Kutatói pályára felkészítı akadémiai ismeretek modul Környezetgazdálkodás Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI AGRÁRMÉRNÖK MSC
Mérési hibák Az észlelés helyszíne: a mőszerkert 7. elıadás 13.-14. lecke
Mérési hiba. A mőszerkert legfontosabb tulajdonságai. 13. lecke
Az észlelés hibája Az észlelés pontosságát a megfigyelés (mérés) során nyert érték és a valóságos érték egymáshoz való viszonya határozza meg. A kettı közti eltérés a hiba, melynek két csoportja létezik: - szisztematikus hiba és - véletlen hiba. A szisztematikus hiba felderíthetı, s kellı odafigyeléssel megszüntethetı. A véletlen hiba rendkívül sokrétő lehet, többféle ismeretlen okra vezethetı vissza. Csökkentésére törekedni kell.
Fontosabb típushibák - A mőszer leolvasásának hibája: a mőszer skálájának beosztása, legkisebb skála egysége determinálja. Tized fokos beosztásnál a tévedés lehetısége is éppen egy tized. - A mőszer hibája az az eltérés, ami az adott mőszeregyed és az etalon között van. - Paralaxis hiba a meteorológiai mőszereknél a nem merıleges irányú leolvasásnál jelentkezik. Alul- és felülbecsléshez egyaránt elvezethet. - Személyi hiba mindig az adott észlelıhöz kötıdik. - Mőszer-beállási idı figyelmen kívül hagyása
Az idıjárási elemek mérési hibáját a késıbbiekben meteorológiai elemenként tekintjük át. A mőszerkert: a mérımőszerek elhelyezése Kijelölésekor számos követelménynek kell megfelelnie a választott területnek; mindig meteorológus szakember közremőködésével végzik. Fontos az egységesség, mely a késıbbi összehasonlíthatóság miatt alapvetı, valamint a reprezentativitás (környezı területek). A kerítéssel körülvett terület nagysága legtöbbször 6x9 m (vagy kisebb), fáktól, magas épületektıl, zavaró tereptárgyaktól távol esik.
46. ábra A hagyományos mőszerkert berendezése Czelnai nyomán
47. ábra A Marczell Gy. Fıobszervatórium mőszerkertje Pestszentlırincen
A mőszerkert kialakításának legfontosabb követelményei (röviden) Közvetlen környezetben lévı nagyobb tereptárgyaknál a magasságuknak legalább 2-4- szeres távolságára kell kialakítani a mőszerkertet. Közvetlen közelben árnyékoló magas tárgy, építmény nem lehet! A reprezentativitást az állomás típusa határozza meg (szinoptikus makro léptékben)
A talaj felszínét rövidre nyírt gyep borítja (3 cm alatti magasságban). Ennek folyamatosságáról az állomás telepítését követıen gondoskodni szükséges. Nyílt terület szükséges a sugárzás, felhızet, szél jellemzık, látástávolság becslésnél. Az éjszakai erıs megvilágítás zavaró hatású lehet (látástávolság becslés), ezért az elkerülendı
A horizont korlátozás különösen a sugárzás mérés pontosságát ronthatja. A mőszerkert mőszereinek áthelyezése tilos! Törekedni kell a mőszerkert tisztán tartására, gondozására. Nemcsak a mőszereket kell állandóan tisztítani. Az állomás neve A legközelebbi településrıl kapja a nevét, melyhez további adatok társulnak: - Földrajzi hosszúság és szélesség - Tengerszint feletti magasság (hımérı házé, vagy légnyomásmérı, vagy csapadékmérıé, vagy átlag)
Egyenetlen felszínnél a mőszerkert magassága a kijelölt hımérıházikótól 20 m-es sugarú körben lévı terület átlagmagasságával egyezik. A továbbiakban az egyes mőszerek magasságát a fenti referencia értékhez viszonyítják. Az állomás életében bekövetkezı változások (költözés, mőszercsere stb.) módosíthatják az adatok minıségét. Ennek kiküszöbölésére, a folytonosság biztosítására szükség van a hosszú idısorok esetenkénti korrigálására. A megoldást a párhuzamos mérésekmegfigyelések jelentik, melyek ismeretében az adatsort megfelelıen homogenizálhatjuk.
