POGRE[KI PRI MERITVAH PADAVIN IN METODE POPRAVLJANJA MERJENIH PADAVIN

Transcription

1 Geografski vestnik 82-2, 2010, Metode METODE POGRE[KI PRI MERITVAH PADAVIN IN METODE POPRAVLJANJA MERJENIH PADAVIN AVTORICI Ur{ ka Bajc, dr. Moj ca [raj Fa ku te ta za grad be ni{ tvo in geo de zi jo Uni ver ze v Ljub lja ni, Jamo va 2, SI 1000 Ljub lja na, Slo ve ni ja ur ska.bajc agmail.com, moj ca.sraj afgg.uni-lj.si UDK: : COBISS: 1.01 IZVLE^EK Po gre{ ki pri meri tvah pada vin in meto de poprav lja nja mer je nih pada vin Iz mer je ne pada vi ne so eden od naj po memb nej {ih podat kov v hi dro lo{ kih, kli ma to lo{ kih in geo graf skih mode - lih. Pri stan dard ni meto di mer je nja z de `e me rom, postav lje nim nad raven tere na, pri ha ja do siste ma ti~ nih napak ozi ro ma tako ime no va nih pogre{ kov, ki so odvi sni od meteo ro lo{ kih in instru men ta cij skih dejav ni kov. Glav ni pogre {ek nasta ne zara di vetra, ki pov zro ~a tur bu lent no polje nad odpr ti no de`e me ra, sle di jo pa pogre{ - ki zara di vla `e nja, eva po ra ci je, {krop lje nja kap ljic v de `e mer in iz nje ga ter izpi ho va nja in zametov sne ga. Pogre {ek zara di vetra je odvi sen od hitro sti vetra in struk tu re pada vin, ki so pove za ne z in ten zi te to pada vin, tem pe ra tu ro zra ka, rela tiv no vla` nost jo ali obli ko pada vin. Pogre {ek zara di vla `e nja od {te vi la pada vin skih dni, pogre {ek zara di eva po ra ci je od satu ra cij ske ga defi ci ta in hitro sti vetra, pogre {ek zara di izpi ho va nja in zame tov sne ga pa so odvi sni od hitro sti vetra. Pada vi ne, ki jih izme ri mo, so za 10 do 30 % manj {e od dejan - skih, zato mora mo meri tve z raz li~ ni mi meto da mi ustrez no popra vi ti. V tem ~lan ku so meto de podrob no opi sa ne. KLJU^NE BESEDE geo gra fi ja, pada vi ne, poprav ki pada vin, pogre{ ki meri tev, meto de poprav lja nja pada vin ABSTRACT Er rors in pre ci pi ta tion mea su re ments and met hods of pre ci pi ta tion cor rec tion Pre ci pi ta tion data are of pri mary impor tan ce for hydro lo gi cal, cli ma to lo gi cal and geo grap hi cal cal cu la tions. The stan dard met hod of pre ci pi ta tion mea su re ments using rain gau ges expo sed about ground-le vel is sub - ject to syste ma tic error. The com po nents of the syste ma tic error are rela ted to the meteo ro lo gi cal and instru men tal fac tor. This error is due to wind-field defor ma tion abo ve the gau ge rim, to wet ting, eva po ra tion, splas hing in and out of rain drops and also blo wing and drif ting of snow. The loss from wind-field defor ma tion abo - ve the gau ge is rela ted to wind speed and pre ci pi ta tion struc tu re. It can be pre sen ted by rain fall inten sity, by air tem pe ra tu re or by humi dity and the type of pre ci pi ta tion. Loss from wet ting is rela ted to the num - ber of pre ci pi ta tion events or pre ci pi ta tion days, whi le loss from eva po ra tion is a func tion of the satu ra tion defi cit and wind speed. Loss from blo wing and drif ting snow is rela ted to wind speed. The accu racy of pre - ci pi ta tion mea su re ments is about % less than real. Pre ci pi ta tion mea su red by rain gau ges should be cor rec ted by using dif fe rent cor rec tion met hods which are cove red in this artic le. KEY WORDS geo graphy, pre ci pi ta tion, pre ci pi ta tion cor rec tion, mea su ring errors, met hods of pre ci pi ta tion cor rec tion Ured ni{ tvo je pris pe vek pre je lo 9. av gu sta

