Specificaties. S p e c i f i c a t i e s. Wiel Wauben m.m.v. Ruud Ivens Piet de Vries. Versie 1, 13 november t V a. o i r.

Transcriptie

1 Specificaties AVW S p e c i f i c a t i e s A u W a t V a o i r m s n a u e t e m i l i s e n c h e g e n Versie 1, 13 november 2001 Wiel Wauben m.m.v. Ruud Ivens Piet de Vries

2 Inhoudsopgave 1. Introductie Sensoren Sensoren en SIAMs Wolkenhoogtemeter Meetprincipe Afgeleide wolkenparameters Opmerkingen XC4 SIAM Present Weather Sensor Meetprincipe Weer parameters Opmerkingen XZ4 SIAM AWS Safir RIS Elementen Algoritmen Natte bol temperatuur (A2) Windsnelheid gereduceerd naar 10m (A3) Horizontaal zicht (A4) Druk op stationsniveau (A6) Neerslagsoort correctie (A7) Relatieve luchtvochtigheid Boolean (A8) Squall indicator (vi) Weercode (A10) Bewolking ceilometer (A11) Bewolking (A14) Rapporten Literatuurlijst Pagina 2 van 28

3 1. Introductie In dit document wordt een overzicht gegeven van de gehele keten van sensor tot en met rapport die voor de AVW stations wordt doorlopen. Het document geeft dus aan: welke grootheden door de sensoren worden gemeten; welke bewerkingen eventueel plaatsvinden in de sensor en SIAM; welke sensorgegevens in de database van RIS komen met eventuele tussenliggende conversies; welke afgeleide grootheden aangemaakt worden; en welke grootheden in de groepen van de rapporten gebruikt worden. Behalve een algemeen overzicht met verwijzingen naar relevante documentatie, zal in meer detail worden ingegaan op de nieuwe onderdelen die specifiek t.b.v. AVW zijn ontwikkeld. Dit laatste betreft de onderdelen die betrekking hebben op zicht, weer en bewolking. Meer detail is hier nodig omdat deze nieuwe onderdelen deels nog niet in de huidige KNMI documentatie zijn opgenomen en tevens omdat de ervaring van de gebruiker met deze gegevens gering is. De introductie van de AVW heeft geleid tot aanpassingen aan diverse systemen. De gebruikers- en beheershandleidingen van deze systemen zijn aangepast en de configuraties zijn gewijzigd zodat de nieuwe gegevens kunnen worden bewerkt en gebruikt. De afspraken betreffende responsetijden op storingsmeldingen en beschikbaarheid van de sensoren en systemen zijn hierbij ongewijzigd gebleven. Deze zijn afhankelijk van het soort station, de eventuele aanwezigheid van een back-up sensor/systeem, van het soort sensor, en de meteorologische omstandigheden. De afspraken liggen vast in overeenkomsten tussen INSA en WM (Contract Operationele Systemen) en een regeling tussen INSA en WA (Storingsregeling WA). Bemande stations krijgen de meteorologisch gegevens gepresenteerd op een IWS (Interactief Waarneem Systeem) dat is gekoppeld aan een AWS of op een AMIS (Automatisch Meteorologisch Informatie Systeem), en waarnemers kunnen na aanvulling van de zgn. visuele parameters de meteorologische rapporten versturen. Zowel IWS als AMIS maken wat de metingen betreft grotendeels gebruik van 1-minuut data, terwijl de gegevens die worden verspreid in meteorologische rapporten van een automaat middels AWS/RIS uitgaan van 10-minuut gegevens. Dit kan leiden tot verschillen, zeker omdat de systemen ook anders omgaan met de gegevens qua eenheden en afrondingen. Daarnaast is er een verschil in het gebruikte tijdvenster. Het IWS gebruikt de metingen van H+40 tot H+50 als het waarneemvenster voor de sensoren, terwijl AWS/RIS gebruik maakt van een 10-minuut database met als tijdvenster H+45 tot H+55. Dus bij de overgang van een bemand naar een automatisch waarneemstation kunnen verschillen optreden bij alle grootheden. De situatie zoals beschreven in dit document is de operationele situatie in de sensor/siam/aws/ris keten voor AVW stations zoals deze per 1 november 2001 in gebruik is. Wijzigingen in de operationele situatie zullen gepaard gaan met een nieuwe versie van dit document, als de wijziging van invloed is op de inhoud van dit document. Op termijn zullen onderdelen van dit document worden opgenomen in het Handboek waarnemingen. Pagina 3 van 28

4 2. Sensoren Dit hoofdstuk geeft een beknopt overzicht van de sensoren/siams die deel uitmaken van het operationele KNMI meetnet. Detail informatie is te vinden in de sensor en SIAM documentatie die bij het constructiebureau van MI/IO wordt gearchiveerd. Tevens is informatie te vinden in het Handboek Waarnemingen van het KNMI. De LD40 wolkenhoogtemeter en de FD12P present weather sensor (PWS) die t.b.v. AVW zijn geïntroduceerd, worden in meer detail besproken. Enkele voorbeelden van metingen verkregen door wolkenhoogtemeter en present weather sensor alsmede afgeleide gegevens zijn te vinden in Wauben en De Jongh (1999). 2.1 Sensoren en SIAMs Het KNMI gebruikt diverse sensoren voor het meten van meteorologische grootheden. Een sensor wordt op het KNMI altijd gebruikt in combinatie met een SIAM (Sensor Intelligente Aanpassings Module), Een SIAM zorgt voor de communicatie met de sensor en zet de output van de sensor om in de gewenste grootheid en in een vast formaat. Tevens vindt in de SIAM een eerste validatie van de meetgegevens plaats. Elke sensor(set) heeft zijn eigen SIAM. De output van de SIAM kan diverse grootheden (UNITs) bevatten. De SIAM levert elke 12 seconden een bericht bestaande uit een instantane meetwaarde, een 1-minuut en een 10-minuut gemiddelde meetwaarde, de extremen van de meetwaarde over de afgelopen 10 minuten en de standaard deviatie. Tevens bevat de output van de SIAM een unieke code, de zgn. locatiecode, die kan worden gebruikt om identieke units van elkaar te onderscheiden. Een AVW station heeft bijvoorbeeld in het algemeen zowel een neerslagmeter en een present weather sensor. Beide sensoren/siam geven een neerslagintensiteit, maar uit de stations configuratie moet duidelijk zijn middels de locatiecode welke intensiteit bij welke sensor hoort. Dit geldt in het bijzonder voor Schiphol waar ongeveer 15 transmissometers staan. Voor nadere details over de diverse SIAMs wordt verwezen naar de SIAM documentatie (Bijma, 1998). Tabel 1 geeft een overzicht van de door het KNMI gebruikte sensoren/siams met de bijbehorende UNITs en grootheden. Tabel 1. Lijst van SIAMs en UNITs van de operationele KNMI sensoren met eenheid en schaal van de grootheden. Siam Sensor Unit Grootheid Eenheid XC2 Vaisala CT12K wolkenhoogtemeter C1 eerste wolkenbasis 10 ft C2 tweede wolkenbasis 10 ft V1 verticaal profiel binair XC4 Impulsphysik LD40 wolkenhoogtemeter C1 eerste wolkenbasis 10 ft C2 tweede wolkenbasis 10 ft C3 derde wolkenbasis 10 ft CX meetbereik wolkenbasis 10 ft ZV verticaal zicht m XD1 Kipp en Zonen CH-1 pyrheliometer QD directe straling W/m 2 XF1 Kipp en Zonen CM-11 pyranometer QF diffuse straling W/m 2 XP1 Paroscientific barometer PS luchtdruk 0.1 hpa XQ1 Kipp en Zonen CM-11 pyranometer QG globale straling W/m 2 XR1 KNMI neerslagmeter NI neerslagintensiteit mm/u Pagina 4 van 28

