Petr Štěpánek1,2, Pavel Zahradníček1,2, Jáchym Brzezina1

Prezentace na téma: "Petr Štěpánek1,2, Pavel Zahradníček1,2, Jáchym Brzezina1"— Transkript prezentace:

1 Petr Štěpánek1,2, Pavel Zahradníček1,2, Jáchym Brzezina1
Technické řady meteorologických prvků a z nich odvozené high-end produkty (např. geodatabáze) Petr Štěpánek1,2, Pavel Zahradníček1,2, Jáchym Brzezina1 1 Český hydrometeorologický ústav, pobočka Brno, Česká republika 2 Ústav výzkumu globální změny AV ČR, v.v.i, Brno, Česká republika

2 Úvod Raw (surová) data obsahují chyby měření, nehomogenity a chybějící hodnoty Surová data jsou pro dlouhodobé analýzy zcela nevhodná Nutnost kvalitních řad = tzv. „technické řady“ Jako jedna z mála organizací na světě je máme k dispozici (mezi prvními státy) Vytvořeny už koncem roku 2007 – aktualizovány (10tileté výročí) Na základě nich lze připravovat nástavné produkty = nejen prodej dat, ale i snadné generování sofistikovaných výstupů O něco obdobného se (na evropské úrovni) nyní snaží „Climate services“

3 Technické řady klimatologických stanic
- 268 (305 pro potřeby AVISO) pro prvky T, TMA, TMI, SSV, E, H, F, SRA

4 Technické řady srážkoměrných stanic

5 Technické řady pro gridovou sít 10×10 km
789 gridových bodů (model ALADIN-Climate/CZ) možnost vytvořit pro libovolnou síť (např 25 km atd…)

6 Co je nového? Technické řady a postup jejich tvorby prezentován již v minulosti Několik publikací (např. Štěpánek a kol. 2011, kniha v CZ), články v angličtině Nové postupy v QC Přidání nových metod v homogenizaci Interpolace – naprogramována nová metoda (stávající je nevyhovující) Počítání klimatických indexů = geodatabáze Nový web prohlížeč pro prezentaci výsledků

7 Co nového v QC? Naše metoda QC přeprogramována do jazyka R – mj. výrazné zrychlení zpracování Vytvoření testovací databáze na ladění různých metod QC (použité metody: naše, MASH, NOAA atd.) Spolupráce s KNMI (jak QC tak homogenizace) ČHMU: plošná operativní kontrola (momentálně prováděna na denních (termínových) datech, chystáme spuštění i pro 10 min. data Automatický systém (ProClimDB) vs. manuální (uživatelský, mapy)

8 Co nového v QC? Zobrazení chyb ve formě map ve webovém prohlížeči:
Výběr prvku Výběr dne 133,6 mm - outlier Všechny prvky na jedné obrazovce, nebo jen jeden

9 Co nového v QC? Chyba Monitwinu – opravy přes Radimův systém (user=“Tolasz“) – nefungují – nový typ chyb – záměny TMA za TMI, noc za den atd…naše kontrola odhaluje většinu těchto chyb na profesionálních stanicích. Bohužel i přes X upozornění jsou tam stále.

10 Přiklady dalších aktivit – kontroly kvality dat (různé projekty, národní i mezinárodní)

11 Porovnání automatický srážkoměr vs
Porovnání automatický srážkoměr vs. ombrograf: suma srážek za duben až říjen, srovnání denních úhrnů a sum z 1min. srážek

12 Hodnota R-faktoru, ombrograf vs
Hodnota R-faktoru, ombrograf vs. automatický srážkoměr, porovnání za společné období

13 Parallel measurements: differences in CON-AWS Monthly Sums for individual regions
Note: boxplot width differs with number of available stations

14 Differences in CON-AWS montly sums for different altitudes, example from CZ
Variation of mean differences in monthly precipitation totals (mm) for groups of stations at different altitudes: 1 – ≤400 m; 2 – 401–700 m, 3 – 701–1000 m, 4 –≥1001 m a.s.l. Groups of stations at different altitudes: ≤ 400, 401–700, 701–1000, ≥ 1001 m a.s.l.