2 Ur{ ka Bajc, Moj ca [raj Po gre{ ki pri meri tvah pada vin in meto de poprav lja nja mer je nih pada vin 1 Uvod Pri dolo ~a nju koli ~in vode in pre to ka vode v po sa mez nih delih hidro lo{ ke ga kro ga lah ko zara di pomanj klji ve meril ne teh ni ke nale ti mo na mno go nez nank (Brilly in [raj 2005). V prak si se naj po go - ste je upo rab lja poda tek o to~ kov no izmer je ni koli ~i ni pada vin (Fran tar 2007). Koli ~i na pada vin, ki jo izme ri mo na meril nem mestu z de `e me ri, naj bi bila tak {na, kakr {no prej me jo narav na tla v oko li ci. To zah te vo je pogo sto te` ko ure sni ~i ti, saj meri tve v naj ve~ ji meri moti giba nje zra ka v bli` nji oko li ci, zato so ob mo~ nem vetru so odsto pa nja pri mer je nju pada vin zelo veli ka (Se vruk 1987). Po gla vit ni vzrok za odsto pa nja pri meri tvah pada vin pa ni samo veter, ampak tudi osta li siste ma - ti~ ni pogre{ ki. K temu sodi ta v prvi vrsti vla `e nje lija ka in notra njih sten de`e me ra ter izh la pe va nje `e zaje tih pada vin. Sle di pogre {ek, ki nasta ne zara di {krop lje nja kap ljic v de `e mer in iz nje ga ter, v pri - me ru sne` nih pada vin, pogre{ ki zara di izpi ho va nja in zame tov sne ga nad de`e me rom. V ta namen so bile raz vi te {te vil ne meto de za korek ci jo izmer je nih pada vin v po sa mez nih dr`a vah. Namen ~lan ka je sez na ni tev z vzro ki in veli kost jo pogre{ kov pada vin ter pre gled raz li~ nih metod poprav kov mer je nih pada vin. 2 Vrste in veli kost pogre{ kov Vsa ko mer je nje, {e poseb no tisto, ki se izva ja v na ra vi, je obre me nje no s si ste ma ti~ ni mi in slu ~aj - ni mi pogre{ ki (sli ka 1). Med tem ko je siste ma ti~ ne pogre{ ke mogo ~e defi ni ra ti, loci ra ti in jih vsaj delo ma zmanj {a ti, pa slu ~aj nih ne more mo ozi ro ma se jim pri meri tvah te` je izog ne mo (Al le rup in Mad sen 1980; Bonac ci 1990; Bonac ci 1994). Slu ~aj ni pogre {ek je splo {ni izraz, ki se upo rab lja pri vseh vrstah mer je nja. [te vil ni pogre{ ki te vrste nasta ne jo zara di kom bi ni ra nih vpli vov meril ne ga instru men ta, meto de mer je nja in opa zo val ca, ki izva - ja meri tev. Nasta ne jo lah ko na pri mer zara di po{ kodb notra njih sten in zgor nje ga roba de`e me ra, izli va nja vode iz de`e me ra v me ril no poso do. Tem pogre{ kom se lah ko vsaj delo ma izog ne mo s pra vil no posta - vi tvi jo instru men ta, nje go vim vzdr `e va njem in pra vil nim roko va njem (Bo nac ci 1994). nepravi pogre{ek naklju~ni pogre{ek vrednosti merjene koli~ine +e s srednja merjena vrednost prava vrednost koli~ina (ni znana) sistemati~ni pogre{ek ~as e r e r gostota verjetnosti naklju~na negotovost ocenjena z dolo~eno stopnjo zaupanja sistemati~ni pogre{ek ni zaznan znotraj meja ~as, v katerem je ocenjena konstantna vrednost koli~ine y e s Sli ka 1: Pogre{ ki meri tev (Brilly in [raj 2005). 60

3 Geografski vestnik 82-2, 2010 Metode Sli ka 2: Raz li~ ne obli ke stan dard nih de`e me rov (WMO 2008). Go lu bev (1986) je pri oce ni slu ~aj nih pogre{ kov raz po la gal z ve~ jim {te vi lom neod vi snih meri tev koli ~i ne pada vin, ki so bile izve de ne s po dob ni mi instru men ti na manj {i in eno li~ ni pod la gi. Poleg tega je meri tve opra vil v dalj {em ~asov nem obdob ju in s tem zago to vil var nost pri oce ni pogre{ kov pada - vin. Na osno vi {te vil nih meri tev je sko zi leta ugo to vil, da je vred nost slu ~aj nih pogre{ kov za teko ~e in me{a ne pada vi ne prib li` no 10 % vseh pad lih pada vin. Nave de na vred nost pred stav lja red veli ko sti real - ne ga pogre{ ka. Za raz li ko od slu ~aj nih pogre{ kov pri meri tvah pada vin ima jo siste ma ti~ ni pogre{ ki ved no isti pred - z nak. To pome ni, da so pada vi ne, izmer je ne v to~ ki, ved no manj {e od tistih, ki so real no pad le na povr {i no tal (Bo nac ci 1994). Siste ma ti~ ni pogre {ek pri mer je nju pada vin v to~ ki lah ko nasta ne zara di (Bo nac - ci 1994; Brilly in [raj 2005): aero di na mi~ ne ga efek ta (ve tra), vla `e nja notra njih sten poso de za zbi ra nje pada vin, izh la pe va nja aku mu li ra ne vode, nepo pol ne ga izpraz nje nja poso de pri od~i ta va nju, {krop lje nja kap ljic v po so do in iz nje, izpi ha va nja in zame tov sne ga, upo ra be raz li~ nih pri prav za mer je nje (ana li za sta rih podat kov), za{ ~i te de`e me rov pred delo va njem tur bu len ce, niz ke ga polo `a ja in izpo stav lje no sti de`e me ra, kota nagi ba de`e me ra gle de na pod la go. Za hidro lo{ ke izra ~u ne so pomemb ni natan~ ni pada vin ski podat ki. Ve~i na meri tev se izva ja s standard ni mi de`e me ri (sli ka 2), postav lje ni mi na pred pi sa no raven, kar je pod vr `e no pre cej{ njim siste ma ti~ nim pogre{ kom. Le-ti se gib lje jo med 3 in 30 % ali celo ve~. Ti pogre{ ki v naj ve~ ji meri nasta - 61