5 Eigenbrodt RS85 neerslagmelder ND neerslagduur sec Siam Sensor Unit Grootheid Eenheid XR2 KNMI neerslagmeter NI neerslagintensiteit mm/u ND neerslagduur sec XT0 Pt-500 thermometer T1 grondtemperatuur 5cm 0.1 C Pt-500 thermometer T2 grondtemperatuur 10cm 0.1 C Pt-500 thermometer T3 grondtemperatuur 20cm 0.1 C Pt-500 thermometer T4 grondtemperatuur 50cm 0.1 C Pt-500 thermometer T5 grondtemperatuur 100cm 0.1 C Pt-500 thermometer T6 grondtemperatuur (vrij) 0.1 C XU1 Pt-500 thermometer TG grastemperatuur 0.10m 0.1 C Pt-500 thermometer TA luchttemperatuur 1.50m 0.1 C afgeleid TD dauwpunt temperatuur 0.1 C Vaisala HMP-235 hygrometer RH relatieve luchtvochtigheid % XV0 Kipp en Zonen CUVA2 pyrheliometer QA directe UV-A straling 0.01 W/m 2 Kipp en Zonen CUVA1 radiometer QY diffuse UV-A straling 0.01 W/m 2 Kipp en Zonen CUVA1 radiometer QV globale UV-A straling 0.01 W/m 2 Kipp en Zonen CUVB2 pyrheliometer QB directe UV-B straling 0.1 mw/m 2 Kipp en Zonen CUVB1 radiometer QZ diffuse UV-B straling 0.1 mw/m 2 Kipp en Zonen CUVB1 radiometer QU globale UV-B straling 0.1 mw/m 2 XW0 KMNI cupanemometer WS windsnelheid 0.01 m/s KNMI windvaan WD windrichting 0.1 XZ2 Vaisala Mitras transmissometer ZM meteorologisch zicht (MOR) m ZA achtergrondhelderheid cd/m 2 XZ3 HSS scatterometer ZM meteorologisch zicht (MOR) m ZA achtergrondhelderheid cd/m 2 NI neerslagintensiteit mm/u XZ4 Vaisala FD12P present weather sensor ZM meteorologisch zicht (MOR) m ZA achtergrondhelderheid cd/m 2 NI neerslagintensiteit mm/u afgeleid door SIAM uit NI ND neerslagduur sec PW neerslagsoort code Pagina 5 van 28

6 2.2 Wolkenhoogtemeter Meetprincipe Figuur 1 toont de LD40 wolkenhoogtemeter. Links is een foto van het instrument te zien. Rechts is de sensor schematisch weergegeven met de belangrijkste onderdelen. De sensor maakt gebruik van het zgn. LIDAR (LIght Detection And Ranging) principe. De sensor meet het tijdsverschil tussen het uitzenden van een puls en de ontvangst van het terugverstrooid licht. Uit dit tijdsverschil kan een hoogte worden afgeleid van het deeltje dat de terugverstrooiing veroorzaakte. De sensor bestaat uit een laser die met 6494Hz pulsen uitzendt in het nabije infrarood (855 nm) en een detector die het terugverstrooide signaal registreert in tijdsintervallen van 50 nsec, hetgeen correspondeert met hoogteintervallen van 25 voet. De openingshoek van de sensor is ongeveer 1.2 mrad, dus de sensor bestrijkt een gebied met een diameter van ongeveer 12m op 10km hoogte. Het bereik van de sensor is van 25 tot en met voet met een resolutie van 25 voet. Merk op dat een hoogte 0 door de SIAM wordt gebruikt om aan te geven dat er geen wolkenbasis is gedetecteerd. De zender en ontvanger hebben een gescheiden optisch pad. Hierdoor zullen de bundels van de uitgezonden laser straal en de openingshoek van de detector elkaar pas overlappen boven een hoogte van ongeveer 300 voet. Beneden de 300 voet worden wolken gedetecteerd doordat als gevolg van meervoudige verstrooiing in de wolk signaal van de laser in de detector komt. In situaties dat de sensor in de mist staat meldt de sensor bewolking op 25 voet. De sensor bevat verder nog een referentie detector en een referentie laser. Deze worden gebruikt om het vermogen van laser en de gevoeligheid van de detector te meten en bij te stellen. Tevens bevat de sensor een detector die lichtpulsen verstrooid aan het venster meet. Dit verstrooide signaal is een maat voor de vervuiling van het venster. De vervuiling van het venster wordt niet in rekening gebracht door het instrument. Indien het verstrooide signaal boven een bepaalde drempelwaarde uitkomt, wordt een waarschuwing gegenereerd. Daarnaast wordt regelmatig een (verwarmde) luchtstroom over het venster geblazen om neerslag te verwijderen. Tot slot meet de sensor ook verschillende voltages en geeft aan of diverse modules nog correct werken. Pagina 6 van 28

7 warme luchtstroom venster test laser det ref. det. detector laser CPU Figuur 1. De LD40 wolkenhoogtemeter en een schematische tekening van de belangrijkste onderdelen van de sensor Afgeleide wolkenparameters De sensor meet voor elke uitgezonden puls het terugverstrooide vermogen als functie van de tijd c.q. hoogte. Deze zogenaamde backscattercoëfficiënt is een maat voor het aantal en grootte van deeltjes zoals wolkendruppels, regendruppels en/of aërosol (stof of andere vaste deeltjes) op die hoogte in de atmosfeer (zie Figuur 2). Omdat het uitgezonden vermogen van de laser onvoldoende is om bewolking goed te kunnen detecteren, wordt het terugontvangen signaal van meerdere pulsen geïntegreerd. Op deze manier wordt de bijdrage van ruis onderdrukt in het voordeel van het werkelijke signaal. Tevens wordt de systematische bijdrage van ruis, die per instrument gekarakteriseerd is door metingen verricht bij afgedekte ontvanger, van de meting afgetrokken. In het aldus verkregen backscatterprofiel, dat elke 15 seconden door de sensor wordt ververst, wordt vervolgens gezocht naar de signatuur van wolken. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van de waarde van de backscattercoëfficiënt alsmede de gradiënt ervan om neerslag en aërosol van wolkendruppels te kunnen onderscheiden. Afhankelijk van de hoogte wordt het backscatter signaal geïntegreerd over 15 tot 120 seconden en worden andere criteria voor wolkendetectie gebruikt. Om de detectie van hoge cirrus bewolking mogelijk te maken vindt zelfs integratie over 10 minuten plaats in combinatie met middeling over hoogte-intervallen. De sensor kan maximaal 3 wolkenlagen tegelijk detecteren (indien aanwezig en mits de onderliggende wolkenlagen voldoende transparant zijn). De sensor geeft tevens het maximale meetbereik bij de meting. In een troebele atmosfeer of bij een dikke wolkenlaag geeft de sensor hiermee aan dat geen informatie beschikbaar is boven het maximale bereik. De sensor kan melding maken van de volgende 3 situaties: (i) een onbewolkte situatie; (2)1, 2 of 3 wolkenlagen gedetecteerd; (3) er is een obstructie Pagina 7 van 28

