El C3 (URV) i l’Observatori estudien la qualitat de les mesures meteorològiques

Per poder fer estudis climàtics de qualitat, cal prestar tanta atenció als valors obtinguts, com a la metodologia d’observació, només així estarem segurs de que els canvis mesurats són deguts a canvis en el clima i no a canvis en els  instruments o a la metodologia utilitzada per fer les mesures. El Centre per al Canvi Climàtic (C3), de la Universitat Rovira i Virgili, i l’Observatori de l’Ebre (OE) estan col·laborant en l’estudi de la qualitat de les sèries meteorològiques. Alba Gilabert (C3) i Germán Solé (OE) ens ho expliquen en aquest article.

Estació meteorològica de l'Observatori de l'Ebre, que inclou instruments instal·lats específicament per al projecte.

Estació meteorològica de l’Observatori de l’Ebre, que inclou instruments instal·lats específicament per al projecte.

En meteorologia és tan important el valor de l’observació com les condicions en que s’ha obtingut aquest valor. Si les formes d’observació no són les correctes, el valor serà, com a mínim dubtós. Per exemple, en els estudis que analitzen la variació de les variables meteorològiques en diferents indrets, ens cal estar segurs de que les diferències entre els valors observats en els diversos observatoris es deuen a diferències naturals i no a diferències en la forma en que s’han obtingut.

L’observació repetida durant molts anys implica que disposem d’una sèrie climàtica, amb la que podem estudiar l’evolució del clima, si s’han produït canvis al llarg del temps, i si s’han produït, avaluar-ne la seva magnitud i les possibles causes que l’han derivat. Ara bé, per tal de que els estudis climàtics siguin robustos i fiables és fonamental estar segurs de quines han estat les condicions de mesura, i si s’han produït canvis. Aquest és un punt crític, ja que si la sèrie és suficientment llarga, segur que tindrem, com a mínim, canvis en els observadors: jubilacions, noves incorporacions,…. Amb els anys pot haver canviat l’emplaçament del punt d’observació, o l’abric on es fan les mesures, també pot canviar l’instrumental, i fins i tot podem passar d’observatoris manuals a estacions automàtiques. Tots aquests canvis poden provocar inhomogeneitats en les series climàtiques que caldrà corregir (entenem que una sèrie climàtica és homogènia quan tots els canvis són deguts únicament a l’evolució natural de clima).

Per tal d’intentar avaluar la magnitud d’alguns d’aquests canvis s’ha creat la xarxa d’excel·lència “Evaluación del impacto en las series de temperatura de las transiciones entre sistemas de observación” (IMPACTRON) amb la participació de personal de: Centre for Climate Change (C3) de la Universitat Rovira i Virgili, Servei Meteorològic de Catalunya, Instituto Pirenaico de Ecología, Escuela de Ingeniería de la Universidad de Zaragoza, Dto. Geografía, Urbanismo y OT. (Facultad de Filosofía y Letras) de la Universidad de Cantabria, Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) i Observatori de l’Ebre.

L’objectiu d’aquesta xarxa IMPACTRON és el de documentar i analitzar l’efecte sobre les sèries de temperatura de l’aire de les principals transicions entre els sistemes d’observació que ha sofert la xarxa d’estacions espanyoles. L’estudi s’aborda a partir de la localització i anàlisi de mesures paral·leles, mitjançant les quals es podrà descriure l’efecte en la distribució estadística de la temperatura de cada una de les transicions (principalment canvis en els abrics meteorològics, el pas de les mesures manuals a les automàtiques o les relocalitzacions de les estacions als aeroports).

Si ens fixem en la sèrie climàtica de l’Observatori de l’Ebre, a les metadades consta que hi ha un únic canvi en l’emplaçament, des de 1905 fins l’actualitat, que aquest és d’uns 5 metres, i que les garites han estat sempre tancades, és a dir del tipus Stevenson o similar, no havent-hi transició de garita del tipus Mountsouris a Stevenson (transició molt comú en moltes de les series centenàries pertanyents a la xarxa d’estacions de l’AEMET). A més, tot i que des de 1989 s’han instal·lat diferents estacions meteorològiques automàtiques, les sèries d’observacions manuals no s’han aturat i es continuen fent pràcticament de la mateixa manera que a principis del segle passat. Aquest fet ens proporciona dues sèries de mesures paral·leles de més de 25 anys que podrem comparar, per tal d’estimar les característiques del biaix que introdueix el passar d’estacions convencionals (manuals) a automàtiques.

