Sademittareiden vertailua
Vertailua Physicumin katolla tavanomaisten sademittarien suhteen, kun Ottin
sademittarin tietoja on suodatettu kahdella eri tavalla: a) edellisen suodatetun
lukemaero ei saa olla negatiivinen ja b) myös sitä edeltänyt arvo ei saa
olla negatiivinen.
Muut sademittarit: tretj = Tretjakovin tuulisuojuksessa HjaH-sadeastia,
wild1 = Wildin tuulisuojuksessa iso sadeastia (Suomi 1909) ja samoin
wild2 mutta eri paikassa.
Joulukuussa 2003 mitattu sade ja kova tuuli
Puntaroivan mittarin tulosten suodatusta 4.12. tuulen aiheuttaman
virhesateen poistamiseksi
P1 on siis suodattamaton Ottin punnitus ja P2 sen suodattama punnitus
sadannaksi muutettuna, kun R1 ja R2 ovat kyseiset voimakkuudet, joiden
summaamisesta on siis kyse. Lisäsuodatus a on yksinkertaisesti sellaiset
voimakkuudet hylkäävä, joissa edellisessä voimakkuus on ollut
negatiivinen eli vajautumista merkitsevä, ja b-suodatuksessa on otettu
huomioon sitä edellinenkin, kun näissä tiedoissa on ollut 4 minuutin
aika-askel, joka vastannee Ottin oman suodattimen vaikutusta.
Itse asiassa nähdäänkin että P1a on aika sama kuin P2. Käytännössä P2b
on aika hyvän näköinen tuulen aiheuttaman vaihtelun suodatuksena eikä
paljon oikeistakaan (heikoistakin) sateista jää kertymään tulematta.
Yleinen Ottin mittauksen periaate on siis se, että punnitusero minuutin
aika-askeleella antaa sateen voimakkuuden koska haihdunta on sateen
aikana olematon. Toisaalta taas haihdunta on sateiden välillä yleensä
niin huomattava että sekin on otettava huomioon ja siksi ei voida vain
laskea pitkää tasoitettua keskiarvoa sadannan mittaamiseksi. Suodattimia
kumminkin pitäisi saada jokseenkin yksinkertaisesti muodostettua, ellei
sitten ole toista anturia, joka kertoo sataako vai ei. Tätä varten
minuutin aika-askeleella tiedon tallentaminen saattaisi olla
mielekkäämpää jotta edestakainen värähtely saadaan luotettavammin
poistettua vaikka 4 minuuttia toki parillisena lukuna on ehkä lähes
samaa merkitsevä lopputuloksen kannalta.
Tuulen aiheuttamaa värähtelyä voisi kai tarkastella dynaamisen paineen
kautta suoraan, koska ylöspäin sojottavassa putkessa voisi lähteä
suoraan paineen vajauksesta joka olisi siis 1/2*roo*U*U eli kun tiheys
on noin 1 kg kuutiometrissä, niin 1 m/s vastaisi 0,5 Pa vähentymää,
josta sitten taas ottaen huomioon 200 neliösentin pinta-ala saadaan
puuskien aiheuttama painon värähtely arvioitua. Puntarin
mittauserotuskyky oli siis 0,01 mm sademäärää vastaava muistaakseni.
Toisaalta voisi ajatella myös pystyvirtausten aiheuttavan vastaavia
heilahteluita...
Sademittausten aikamerkinnöistä
Sadetietoja mitataan Physicumissa ensi sijassa punnitsevalla mittarilla
Ott Pluvio, josta Erkki Siivolan ohjelma tallettaa puntarin lukemat 4
minuutin välein. Kellonaika on tallettavan PC-koneen kertoma Suomen
standardiaika (UTC+2) ja tiedoissa on suodattamaton sekä sademittarin
suodattama lukema. Distrometriin osuvan pisaran iskun hetki mitataan
millisekunnin erotuskyvyllä UTC-ajassa HY:n UNIX-koneeseen aikaa
tarkistaen.
Kuvassa on Physicumin kesän voimakkaimman sadekuuron mitattu voimakkuus
Suomen kesäajassa Ottin ombrometrin ja distrometrin tiedoista
laskettuna. Distrometrin mukaan voimakkuus on minuutin välein ja kertoo
kyseisen minuutin aikana kertyneet pisarat sateen voimakkuudeksi
muunnettuna (HH.MM.00,000 - HH.MM.59,999). Ottin mittarista aika on
tiedoston aika (HH.MM) ja muutos edelliseen punnituslukemaan sateen
voimakkuudeksi muunnettuna, "Ott suod." on suodatettu mittaus.
Kuvassa järkevämmin käyttökelpoinen "Ott suod." on ajallisesti
noin 8 minuuttia distrometriä jäljessä, käytännössä (-0,5-2) 5,5
minuuttia mittaustapojen erot huomioon ottaen. Vähäisemmissä kuuroissa
aikaero näyttää olevan vähäisempi.
The hardest rain in Physicum is presented showing the time stamp
differences in the available rain intensity data. Distrometer is
(disdrometer) measuring one minute intensity = "distrom." as the sum
of rain drops hitting the sensor during (HH:MM:00.000 - HH:MM:59.999).
Ott Pluvio weighing rain gauge data is for a 4 minute period the
increase in weight of the reservoir = "Ott", and same procedure is done
with the filtered data = "Ott suod.".
The more reasonable of the Ott data parameters "Ott suod." has a lag of
about 8 minutes in the picture, practically about 5.5 minutes taking
into account the differences in calculus. In weaker rain the difference
seems to be smaller.