8 waargenomen, maar deze voldoet niet aan de criteria voor bewolking. De laatste situatie wordt door de sensor gemeld als onbewolkt, maar met een verticaal zicht. Deze situatie komt soms voor bij hevige neerslag of sneeuw. De wolkenhoogtemeter staat niet verticaal opgesteld, maar helt onder een hoek van 5 naar het noorden. Er is gekozen voor deze opstelling omdat het signaal van neerslag enigszins wordt onderdrukt in vergelijking met het signaal van bewolking. Zwevende wolkendruppels zijn bolvormig en de terugverstrooiing is daarom gelijk bij een verticale of schuine opstelling van de wolkenhoogtemeter. Vallende neerslag daarentegen is afgeplat. Bij een schuine opstelling zal het terugverstrooide signaal minder zijn dan bij een verticale opstelling omdat het deeltje niet meer symmetrisch is ten opzichte van de verstrooiingsrichting. h=c t/2 hoogte t t+ t backscattercoëfficiënt Figuur 2. Schematische weergave van de werking van een lidar wolkenhoogtemeter Opmerkingen De wolkenhoogtemeter geeft correct de aanwezigheid van bewolking en met een nauwkeurigheid van 25 voet de corresponderende hoogte aan. De sensor geeft uiteraard alleen de bewolking die over de sensor trekt. In geval van mist meldt de sensor lage bewolking. Het verticale bereik van de sensor is maximaal voet, maar in aanwezigheid van een optisch dikke wolk of in een troebele atmosfeer zal het bereik minder zijn. Met name bij neerslag zal de sensor een groot verstorend signaal ontvangen. In het algemeen geeft de sensor ook in deze omstandigheden de wolkenbasis correct weer en niet de neerslag. In sommige situaties met hevige neerslag of sneeuw kan de sensor de wolkenbasis niet bepalen, maar in dat geval meldt de sensor het verticaal zicht XC4 SIAM De XC4 SIAM geeft de actuele metingen van drie wolkenbases (units C1, C2 en C3, respectievelijk), het maximale bereik (CX) en het verticaal zicht (ZV). De wolkenbases en het bereik worden gegeven in tientallen voet door de sensor waarden te delen door 10 en af te ronden. Het verticaal zicht wordt gemeld in meters. De actuele sensor waarden, die elke 15 seconden ververst worden, worden gemeld als de instantane waarde. Merk op dat deze waarde gebaseerd is op een integratie periode variërende van 15 seconden tot en met 10 minuten. Tevens bepaalt de SIAM de 1-minuut en10-minuut gemiddelden, Pagina 8 van 28

9 en de 10-minuut extremen aan de hand van de geldige positieve waarden over het bewuste interval. Dus onbewolkt wordt niet meegenomen in de bepaling van de gemiddelden en extremen. 2.3 Present Weather Sensor Meetprincipe Figuur 3 geeft een schematische voorstelling van de present weather sensor. De sensor bestaat uit een optische deel met een zender die lichtpulsen met een modulatie frequentie van 2.3kHz in het nabije infrarood (875nm) uitzendt en een ontvanger. Zender en ontvanger maken een hoek van 33 met elkaar. Indien er geen verstrooiing plaatsvindt in het meetvolume van ongeveer 0.1 dm 3 op 1.50m hoogte, dan zal de ontvanger geen signaal detecteren. Indien er zich deeltjes (bijvoorbeeld mist of regendruppels) in het meetvolume bevinden, dan zal na verstrooiing een gedeelte van het licht door de ontvanger worden gedetecteerd. De verstrooiingshoek is 33 omdat bij deze hoek de afhankelijkheid van het verstrooide signaal het minst gevoelig is voor het type verstrooiende deeltje. De sensor maakt onderscheid tussen een continue registratie, die wordt gebruikt voor de bepaling van het zicht, en de detectie van pieken die neerslag aangeven (zie Fig. 4). De amplitude van de piek is evenredig met de grootte van het verstrooiende deeltje. Tijdens een meetcyclus van 15 seconden meet de sensor ook de donkerstroom die van het gemeten verstrooide signaal wordt afgetrokken. Tevens meet de sensor de vervuiling van de lenzen van zender en ontvanger middels een meting van het signaal verstrooid aan de lens. De aldus gemeten vervuiling wordt niet in rekening gebracht door de sensor bij de bepaling van het zicht, maar wordt gebruikt om waarschuwingen en/of foutmeldingen te genereren als bepaalde grenzen worden overschreden. Als laatste wordt opgemerkt dat de lenzen en kapjes van optische systeem worden verwarmd om verstoring door condensvorming en neerslag te voorkomen. Pagina 9 van 28

10 achtergrond helderheid temperatuur neerslagdetector ontvanger zender meetvolume CPU Figuur 3. De FD12P present weather sensor en een schematische tekening van de belangrijkste onderdelen van de sensor. Naast het optische deel bevat de present weather sensor een capacitatieve neerslagdetector. Deze sensor geeft een signaal dat afhankelijk is van het laagje vocht op de detector. Het signaal is dus een maat voor de waterinhoud van de neerslag. De sensor bestaat uit 2 schuin geplaatste, verwarmde detectoren. De schuine opstelling en verwarming zorgen ervoor dat neerslag snel verwijderd wordt, hetgeen de responssnelheid ten goede komt. Er worden 2 detectoren gebruikt om de richtingsafhankelijkheid als gevolg van de schuine plaatsing van de neerslagdetectoren te ondervangen. De neerslagdetector is tevens omgeven door een scherm om effecten van wind en verstoring door vogels te minimaliseren. De present weather sensor is tevens uitgerust met een in de paal ingebouwde temperatuursensor en is optioneel uit te rusten met een achtergrondhelderheidmeter. De opstelling van de present weather sensor is zodanig dat de ontvanger en de achtergrondhelderheidmeter naar het noorden zijn gericht en de grond binnen 6m vrij is van obstakels of reflecterende oppervlakken. Pagina 10 van 28

11 Pagina 11 van 28

12 droog oppervlak druppels nat oppervlak optisch signaal zicht signaal neerslag detector druppels offset tijd tijd sneeuw hagel 5 optisch/ neerslag detector ratio ijsregen of regen en sneeuw mengsel regen en sneeuw 1 onderkoelde regen regen temperatuur Figuur 4. Schematische weergave van de werking van de present weather sensor Weer parameters Het ontvangen optisch signaal is na correctie voor donkerstroom en neerslag gerelateerd aan de extinctie en dus het meteorologisch zicht. De relatie tussen het verstrooide signaal en het zicht is empirisch bepaald door transmissometers als referentie te gebruiken. De bijdrage van absorptie van deeltjes aan de extinctie is in het algemeen gering. Het effect van neerslag op het verstrooide signaal en het zicht is afhankelijk van het soort neerslag. Zo zal regen het zicht minder beïnvloeden dan sneeuw. De present weather sensor houdt hier rekening mee bij de bepaling van het zicht. Het effect van vervuiling van de vensters wordt niet in rekening gebracht. Als gevolg van deze vervuiling zal de sensor een hogere zichtwaarde melden. Pagina 12 van 28