15 Co je nového v homogenizaci?
Přidání nových metod – HOME.R, MASH, RHtest atd. do ProClimDB Nové (světově nejlepší) metody jsou sice statisticky „správnější“, ale jejich použitelnost v praxi na velkých databázích a jiných prvcích je prakticky minimální – „náš“ postup stále jako jeden z mála využitelný Spolupráce s KNMI, MeteoNorway, Univerzita Krakow atd… HOME.R – použité pro dlouhé sekulární řady (Brázdil a kol. 2012)

16 Co nového v homogenizaci?
V rámci projektu GAČR (Brázdil, Tolasz, Hostýnek, Zahradníček) - Vichřice znovu homogenizován vítr – 119 vysoce kvalitních časových řad Nejvíce nehomogenit spojeno s automatizací, změnou na ultrasonic a kalibrací Velký problém u nárazu větru (pokles počtu dnů s vysokými nárazy)

17 Homogenization - results
1. First in year 2008 (1961 – 2007) 2. In year 2017 – period 179 176 98 3 5 13 158

18 Homogenization results
Ultrasonic/calibration Vaisala

19 Co nového v homogenizaci?
Ukázka vybraných stanic před a po homogenizaci afforestation Decline trend after automation automation calibration

20 Interpolace Vytvořena nová interpolační metoda – regresní krigging
Prediktory: nad. výška, zem. šířka, zem. délka, drsnost terénu, expozice, svažitost…systém si sám vybere vhodné prediktory pro každou mapu individuálně Mapy pro každý den/měsíc – lze i kratší časové úseky, automatické nastavení Výstupem jsou vrstvy TIF, ASC a png (několik druhů výstupů, použitelné pro kontrolu i prezentaci) Vítr (10 min) – ve 21:50 – použito pro potřeby posudku, který šel k soudu

21 Interpolace

22 Geodatabáze Vytvořena pro potřeby pobočky Brno (posudky, vědecká činnost) Základní prvky + 25 klimatických indexů Tři základní období pro dlouhodobý průměr: ; ; Produkty: časová řada (1961 – současnost), průměry, gridové vrstvy (geotiff v ESTR, S42), mapy (png) Měsíční i denní krok (denní normál pro základní prvky) Klimatické indexy (arktický, tropický, letní, mrazový den, počet dnů se srážkou nad 1,5,10,15,20 mm, maximální srážka, aktuální teploty nad 5,10,15 °C atd…) Další klimatické indexy lze dopočítat podle individuálních potřeb

23 Průměrná teplota vzduchu – září (1981-2010)

24 Počet mrazových dnů – duben (1961-2000)

25 Počet tropických dnů – rok (1961-2000)

26 Počet dní se srážkou nad 10 mm– letní půlrok (1981-2010)

27 Geodatabáze – interaktivní web
- Celá geodatabáze má i svoji „prohlížečku“

28 Geodatabáze – interaktivní web
Stanice, výběr prvku, indexu, přehled v grafu

29 Geodatabáze – interaktivní web
Tabulka pro každou stanici nebo pro všechny stanice najednou

30 Geodatabáze – interaktivní web
Ukázka pro slunečný svit

31 Geodatabáze – interaktivní web
- Po skončení měsíce/sezóny/roku mapové vyhodnocení vůči období , - Statistika za kraje, okresy, nadmořské výšky

32 Geodatabáze – interaktivní web
- Tvorba grafů: teplota vzduchu, srovnání s percentily

33 Geodatabáze – interaktivní web
- Tvorba grafů: kumulace teploty vzduchu, porovnání s jinými roky (okamžitý přehled, zda je rok stále nadnormální, podprůměrný atd.)

34 Geodatabáze – interaktivní web
- Tvorba grafů: kumulace srážek, porovnání s jinými roky – dvě verze od (kvůli zahrnutí zimních podmínek) nebo

35 Co dál? Dokončení vylepšení QC – možnost používání na operativní data v jakémkoliv rozlišení (10 min, 1 h, termíny, denní, měsíce atd.) Tvorba nových technických řad – termínová data + historická data před rokem 1961 Rozšiřování geodatabáze o další produkty Možnost zasílání zjištěných podezřelostí na ostatní pobočky Možnost tvorby high – end produktů pro všechny pobočky ČHMU Nabízíme spolupráci na celostátních produktech

36