de Koninklijke Marine (km) en Rijkswaterstaat (rws).
Het meetnet bestaat uit ca. 55 weerstations op het land en op de Noordzee. Op deze stations worden waarnemingen en automatische metingen verricht van weervariabelen. Daarnaast beschikt het knmi over een apart meetnet van meer dan 320 stations, waar vrijwillige waarnemers
dagelijks actief zijn met het meten van neerslag. Voorts heeft het knmi de beschikking over een 220 meter hoge mast in Cabauw ten behoeve
van meteorologische waarnemingen in de grenslaag van de atmosfeer. Op de knmi-vestiging in De Bilt worden radio sondes aan weerballonnen opgelaten voor metingen in de hogere luchtlagen. De waarneemstations en het instrumentarium voldoen aan de eisen die de overkoepelende
Wereld Meteorologische Organisatie (wmo) stelt. De knmi-afdeling Meetsystemenbeheer msb en een team van stationsinspecteurs bewaken de kwaliteit van de waarnemingen door regelmatige toetsing van meetapparatuur en de omgeving van de meetlokatie. De waarneemdata wordt zorgvuldig geverifieerd, gevalideerd, opgeslagen en bewerkt voor vele toepassingen |
| |
| Variabelen |
| |
| Het knmi verricht waarnemingen waaruit de waarden c.q. codes met betrek king 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 |
| |
| De waarnemingen zijn in het algemeen “ground based” dat wil zeggen vinden plaats op of aan het aardoppervlak c.q. zeeoppervlak. Een aantal weervariabe len (temperatuur, rel.atieve vochtigheid, wind, druk, e.a.) wordt ook op grotere hoogten gemeten: |
| |
| - met behulp van ballonoplatingen en radiosonde (tot meer dan 15 km hoogte) |
| - 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 zonnestra ling), dauwpuntstemperatuur (berekend uit temperatuur en relatieve vochtig heid), zonneschijnduur (berekend uit globale kortgolvige straling). |
| |
Belangrijke weersinformatie wordt verkregen door middel van remote sensing 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. Hoewel het in alle genoemde gevallen gaat om waarnemingen die onder verantwoordelijkheid van het knmi geschieden of waar het
knmi (mede) bij betrokken is c.q. gebruik van maakt, valt de beschrijving van een en ander vooralsnog buiten het bestek van dit handboek. |
| |
| Soorten waarneemstations |
| |
| Het waarneemnet van het knmi (Nederland, Noordzee) omvat de volgende typen meteorologische stations: |
| |
| 1: Bemand weerstation: visuele en instrumentele waarnemingen. |
| 2: Automatisch weerstation (aws): uitsluitend instrumentele waarnemigen. |
| 3: Windpaal: instrumentele waarnemingen van uitsluitend windrichting en snelheid. |
| 4: Meetmast Cabauw: instrumentele waarnemingen op diverse hoogtes tot 200 m. |
| 5: Neerslagstations: (handmatige) waarnemingen neerslaghoeveelheid en sneeuwdek |
| 6: 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 waar neemgegevens 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 |
1: De stralingsmeter behoeft een vrije zonnebaan, bij de opstelling van de andere instrumenten zal daar dus rekening mee moeten worden
gehouden. |
2: 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
bosse 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
voorde 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. |
| 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 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.ervolgens de gebruikers in kennis stelt). |
| |
| 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. |
| |
|
Bronnen: KNMI handboek waarnemen
hoofstuk-1 - Versie 2000 |
| |
| Nederlandse weerstations en neerslagstations |
| |
|
|
|
|
|
|