13 De neerslagsoort bepaling van de present weather sensor maakt gebruik van het feit dat de signalen van vaste en vloeibare neerslag verschillen. Vaste neerslag geeft een lager signaal op de neerslagdetector dan vloeibare neerslag bij deeltjes van gelijke grootte en dus met een gelijk optisch signaal. De ratio van het signaal van de neerslagdetector en de ontvanger is groot in geval van vaste neerslag, klein bij vloeibare neerslag, met enkele mengvormen ertussen. De door de present weather sensor gemeten temperatuur wordt gebruikt om verder te differentiëren, bijvoorbeeld tussen al dan niet onderkoelde neerslag of tussen sneeuw en hagel (zie Fig. 4). Tevens wordt de uit de piekwaarde afgeleide deeltjesgrootte gebruikt om een nader onderscheid te maken tussen bijvoorbeeld regen en motregen of tussen motsneeuw en korrelsneeuw. Bij de neerslagbepaling wordt ervan uitgegaan dat de optische sensor en de neerslagdetector dezelfde neerslag waarnemen. Indien diverse interne tests tot conflicterende resultaten komen geeft de sensor aan dat de neerslagsoort onbekend is. Tevens gaat de sensor er bij de grootte c.q. neerslagintensiteit bepaling van uit dat elk deeltje afzonderlijk optisch gedetecteerd wordt en door het midden van het meetvolume valt. Zijn eenmaal de neerslagsoort en deeltjesgrootte bekend dan kan de neerslagintensiteit bepaald worden. De sensor ververst elke 15 seconden zijn resultaten. De gerapporteerde grootheden zijn o.a. het meteorologisch zicht (1- en 10-minuut gemiddeld in meters), de achtergrondhelderheid (1-minuut gemiddeld in cd/m 2 ), de neerslagintensiteit (1-minuut gemiddeld in mm/u), de neerslagsoort (actuele waarde bepaald aan de hand van de metingen over de laatste 15 seconden tot 5 minuten in code). De soorten neerslag die de FD12P kan genereren zijn gegeven in Tabel 2 in volgorde van oplopende wawa weercode van de SYNOP. De sensor rapporteert ook een actuele en verleden weercode en een neerslagsom maar deze worden niet gebruikt door het KNMI. De sensor genereert diverse statusmeldingen. Als bijvoorbeeld de vervuiling te groot is dan wordt een waarschuwing of een foutmelding gegenereerd. Daarnaast controleert de sensor de correcte werking van diverse componenten en de stabiliteit van de uitgezonden lichtpulsen. Tabel 2. De neerslagsoorten welke gerapporteerd worden door de FD12P present weather sensor. Neerslagsoort NWS code PW code METAR code 1 geen neerslag C 00 - neerslag van onbepaald soort P 40 PP motregen L 50 DZ onderkoelde motregen ZL 55 FZDZ mengsel van regen en motregen RL 57 DZRA regen R 60 RA onderkoelde regen ZR 65 FZRA mengsel van (mot)regen en sneeuw RLS 67 RASN sneeuw S 70 SN ijsregen IP 75 PL motsneeuw SG 77 SG ijskristallen IC 78 IC korrelsneeuw, korrelhagel SP 87 GS hagel A 89 GR 1 Deze METAR code is slechts een indicatie van de in de METAR gebruikte codering van de bewuste neerslagsoort. Pagina 13 van 28

14 2.3.3 Opmerkingen De present weather sensor bepaalt het zicht aan de hand van de metingen verricht in het meetvolume van 0.1dm 3 op 1.5m hoogte. De absolute nauwkeurigheid van de metingen van het meteorologisch zicht is volgens de fabrikant 10% bij zichtwaarden tussen 10m en 10km en 20% tussen 10 en 50km zicht. De consistentie van de zichtmetingen van een instrument is ongeveer 4%. Het zicht wordt gegeven met een resolutie van 1m en het bereik is van 10m tot en met 50km. De neerslagsoort wordt bepaald door een combinatie van metingen van de optische sensor, de neerslagdetector en de temperatuursensor. De neerslagsoorten worden gerapporteerd in codevorm. De neerslagintensiteit is gekoppeld aan de neerslagsoort. De intensiteit wordt gemeld met een resolutie van 0.01mm/u met een bereik van 0 tot en met 999mm/u. De nauwkeurigheid van de neerslagintensiteit metingen is ongeveer 30%. De gevoeligheid voor neerslagdetectie is beter dan 0.05mm/u XZ4 SIAM De XZ4 SIAM meldt het meteorologisch zicht (unit ZM in meter), de achtergrondhelderheid (AH in cd/m 2 ), de neerslagintensiteit (NI in 0.001mm/u), de neerslagduur (ND in sec) en de neerslagsoort (PW in code). De 1-minuut lopend gemiddelde waarden van het zicht, achtergrondhelderheid en neerslagintensiteit van de sensor worden rechtstreeks in het instantane en 1-minuut veld van de SIAM overgenomen. Tevens bepaalt de SIAM de 10-minuut gemiddelde en extreme waarden. De neerslagduur wordt berekend door de SIAM. Elk 12-seconde interval waarin de lopende 1-minuut gemiddelde neerslagintensiteit van de sensor groter is dan 0.05mm/u 1 wordt gerekend als een periode met neerslag. Hieruit wordt vervolgens een 1-minuut en 10-minuut waarde afgeleid. Extremen worden niet gebruikt. De momentane waarde van de neerslagsoort wordt overgenomen als instantane waarde in de SIAM. Hierbij wordt wel gecontroleerd of de bijbehorende neerslagintensiteit groter dan 0 is. De minuut waarde van de SIAM is de belangrijkste neerslagsoort, i.e. de hoogste code volgens Tabel 2, van de afgelopen minuut. Bij de 10-minuut waarde wordt ook de belangrijkste neerslagsoort over het interval gerapporteerd, maar er wordt een uitzondering gemaakt voor mengsels van sneeuw en (mot)regen of regen en motregen. Indien beide soorten neerslag in een 10-minuut interval tenminste 30% van de tijd voorkomen dan wordt het mengsel gerapporteerd. 1 Vergelijking van de neerslagduur verkregen uit de present weather sensor met die van de neerslagdetector heeft aangetoond dat de laatste gevoeliger is. In de nabije toekomst zal in de XZ4 SIAM een grens van 0.03mm/u gebruikt worden bij de bepaling van de neerslagduur om de neerslagduur van de present weather sensor vergelijkbaar te maken aan die van de Eigenbrodt. Pagina 14 van 28