48. ábra A keszthelyi állomás mért és homogenizált adatsora 1901-2000 között
Az állomás-hálózat kialakítása. A hazai rendszer legfontosabb tagjainak (mérési programok) bemutatása 14. lecke
Az állomáshálózat kialakítása A megfelelı állomáshálózatot a telepített állomások száma mellett azok elhelyezése is meghatározza. Teljesen homogén környezet, felszín esetén A legjobb eredményt a 60 -os rombuszos állomás hálózattól várhatjuk, mert ennek a terület lefedése a legjobb (49. ábra). Nem homogén környezetben elıször szükséges a homogén térségek kijelölése, szétválasztása. Ezt követi az egy-egy homogén rész-területre az állomáshálózat kialakítása. Elıször mindig a kialakított rész-övezetekbe kerülnek az állomások.
49. ábra Állomáshálózat kialakításának alapelve Czelnai nyomán
A hazai automata állomások MILOS-500 szinoptikus mérıautomata Észlelıvel (személyzettel) ellátott állomás mérési programja: Idıjárási elemek megfigyelése 10 perces intervallumban (CLIMA) óránként szinoptikus megfigyelés (SYNOP) Csak az adott állomásra vonatkozó speciális mérések, pl. párolgás, UV-B sugárzás stb. Szakértı személyzet állandó jelenléte a vizuális megfigyelésekhez, valamint az automata meteorológiai állomás üzemeltetésére, karbantartására.
50. ábra MILOS-500 szinoptikus mérıautomata
A MILOS-500 mérési programja 46 szenzoros léghımérséklet, maximum és minimum hımérséklet, radiációs minimum hımérséklet, csapadék, hó vastagság, légnyomás, légnedvesség, szélirány és szélerısség idıkép, idıjárás, felhızet, látástávolság, talajállapot, sugárzás: hosszú hullámú be- és kisugárzás, rövid hullámú be- és kisugárzás speciális jelenségek Ahol nincs személyzet, ott a vizuális elemek megfigyelése hiányzik.
A vizuális elemeket az észlelık közvetlenül táplálják be a számítógépbe. QLC-50 mérıautomata az éghajlati állomásokon Mérésében a hangsúlyt a hımérsékleti és a csapadék jellemzıkre helyezik. Az észlelések csak a fıterminusokra korlátozódnak. Az adatokat havonként összegzik. Az észlelés 10 percenként továbbított, de csak belföldön használatos. Emberi felügyelet legtöbbször nincs. Havonta, vagy meghibásodás esetén és karbantartási célból látogatják.
51. ábra A pápai QLC-50 mobil klímaállomás a reptéren www.zivatar.hu/c.php?c=meteorologiai-allomaspapa
A QLC-50 mérési programja Gyakran találhatók embertıl távoli területeken, vagy kiemelt idıjárással kapcsolatos intézményekben, oktatási intézmények területén. Mérik a: szélsebességet szélirányt léghımérsékletet légnedvességet talajfelszín hımérsékletet (2 cm), talajhımérsékletet (felszíni: 5 és 20 cm; mélységi: 50 cm) csapadékmennyiséget
52. ábra A QLC-50 mérıautomata lelke (Keszthely)
1. táblázat A hazai hálózat két alap-automatájának összehasonlítása a mérési pontossággal Mért paraméter Elérhetı pontosság MILOS 500 QCL 50 Szélsebesség ± 0,1 m/s + + Szélirány 5.6 + + Léghımérséklet ± 0,1 C és ±0,3 C + + Légnedvesség ± 3% + + Talajfelszín hımérséklete ± 0,1 C és ±0,3 C + + Talajhım. ± 0,1 C + + Csapadék ± 3% + + Csapadék detektor - + + Globálsugárzás ± 2% + Légnyomás ± 0,3 mbar + UV-B sugárzás ± 5% + Bitt-szonda (gamma dózis) - + Jelen idı szenzor - +
A mőszerkalibrálás helyszínei területcsoportonként Algiers (Algéria), Cairo (Egyiptom), Nairobi (Kenya), Gaborone (Botswana) Beijing (Kína), Tsukuba (Japán) Buenos Aires (Argentína) Bridgetown (Barbados), San José (Costa Rica), Mount Washington (USA) Manila (Fülöp szigetek), Melbourne (Ausztrália) Trappes (Franciaország), Bratislava (Szlovákia), Ljubljana (Szlovénia)
Köszönöm figyelmüket!