Garantía de calidad de las mediciones

El aseguramiento de la calidad de las mediciones prepara los datos brutos para su posterior análisis. El filtrado de datos, el relleno de lagunas y la homogeneización añaden un valor significativo a los datos de medición brutos.

meteoblue proporciona aseguramiento de la calidad de las mediciones basado en las mediciones disponibles a través de la API. meteoblue distingue entre tres casos de uso diferentes: estación única, estaciones múltiples y red de ciudades. La garantía de calidad se proporciona para las siguientes variables meteorológicas:

  • Temperatura del aire
  • Precipitación
  • Velocidad del viento
  • Dirección del viento
  • Radiación solar
  • Humedad relativa

La garantía de calidad de las mediciones permite el seguimiento de la transmisión de datos mediante alertas en tiempo real en caso de que las estaciones no envíen información. Además, se elaboran informes mensuales y estadísticas meteorológicas para los índices climáticos y la cobertura de las estaciones. Además, el sistema proporciona normalización de datos en marcas de tiempo distribuidas equitativamente, y ofrece funciones como el control de calidad de las estaciones, el relleno de lagunas y la homogeneización de datos. La disponibilidad de estas funciones depende del caso de uso y de la variable meteorológica.

Marca de tiempo distribuida equitativamente

Diferentes proveedores de estaciones pueden registrar las mediciones con diferente resolución temporal. Para comparar las mediciones de distintos proveedores de estaciones, es necesario comparar lo mismo paso de tiempo. Además, las estaciones no suelen registrar exactamente la hora completa o la media hora. Por lo tanto, la herramienta de paso de tiempo interpola hacia la hora completa y la media hora. El usuario puede decidir la resolución temporal del conjunto de datos. Si la resolución temporal seleccionada es inferior a la resolución temporal del proveedor de la estación, los valores intermedios se rellenan con NaN (Not a Number).

Control de calidad de la estación

El control de calidad se realiza en tres etapas:

Proyección

Se comprueba que los metadatos de las estaciones son correctos. Si la latitud o longitud de la estación se encuentra fuera de las coordenadas naturales de la Tierra los datos de la estación se someten a un proceso de corrección. Además, se calcula la cobertura de los datos basándose en la relación de los valores relevantes (es decir, los que no son iguales a NaN).

Control de calidad estático para cada ubicación por separado

Se aplican varios filtros diferentes a las series temporales de cada estación. Estos filtros suelen ser diferentes para las distintas variables.

QC1 filtro para temperatura Descripción
Consulta NaN Detección de NaNs
Control lógico Detectar valores ilógicos demasiado altos o demasiado bajos
Comprobación estática Detectar valores atípicos fuera de los umbrales
Comprobación de Flatliner Detección de valores planos cuando los valores consecutivos son iguales
Comprobación Blip Detectar cambios bruscos de temperatura por encima del umbral
Comprobación espacial Detectar valores ilógicos espaciales

Control de calidad dinámico

El control de calidad dinámico se utiliza para comparaciones complejas entre diferentes estaciones (sólo se aplica para el caso de uso de la red de ciudades, véase más arriba). La coherencia espacial de las estaciones se verifica aplicando controles de vecindad y comparando estaciones dentro de un radio especificado alrededor de la estación.

Relleno de huecos

Para rellenar los huecos se utilizan tres enfoques diferentes.

  1. Interpolación lineal
    • Si el desfase es de una sola marca de tiempo
  2. Usar otra estación
    • Si el desfase es superior a un paso de tiempo
    • Encontrar la estación con la mejor correlación basada en mediciones históricas
    • Utilizar la estación mejor correlacionada y aplicar una corrección de sesgo (para tener en cuenta un posible sesgo entre las dos estaciones).
  3. Utilizar los datos del modelo
    • Si el desfase es superior a un paso de tiempo
    • Utilizar los datos del modelo de la cadena de modelos meteoblue que mejor se ajuste a la estación (selección de hasta 20 modelos diferentes de predicción numérica del tiempo (NWP) en función de la ubicación)

Homogeneización de datos

La herramienta de homogeneización de datos meteoblue contiene varias funcionalidades para diversos casos de uso.

Para las mediciones de temperatura, existen dos enfoques diferentes (corrección del sesgo y corrección de la radiación) se complementan entre sí y están disponibles basándose en diferentes supuestos. En caso de que se utilice una red de sensores urbanos de bajo presupuesto puede aplicarse una corrección de sesgo en el caso de uso operativo e histórico si al menos un sensor de bajo presupuesto está instalado cerca de una estación estándar de la OMM (por ejemplo, METAR, MeteoSwiss, etc.). La corrección del sesgo calcula en tiempo real la diferencia entre el sensor de bajo presupuesto y la estación OMM y corrige esta diferencia para todos los sensores de la red de la ciudad con una frecuencia de actualización de la medición de la OMM. Esta corrección del sesgo se aplica a todas las variables disponibles en la red de la ciudad. Este método tiene en cuenta las discrepancias sistémicas entre la estación OMM y la red de ciudades, por ejemplo, errores debidos a la acumulación de calor o errores sistemáticos que se producen durante las noches.

Para el caso de uso "red de ciudades históricas" se aplica una corrección científica de la radiación para garantizar la mejor calidad posible de los datos meteorológicos históricos. Obsérvese que, debido a la complejidad de esta corrección de la radiación no es posible ofrecer este método en uso operativo.

Por lo tanto, los resultados en funcionamiento difieren de los resultados del paquete de datos históricos, donde normalmente se alcanza la máxima calidad.

La corrección científica de la radiación se basa en nuestras rutinas especiales publicadas en un artículo de investigación científica, e incluye correcciones separadas para condiciones de sombra y sol. La radiación directa de onda corta, la radiación difusa de onda corta, la temperatura del aire, la velocidad del viento y el ángulo de elevación solar se utilizan como variables de entrada para la corrección de la radiación.

Comparación de la temperatura del aire de tres sensores diferentes 
    (Metos LoRain, Sensirion, referencia OMM) en Schimmelstrasse, Zúrich en junio de 2020. Comparación de la temperatura del aire entre la referencia OMM 
    el sensor Metos LoRain sin corregir y el sensor Metos LoRain corregido.