15 4. AWS Het AWS (Automatisch Waarneem Station) staat in het veld en zorgt voor de tijdelijke opslag en verstrekking van sensor gegevens. De AVW stations maken gebruik van zgn. NAPs (Nieuwe AWS Platforms). Voor een beschrijving zie Wauben (2000). De werking van een AWS is globaal als volgt. Het AWS ontvangt de SIAM data, voorziet de gegevens van een tijdstempel, en zet de gegevens in een database. Het AWS houdt tevens de status meldingen van de SIAM bij en controleert of de 10-minuut gegevens gebaseerd zijn op tenminste 95% van de verwachte instantane metingen. Ontbreekt meer dan 5% van de sample waardes van het betreffende 10-minuut interval dan worden de 10-minuut waarden ongeldig gemaakt. Gebruikers kunnen middels een modem inbellen en gegevens van de voorafgaande 7 dagen opvragen van het AWS. De gegevens van tijdstip H+50 bevatten de metingen van H+45 tot H+55. De gegevens welke beschikbaar zijn in het AWS, de SIAM units/velden waarop ze betrekking hebben, en de eenheden zijn vermeldt in Tabel 3. Een tekst in een van de SIAM velden 12-seconde sample, 1- minuut gemiddeld, 10-minuut maximum, 10-minuut minimum, 10-minuut gemiddeld en 10-minuut standaard deviatie geeft aan met welke parameter de gegevens kunnen worden opgehaald. Velden zonder tekst worden niet opgeslagen in het AWS. De gegevens beschikbaar in de 1-minuut database zijn aangeduid met een asterisk. Van de 5 SIAM strings van een wolkenhoogtemeter die normaal gesproken elke minuut op een AWS arriveren, wordt alleen van de laatste SIAM string de 12-seconde sample waarden van de units C1, C2, C3, CX en ZV in de 1-minuut database opgeslagen. Voor de luchttemperatuur op 1.5m wordt aan het eind van elk 10-minuut interval de 10-minuut maximum, minimum en gemiddelde opgeslagen, maar tevens de laatste 1-minuut gemiddelde waarde, mits de corresponderende SIAM string in de laatste minuut is ontvangen. Merk op dat enkele eenheden van grootheden op het AWS verschillen van die van de ruwe SIAM gegevens. Dit laatste betreft de wolkenbasishoogte, in het AWS opgeslagen in meters, en de windrichting en snelheid, in het AWS afgerond naar graden en 0.1m/s, respectievelijk en zijn aangeduid in de tabel met een hekje. Alleen de zwart aangegeven parameters nodig zijn voor een AVW. Tabel 3. Lijst van velden per SIAM unit welke opslagen worden op het AWS en bijbehorende eenheden. SIAM Unit 12 sample 1 gemiddeld 10 maximum 10 minimum 10 gemiddeld 10 stand. dev. Eenheid C1 C10* C1 m # C2 C20* C2 m # C3 C30* C3 m # CX CX10* CX m # ZV ZV10* ZV m NI NIX NI mm/u ND ND sec PS 1 PS 0.1 hpa QA QAX QAN QA 10 mw/m 2 QY QYX QYN QY 10 mw/m 2 QV QVX QVN QV 10 mw/m 2 QB QBX QBN QB 0.1 mw/m 2 Pagina 15 van 28

16 SIAM Unit 12 sample 1 gemiddeld 10 maximum 10 minimum 10 gemiddeld 10 stand. dev. Eenheid QZ QZX QZN QZ 0.1 mw/m 2 QU QUX QUN QU 0.1 mw/m 2 QD QDX QDN QD W/m 2 QF QFX QFN QF W/m 2 QG QGX QGN QG W/m 2 T1 TB1 0.1 C T2 TB2 0.1 C T3 TB3 0.1 C T4 TB4 0.1 C T5 TB5 0.1 C TG TGM TG 0.1 C TA TTM TX TN TT 0.1 C TD TDM TD 0.1 C RH UUM UU % WR DDV DDB DD DSD # WS FX FN FF FSD 0.1 m/s # ZM VV m ZA ZA cd/m 2 PW PWX PW code 1 Tevens bevat de 10-minuut database van het AWS de afgeleide parameter P0, i.e. druk gecorrigeerd naar zeeniveau. Een AWS verstuurt ook automatisch elke 12 seconden een set SIAM velden t.b.v. het IWS of AWS display en tevens kunnen delen van ontvangen SIAM strings worden doorgestuurd richting naar het GDC (Grafische Database Computer) die vervolgens op het GWS (Grafisch WerkStation) kunnen worden gepresenteerd. De eenheden van de parameters in de GDC database zijn soms weer anders dan die van de SIAM en/of het AWS. Niet alle parameters van het GDC zijn te presenteren op het GWS. Merk op dat alleen ruwe, onbewerkte SIAM gegevens worden gepresenteerd op het GWS. Voor de wolkenhoogtemeter zijn dit de parameters CL en CM, i.e. de eerste en tweede wolkenbasis C1 en C2, respectievelijk, en voor de present weather sensor de parameters MOR, AH, NI, RD en PW, voor respectievelijk de SIAM units ZM, ZA, NI, ND en PW. Pagina 16 van 28

17 5. Safir Het SAFIR (Surveillance et Alerte Foudre par Interférométrie Radioélectrique) systeem bepaalt de tijd en plaats van atmosferische ontladingen. Een uitvoerige beschrijving van het bliksemdetectie systeem is te vinden in Wessels (1998). Het systeem is gezamenlijk door de KLu (Koninklijke Luchtmacht) en het KNMI aangeschaft. Het systeem bestaat uit 4 detectiestations in Nederland die radiogolven detecteren die bij een bliksemontlading worden opgewekt en een centrale processor. Elk station bepaalt de richting van de ontlading en het bijbehorende tijdstip en stuurt de gegevens door naar De Bilt. In de centrale processor in de Bilt worden de gegevens van de 4 stations, en 3 additionele stations in België, gecombineerd en wordt tijdstip en locatie van de ontlading bepaald. Deze gegevens worden op diverse plekken gepresenteerd. De gedetecteerde ontladingen worden ook in een bestand geschreven dat elke 5 minuten wordt ververst. Dit bestand bevat alle ontladingen van de afgelopen 5 minuten met daarbij het tijdstip, de locatie, en het soort ontlading (wolk-wolk of wolk-grond, geïsoleerd of een keten bestaande uit begin- en eindpunt met 0 of meerdere tussenpunten). Deze bestanden worden voor verdere verwerking gebruikt in het kader van AVW. De 5-minuten SAFIR bestanden worden aangemaakt op de centrale processor PC van Safir. Vervolgens worden ze naar de BCPLAN gestuurd. VIVID haalt dit bestand op, voorziet de bestandsnaam van een datum en tijdstempel en zet ze terug op de BPCLAN. Daarvandaan worden ze voor verder verwerking opgehaald door RIS. Voor elke ontlading wordt bepaald of deze in de nabijheid van een AVW station heeft plaatsgevonden. Het aantal ontladingen dat per 10-minuut interval heeft plaatsgevonden binnen een straal van 15km en binnen een schil van 15 tot en met 20km om een station wordt bepaald en aan de elementen TS1-10 en TS2-10 van dat station toegekend. Indien één of beide bestanden afwezig of corrupt is, wordt de kwaliteit van de elementen op, respectievelijk, matig of slecht gezet. Bij de verwerking van de SAFIR gegevens wordt een keten van ontladingen als 1 ontlading geteld als tenminste 1 van de steunpunten binnen de straal ligt. Als de keten zowel binnen als buiten de eerste straal ligt, wordt de ontlading alleen voor TS1-10 geteld. Een exacte specificatie van het SAFIR algoritme is opgenomen in Wauben (2001) als algoritme A8. Pagina 17 van 28