El C3 sota el projecte MeteoMet, des de mitjans del 2013 du a terme a l’Observatori de l’Ebre un experiment de camp innovador. Aquest ha consistit, en una primera fase, en instal·lar un tercer sistema de mesura de temperatura, un sensor de temperatura calibrat d’acord amb els estàndards metrològics, en la garita Stevenson on hi ha el termòmetre de mercuri i el sensor de l’estació automàtica de l’AEMET (no calibrat periòdicament seguint aquests estàndards metrològics). D’aquesta manera, es pretén avaluar en primer lloc, quina és la influencia de la calibració seguint els estàndards metrològics (consisteix en establir una relació entre el sensor sota calibració i un altre sensor referència en condicions controlades dins d’una cambra de calibració per a tot el rang de temperatura pel qual després mesurarà el sensor. Fruit d’aquestes comparacions s’obté la corba de calibració que servirà per corregir les observacions), en front dels processos de comparació in-situ als quals està sotmès el sensor de l’AEMET (consisteixen en comparar les mesures del sensor que està mesurant amb un altre referència, en la mateixa estació durant un període de temps curt reduint el rang de temperatures que seran avaluats. En aquest cas no s’obté cap corba de calibració que possibiliti la correcció de les mesures), per tal de poder analitzar si la introducció del procés de calibració seguint els estàndards metrològics millora la fiabilitat les mesures de les estacions automàtiques I en segon lloc, s’analitza si la introducció d’aquests processos estàndards permet disminuir el biaix introduït en l’automatització de les estacions meteorològiques. En aquest cas, els tres sistemes de mesura estan instal·lats a la mateixa gàbia, eliminant dues possibles influencies sobre les diferències: l’emplaçament i l’abric meteorològic, ja que són els mateixos per els tres.

L’experiment, amb tota la seva complexitat, forma part d’una tesi doctoral que l’Alba Gilabert llegirà en breu, així com diversos estudis en els quals també hi participa personal de l’Observatori de l’Ebre, del Institut de Metrologia Italià (INRiM) on es duen a terme les calibracions i del C3. Els primers resultats mostren que la introducció dels mètodes de calibració metrològica, no només milloren la fiabilitat i donen traçabilitat a les mesures preses per les estacions automàtiques sinó que també ajuden a reduir el biaix introduït en l’automatització i donen més estabilitat i homogeneïtat a les series climàtiques.

Fruit de l’excel·lent col·laboració entre l’Observatori de l’Ebre i el C3 que ha permès obtenir uns molt bon resultats, recentment s’ha afegit un segon sensor calibrat seguint els mateixos estàndards metrològics. Aquest darrer sensor és un clon del primer (el sistema de mesura i el procés de calibració ha estat exactament el mateix que en el primer), però la diferència en aquest cas, és que aquest segon s’ha instal·lat en un altre tipus d’abric meteorològic. En aquest cas s’ha instal·lat en una gàbia de platerets aspirada del tipus Young, que és el tipus que més s’està emprant en les estacions automàtiques. Amb aquest segon experiment es vol avaluar primer quina és la influencia del canvi d’abric, i en un futur, si es pot mantenir durant un temps suficientment llarg (4 o 5 anys), determinar si la degradació dels nous tipus d’abrics meteorològics influeix en els valors mesurats. Els primers resultats ja ens estan indicant que la introducció d’aquestes noves garites introdueix també un biaix en les series de temperatura.

La introducció de les estacions automàtiques ha permès un augment de la resolució temporal i espacial de les mesures de diverses variables climàtiques però també ha introduït un biaix en la majoria de les series de temperatura de llarg recorregut d’arreu del món constituint un dels problemes més importants als quals s’enfronta la comunitat climàtica. Aquest experiment de camp s’està realitzant gràcies a combinar els coneixements de tres disciplines, la metrologia, la meteorologia i la climatologia, donant llum a un problema global.

Aquesta entrada s'ha publicat dins de Recerca i etiquetada amb , , . Afegiu a les adreces d'interès l'enllaç permanent.