18 6. RIS 6.1 Elementen RIS (RMI InwinSysteem, met RMI = Rijkswaterstaat Meetnet Infrastructuur) is het centrale systeem in De Bilt dat gegevens van diverse andere systemen inwint, bewerkt, en middels rapporten verspreid aan gebruikers via het MSS (Message Switch System). Dit systeem haalt o.a. elke 5 minuten de SAFIR bestanden op en bepaalt de parameters TS1-10 en TS2-10 voor de AVW stations zoals beschreven in het vorige hoofdstuk. RIS maakt ook via COPLA (COmmunicatie PLAtform) uurlijks verbinding met de AWSen om de meteorologische gegevens zoals beschreven in Tabel 3 op te halen. Vervolgens worden de gegevens, eventueel na bewerking, in de database gezet. De acquisitie van de gegevens en de bewerkingen zijn in hoge mate te configureren op RIS (Logica, 1999). Ook de samenstelling van de rapporten zoals SYNOPs en KLIMs is configureerbaar. Tabel 4 geeft een overzicht van de elementen in RIS (bijna allen in zgn. BUFR eenheden) en hun relatie met de gegevens van het AWS. RIS heeft alleen een 10-minuut database. De van het AWS ingewonnen 1-minuut gegevens voor bewolking (C10-g, C20-g, C30-g, ZV10-g) worden tijdelijk in het geheugen gehouden en de daaruit afgeleide elementen worden in de database geplaatst. Tabel 4. Overzicht van de AVW elementen in RIS met vermelding van de grootheid, de eenheid (BUFR) de conversie en benodigde gegevens. Element Beschrijving Eenheid Bewerking Benodigde gegevens TTT-1 luchttemperatuur 0.1K C 0.1K TTM TxTxTx-10 maximum luchttemperatuur 0.1K C 0.1K TX TnTnTn-10 minimum luchttemperatuur 0.1K C 0.1K TN TgTgTg-1 grastemperatuur 0.1K C 0.1K TGM TdTdTd-1 dauwpunt temperatuur 0.1K C 0.1K TDM UUU-1 relatieve luchtvochtigheid % - UUM Tb-1 natte bol temperatuur 0.1K (A2) C 0.1K UUU-1, TTT-1, PS-10 dd-10 windrichting - DD dv-10 standaard deviatie windrichting - DSD ff&fffs-10 windsnelheid op sensorniveau 0.1m/s m/s 0.1m/s FF ff&fff-10 windsnelheid op 10m 0.1m/s (A3a) m/s 0.1m/s fv-10 standaard deviatie windsnelheid 0.1m/s m/s 0.1m/s FSD gff&fffs-10 windstoot (gust) op sensorniveau 0.1m/s m/s 0.1m/s FX gff&fff-10 windstoot (gust) op 10m 0.1m/s (A3b) m/s 0.1m/s zm-10 meteorologisch zicht (MOR) 10m m 10m afkappen za-10 achtergrondhelderheid cd/m2 - ZA ff&fffs-10, zw gff&fffs-10, zw VV Pagina 18 van 28

19 Element Beschrijving Eenheid Bewerking Benodigde gegevens vv-10 horizontaal zicht (visual range) 10m (A4) m 10m afkappen QhQhQh-10 globale straling W/m2 - QG TbTbTb1-10 grondtemperatuur 5 cm 0.1K C 0.1K TB1 TbTbTb2-10 grondtemperatuur 10 cm 0.1K C 0.1K TB2 TbTbTb3-10 grondtemperatuur 20 cm 0.1K C 0.1K TB3 TbTbTb4-10 grondtemperatuur 50 cm 0.1K C 0.1K TB4 TbTbTb5-10 grondtemperatuur 100 cm 0.1K C 0.1K TB5 PS-10 sensordruk 10Pa hpa 10Pa PS zm-10, za-10 P0P0P0P0-t-10 druk op stationsniveau 10Pa (A6b) hpa 10Pa PS-10, TTT-1 (t,t- 12u), zp, zs PPPP-a-10 druk op zeeniveau 10Pa hpa 10Pa P0 RgRgRg-10 neerslagintensiteit 0.01 mm/u mm/u 0.01 mm/u RxRxRx-10 maximum neerslagintensiteit 0.01 mm/u mm/u 0.01 mm/u Dr-10 neerslagduur sec - ND PgPgPg-10 neerslagintensiteit PWS 0.01 mm/u mm/u 0.01 mm/u PxPxPx-10 maximum neerslagintensiteit PWS 0.01 mm/u mm/u 0.01 mm/u Dp-10 neerslagduur PWS sec - ND PW-10 neerslagsoort PWS codegetal - PW PWc-10 neerslagsoort gecorrigeerd codegetal (A7) TTT-1, PxPxPx- 10, TnTnTn-10, Tb-1, zm-10, PW-10 TS1-10 ontladingen op station aantal (A8) SAFIR algoritme (t,t-5m) TS2-10 ontladingen nabij station aantal (A8) RHb-1 relatieve vochtigheid Boolean logical 1/0 (A9) UUU-1, RHb-1 (t- 10m) SQ-10 AWS squall indicator logical 1/0 =.FALSE. (0) wawa-10-aws weercode codegetal (A10) TS1-10, PWc-10, PgPgPg-10, RgRgRg-10, zm- 10, Tb-1, TTT-1, RHb-1, wawa-10- aws, TS2-10, n- 10, SQ-10 AWS (t,t-60m) NI NIX NI NIX Pagina 19 van 28

20 Element Beschrijving Eenheid Bewerking Benodigde gegevens w10-10 weertype codegetal (A10) cn-10 totale bedekkingsgraad % (A11) octa % C10-g, C20-g, C30-g, ZV10-g (t,t-30m) ch-10 wolkenbasishoogte 10m+40 (A11) m 10m+40 cn1-10 bedekkingsgraad eerste wolkenlaag okta (A11) ch1-10 hoogte eerste wolkenlaag 10m+40 (A11) m 10m+40 cn2-10 bedekkingsgraad tweede wolkenlaag okta (A11) ch2-10 hoogte tweede wolkenlaag 10m+40 (A11) m 10m+40 cn3-10 bedekkingsgraad derde wolkenlaag okta (A11) ch3-10 hoogte derde wolkenlaag 10m+40 (A11) m 10m+40 zvb verticaal zicht Boolean logical 1/0 (A11) n-10 totale bedekkingsgraad % (A14) cn Algoritmen De elementen in de RIS database zijn gegeven in Tabel 4. Voordat de elementen in de database worden opgeslagen in BUFR eenheden vindt meestal een bewerking plaats. Voor de meeste elementen wordt de van het AWS opgevraagde parameter na een eventuele conversie van eenheden, een vermenigvuldiging met een factor en afronding in de database geplaatst. In dat geval is de bewerking gegeven in het betreffende veld van de tabel terwijl de corresponderende parameternaam van het AWS in het veld benodigde gegevens staat. Voor enkele elementen is een afleiding nodig. In dat geval geeft het veld bewerking een referentie naar het algoritmenummer uit Wauben (2001) terwijl in het benodigde gegevens veld de RIS elementen staan die als invoer dienen van het algoritme. Indien niet alleen de actuele gegevens nodig zijn, maar gegevens van een langere periode, dan is het tijdsinterval ook in Tabel 4 aangegeven. De gebruikte algoritmen worden hieronder kort toegelicht Natte bol temperatuur (A2) De natte bol temperatuur (Tb-1) wordt berekend uit de relatieve luchtvochtigheid (UUU-1), de luchttemperatuur (TTT-1) en de sensordruk (PS-10). Indien de relatieve vochtigheid of luchttemperatuur niet beschikbaar zijn kan de natte bol temperatuur niet bepaald worden. Indien de sensordruk niet beschikbaar is, wordt de default waarde hPa gebruikt. De natte bol temperatuur wordt middels een iteratie procedure afgeleid Windsnelheid gereduceerd naar 10m (A3) De 10-minuut gemiddelde windsnelheid (ff&fffs-10) en windstoot (gff&fffs-10) gemeten op een sensorhoogte Zw (t.o.v. stationsniveau in meter) wordt door dit algoritme herleid naar de waardes (ff&fff- 10 en gff&fff-10) op 10 meter hoogte. Voor 10-minuut gemiddelde windsnelheid en windstoot worden verschillende formules gebruikt. Hierbij wordt geen onderscheid gemaakt tussen land-, kust- en zeestations. Pagina 20 van 28

21 Horizontaal zicht (A4) Het zgn. horizontaal zicht (visual range, vv-10) kan uit het door de sensor gemeten meteorologisch zicht (MOR, zm-10) en de achtergrondhelderheid (za-10) worden afgeleid. Het horizontaal zicht komt meer overeen met het zicht zoals dit ervaren wordt door een waarnemer. Dit houdt in dat rekening wordt gehouden met de achtergrondhelderheid en de lichtsterkte, die voor horizontaal zicht wordt verondersteld op 100cd. De afleiding geschiedt middels een iteratieve procedure Druk op stationsniveau (A6) De gemeten sensordruk (PS-10) kan worden omgezet naar de stationsdruk (P0P0P0P0-10) en deze naar de druk op zeeniveau (PPPP-10) door gebruik te maken van de actuele luchttemperatuur en de temperatuur 12 uur geleden. Hierbij wordt de hoogte van de druksensor Zp (m boven MSL) en de stationshoogte Zs (m boven MSL) gebruikt. De formule voor de herleiding van de druk naar een andere hoogte is gegeven door de WMO (1993). Indien de sensordruk niet beschikbaar is kunnen de druk op stationsniveau en op zeeniveau niet bepaald worden. Indien de temperatuur niet beschikbaar is, wordt de klimatologische waarde voor de bewuste maand gebruikt. Hierbij wordt onderscheid gemaakt tussen land/kuststations en zeestations. Merk op dat het AWS ook de afgeleide druk op zeeniveau berekent en middels de database beschikbaar maakt Neerslagsoort correctie (A7) De door de present weather sensor en SIAM bepaalde 10-minuut waarde van de neerslagsoort (PW-10) wordt eventueel gecorrigeerd (PWc-10) door gebruik te maken van de luchttemperatuur (TTT-1), de minimum luchttemperatuur (TnTnTn-10), de natte bol temperatuur (Tb-1), de maximum neerslagintensiteit van de present weather sensor (PxPxPx-10) en het meteorologisch zicht (zm-10). De correcties zijn (zie Tabel 5 voor de waarden van de parameters TFZ, TICX, TSNX en PIC): Indien de melding van al dan niet onderkoelde neerslag niet in overeenstemming is met de natte bol temperatuur dan wordt de neerslagsoort aangepast. Dus als (Tb-1) TFZ dan wordt R en RL in ZR veranderd en L in ZL, en als (Tb-1)>TFZ wordt ZR in R en ZL in L veranderd. De melding van ijskristallen wordt onderworpen aan een validatie aan de hand van de temperatuur. Als (TTT-1)>TICX dan wordt IC veranderd in P. De melding van sneeuw wordt onderworpen aan een validatie aan de hand van de temperatuur. Als (TTT-1)>TSNX dan wordt S veranderd in P. De detectie van vaste neerslag wordt indien nodig gecorrigeerd voor situaties met hoge temperatuur, nl. : (1) als (TnTnTn-1)>1.5 C èn (Tb-1)>1 C verander S, IP, SG of IC in P; (2) als (TnTnTn-1)>3 C of (Tb-1)>2 C verander neerslagsoort RLS in P. Default is de gecorrigeerde neerslagsoort gelijk aan de gemeten waarde. Per individuele test wordt gecontroleerd op de aanwezigheid van de benodigde gegevens. Zijn deze er niet dan kan de bewuste correctie niet worden uitgevoerd. De parameters maximum neerslagintensiteit en meteorologisch zicht worden momenteel niet gebruikt Relatieve luchtvochtigheid Boolean (A8) De bepaling van mist en nevel versus heiigheid hangt niet alleen af van het meteorologisch zicht, maar tevens van de luchtvochtigheid. De relatieve vochtigheid wordt niet rechtstreeks gebruikt, maar een hysterese wordt gebruikt, om snelle variaties van de luchtvochtigheid om een grenswaarde te ondervangen. De hysterese wordt bepaald door een ondergrens RHM en bovengrens RHX. De grenzen van de relatieve vochtigheid Boolean zijn gegeven in Tabel 5 en kunnen door de beheerder van RIS worden aangepast. De relatieve vochtigheid Boolean geeft aan of al dan niet voldaan wordt aan het relatieve luchtvochtigheidcriterium voor mist of nevel. Indien de actuele relatieve luchtvochtigheid (UUU-1) een grens overschrijdt, verandert de Boolean (RHb-1) van waarde. Is de voorgaande waarde Pagina 21 van 28

22 van de Boolean niet bekend, dan wordt de actuele waarde van de Boolean bepaald door het al dan niet overschrijden van de waarde tussen de grenzen. Indien de luchtvochtigheid niet beschikbaar is kan de Boolean niet bepaald worden Squall indicator (vi) De squall kan worden afgeleid uit 1-minuut gemiddelde windsnelheden. Echter, van een AWS zijn deze 1-minuut gegevens van de wind niet beschikbaar. Daarom wordt de squall indicator (SQ-10) in RIS steeds op false gezet. De corresponderende weercode wawa=18 kan daarom nooit voorkomen Weercode (A10) Dit algoritme bepaalt de in de SYNOP gehanteerde weercode (wawa-10) volgens WMO tabel 4680 en de afmeldcode (W10-10) door gebruik te maken van 10-minuut gegevens in de database. De parameter wawa-10 wordt rechtstreeks in de SYNOP overgenomen terwijl W10-10 wordt gebruikt in het bulletinalgoritme (b) om het verleden weer te bepalen. De benodigde gegevens voor de weercode zijn luchttemperatuur (TTT-1), natte bol temperatuur (Tb-1), meteorologisch zicht (zm-10), relatieve luchtvochtigheid Boolean (RHb-1), totale bedekkingsgraad (n-10), gecorrigeerde neerslagsoort (PWc- 10), neerslagintensiteit van neerslagmeter (RgRgRg-10), neerslagintensiteit van present weather sensor (PgPgPg-10), squall indicator (SQ-10), en het aantal bliksemontladingen in de 2 schillen (TS1-10 en TS2-10), alsmede de voorgaande 6 wawa-10 waardes zelf. Van de meeste parameters zijn de gegevens van de laatste 7 10-minuut intervallen nodig. Merk hierbij op dat enkele invoergegevens zelf al afgeleide grootheden zijn, en daarom voorafgaand aan dit algoritme dienen te worden afgeleid. Deze volgorde kan middels een prioriteit worden geregeld. De diverse criteria die direct of indirect in de bepaling van de weercode worden gebruikt staan aangegeven in Tabel 5. Deze criteria kunnen via het beheersinterface gewijzigd worden. Merk op dat de tabel ook de criteria voor de neerslagsoort correctie, de relatieve luchtvochtigheid Boolean, en SAFIR bevat. De criteria zijn nationaal bepaald en wijken in enkele gevallen af van die van de WMO (WMO, 1997). Tabel 5. De configureerbare parameters die gebruikt worden in de bepaling van de AVW gegevens en de weercode in het bijzonder. Parameter Beschrijving Waarde TSNX maximum luchttemperatuur TTT-1 voor sneeuw 7 C TFZ grens natte bol temperatuur Tb-1 voor onderkoelde neerslag 0 C TICX maximum luchttemperatuur TTT-1 voor ijskristallen -10 C TRM minimum luchttemperatuur TTT-1 voor rijp -30 C FGM bovengrens zicht zm-10 voor mist 1000 m BRM bovengrens zicht zm-10 voor nevel m RHM ondergrens relatieve vochtigheid t.b.v. RHb-1 77% RHX bovengrens relatieve vochtigheid t.b.v. RHb-1 83% PIM ondergrens neerslagintensiteit PgPgPg-10 voor neerslag 0.00 mm/u DZM grens neerslagintensiteit RgRgRg-10 motregen licht/matig 0.1 mm/u DZX grens neerslagintensiteit RgRgRg-10 motregen matig/dicht 0.5 mm/u RAM grens neerslagintensiteit RgRgRg-10 regen licht/matig 1 mm/u RAX grens neerslagintensiteit RgRgRg-10 regen matig/zwaar 5 mm/u Pagina 22 van 28

23 Parameter Beschrijving Waarde RASHM grens neerslagintensiteit RgRgRg-10 onderbroken regen licht/matig 2.5 mm/u RASHX grens neerslagintensiteit RgRgRg-10 onderbroken regen matig/zwaar 10 mm/u RASHZ grens neerslagintensiteit RgRgRg-10 onderbroken regen zwaar/hevig 25 mm/u SNM grens neerslagintensiteit RgRgRg-10 sneeuw licht/matig 0.5 mm/u SNX grens neerslagintensiteit RgRgRg-10 sneeuw matig/zwaar 5 mm/u SNSHM grens neerslagintensiteit RgRgRg-10 onderbroken sneeuw licht/matig 0.5 mm/u SNSHX grens neerslagintensiteit RgRgRg-10 onderbroken sneeuw matig/zwaar 5 mm/u RADIUS1 straal voor bliksemontladingen TS1-10 op station 15 km RADIUS2 straal voor bliksemontladingen TS2-10 in nabijheid 20 km TSX ondergrens aantal ontladingen per 10 voor zwaar onweer 600 De weercode wordt bepaald door in omgekeerde volgorde van wawa-code (dus van 89 naar 0) na te gaan of aan het bijbehorende criterium is voldaan. De eerste voorwaarde waaraan voldaan wordt, is de geldende waarde voor de weercode. Details van het weercode algoritme zijn gegeven in De Vries (2000) en Wauben (2001). De algemene kenmerken van het algoritme zijn: Bij afwezigheid van gegevens die gebruikt worden in een criterium wordt steeds teruggevallen naar een lagere code. Tevens wordt de kwaliteit van de weercode gereduceerd. Als ontladingen op het station zijn gedetecteerd (TS1>0) dan wordt wawa in de 90 decade. Met een verdere onderverdeling aan de hand van de hevigheid van het onweer (aantal ontladingen) en het al dan niet tegelijkertijd optreden van neerslag. Als PW niet beschikbaar is dan wordt geen geldige weercode gegeven, behoudens wawa=90 als TS1>0. De neerslagsoort bepaalt ruwweg in welke decade wawa komt. Korrelsneeuw/hagel wordt gerapporteerd als hagel. Neerslagdetectie geschiedt met de present weather sensor, een nadere onderverdeling in matig of zwaar aan de hand van de neerslagintensiteit van de neerslagmeter. Sneeuw, regen of onbepaalde neerslag zijn onderbroken als tenminste 1 van de 6 voorgaande 10- minuut intervallen een ander neerslagsoort of geen neerslag is opgetreden. Onderbroken neerslag komt in de 80 decade. Als gegevens ontbreken dan valt de wawa terug naar 70, 60 of 40 decade, respectievelijk. De neerslagintensiteit van present weather sensor en neerslagmeter zijn elkaars backup. Bij het geheel ontbreken van de neerslagintensiteit wordt teruggevallen naar de bijbehorende code zonder neerslagintensiteit aanduiding (de laagste, vaak het hele tiental). Zonder actuele ontladingen of neerslag kan mist worden gemeld, anders verleden weer etc. Toename c.q. afname van mist, nevel, heiigheid en bewolking geschiedt door vergelijking van de actuele 10-minuut waarde met die van 1 uur geleden (6 intervallen terug). Bij de bepaling van toe- of afname van bewolking wordt bovenlucht onzichtbaar (n=9) gelijkgesteld aan geheel bewolkt (n=8). Pagina 23 van 28

24 Bewolking ceilometer (A11) Dit algoritme zet de 1-minuut parameters van de wolkenhoogtemeter om in wolkenbasis, totale bedekkingsgraad en maximaal 3 wolkenlagen elk met hoogte en bedekkingsgraad. De invoergegevens zijn de parameters C10, C20, C30 en ZV10 van het AWS - dus C10-g, C20-g, C30-g en ZV10-g in RIS - van de afgelopen 30 minuten. Deze 1-minuut gegevens komen niet voor in de 10-minuut database van RIS. Na de inwinning van de 1-minuut gegevens volgt automatisch de afleiding van de ceilometer bewolking te weten cn-10, cn1-10, cn2-10 en cn3-10 voor de totale bedekkingsgraad en de bedekkingsgraad per laag en ch-10, ch1-10, ch2-10 en ch3-10 voor de wolkenbasishoogte en de hoogte per laag. Tevens leidt het algoritme de verticaal zicht Boolean af, die aangeeft of de wolkenhoogtemeter gegevens voldoen aan de criteria voor verticaal zicht (bovenlucht onzichtbaar, n=9). Als minder dan 75% van de gegevens beschikbaar is dan wordt geen ceilometer bewolking afgeleid. Het algoritme gebruikt een melding van ZV als wolkendetectie in situaties dat C1 onbewolkt aangeeft. Het algoritme werkt globaal als volgt: Tel de hoogte van de ceilometer boven stationsniveau (Zc) bij de 1-minuut wolkendetectie op. Geef de 1-minuut data van de laatste 10 minuten een dubbel gewicht. Sorteer de 1-minuut data op hoogte. Bepaal het aantal wolkendetecties dat correspondeert met elk octa interval daarbij rekening houdend met het gewicht. Merk op dat 0 en 8 octa, respectievelijk, geen enkele wolkendetectie en alleen maar wolkendetecties vereisen. De laagste 1-minuut wolkendetectie is de wolkenbasis, het totale gewicht van de 1-minuut data met bewolking bepaalt de totale bedekkingsgraad. Bepaal de aanwezigheid van een wolkenlaag aan de hand van de gesorteerde 1-minuut meting corresponderende met het midden van elk octa-interval. Indien dit correspondeert met een wolkendetectie, genereer dan een wolkenlaag met als bijbehorende hoogte de laagste 1-minuut waarde van het interval. Combineer vervolgens een wolkenlaag met die erboven indien ze dicht genoeg bij elkaar liggen (afhankelijk van hoogte). Maak van de 2 lagen 1 laag met de hoogte van de onderste laag en de bedekkingsgraad van de bovenste laag. Er kunnen maximaal 8 wolkenlagen overblijven. Herhaal bovenstaande procedure voor C2 en C3, respectievelijk. Combineer de resultaten van C1, C2 en C3. Zet de bedekkingsgraad van een hogere laag tenminste gelijk aan die van een onderliggende laag. Reduceer de overgebleven wolkenlagen tot maximaal 4 lagen waarbij de eerste laag een bedekkingsgraad van tenminste 1 octa heeft, de tweede 3, de derde 5 en de vierde tenminste 7 octa. Alleen de eerste 3 wolkenlagen worden gemeld. Eventuele wolkenlagen boven een laag van 8 octa worden niet gemeld. De Boolean voor verticaal zicht wordt op true gezet als slechts 1 wolkenlaag wordt gemeld met 8 octa, geen C2 wolkendetectie is opgetreden, en de wolkenbasis beneden de 500 voet is Bewolking (A14) Dit algoritme combineert de bewolkingsgegevens verkregen uit een wolkenhoogtemeter, METEOSAT en eventueel een infraroodradiometer. Het gebruik van METEOSAT in combinatie met de wolkenhoogtemeter is nog niet optimaal en een operationele infraroodradiometer is nog niet beschikbaar. Daarom wordt op dit moment dit algoritme niet gebruikt, maar wordt de bedekkingsgraad van de wolkenhoogtemeter gebruikt. Pagina 24 van 28