4 Ur{ ka Bajc, Moj ca [raj Po gre{ ki pri meri tvah pada vin in meto de poprav lja nja mer je nih pada vin ne jo zara di tur bu len ce vetr ne ga polja nad odpr ti no de`e me ra, vla `e nja, izh la pe va nja, {krop lje nja kap - ljic in izpi ha va nja sne ga iz de`e me ra (Se vruk 1982). Na sli ki 2 so pred stav lje ni raz li~ ni tipi stan dard nih de`e me rov, kjer prvi de`e mer pov zro ~a naj ve~ jo tur bu len co vetr ne ga polja nad de`e me rom in {esti naj manj {o. Temu pri mer no prvi de`e mer izka zu je naj ve~ ji pogre {ek izmer je nih pada vin in {esti naj - manj {i. 3 Meto de poprav lja nja mer je nih pada vin Z na me nom, da bi siste ma ti~ ne pogre{ ke zmanj {a li, so raz vi li raz li~ ne meto de za poprav lja nje izmer - je nih pada vin. Splo {na ena~ ba za dolo ~a nje poprav lje nih pada vin ima nasled njo obli ko (Se vruk 1982): PP = kvpz = kv( PM + P1+ P2 + P3 ± P4 ± P5) ± P6, (1) P P po prav lje na (ko ri gi ra na) koli ~i na pada vin (mm), k v brez di men zij ski korek cij ski koe fi cient, odvi sen od vetrov ne ga polja nad odpr ti no de`e me ra P M iz mer je na koli ~i na pada vin (mm), ΔP 1 ΔP 5 po prav ki za raz li~ ne kom po nen te siste ma ti~ nih pogre{ kov (pre gled ni ca 1), ΔP 6 slu ~aj ni pogre{ ki. Brez di men zij ski korek cij ski koe fi cient k v, kot tudi poprav ki ΔP 1 ΔP 5, so dolo ~e ni eks pe ri men talno s po mo~ jo pri mer jav v na ra vi ali z la bo ra to rij ski mi testi. Potreb ni meteo ro lo{ ki dejav ni ki (pre gled ni - ca 1) so oce nje ni z upo ra bo stan dard nih meteo ro lo{ kih opa zo vanj na loka ci ji de`e me ra ali v nje go vi bli `i ni (Se vruk 1982). Pre gled ni ca 1: Kom po nen te siste ma ti~ nih pogre{ kov, nji ho va veli kost in nji ho vi meteo ro lo{ ki in instru men ta cij ski dejav ni ki (Se vruk 1982). sim bol vr sta pogre{ ka ve li kost pogre{ ka me teo ro lo{ ki dejav ni ki in stru men ta cij ski dejav ni ki k v iz gu be zara di tur bu len ce 2 10 % *10 50 % hi trost vetra nad ob li ka odpr ti ne nad odpr ti no de`e me ra odpr ti no de`e me ra de`e me ra, vi{i na roba in obli ka, vrsta pada vin in zbi ral ne poso de ΔP 1 +ΔP 2 iz gu be zara di vla `e nja 2 10 % *15 20 % po go stost, tip in koli ~i na ena ki kot pri osta lih ~le nih, notra njih sten de`e me ra pada vin, dol `i na ~asa mate rial, bar va in sta rost in zbi ral ne poso de med brez pada vin, frek ven ca napra ve praz nje njem praz nje nja poso de ΔP 3 iz gu be zara di izh la pe va nja 0 4 % tip pada vin, defi cit po vr {i na odpr ti ne, izo la ci ja, iz de`e me ra satu ra ci je zra ka, hitrost bar va in sta rost zbi ral ne vetra, polo `aj de`e me ra, poso de, tip lija ka ~as med kon cem pada vin in meri tvi jo ΔP 4 {krop lje nje v in iz poso de 1 2 % in ten zi te ta pada vin, ob li ka in glo bi na zbi ral ne hitrost vetra poso de, tip de`e me ra ΔP 5 iz pi ha va nje in zame ti 0 1 % in ten zi te ta in tra ja nje ob li ka odpr ti ne de`e me ra, sne ga sne `e nja, hitrost vetra vi{i na roba in zbi ral ne in sta nje sne` ne ode je poso de 62

5 Geografski vestnik 82-2, 2010 Metode Ob pred po stav ki, da v izra ~u nih upo {te va mo le siste ma ti~ ne pogre{ ke, kom po nen ta ΔP 6 odpa de. Rav no tako odpa de ta kom po nen ti ΔP 4 in ΔP 5. Pogre {ek ΔP 4, ki nasta ne zara di {krop lje nja kap ljic v in iz poso de de`e me ra, je zmanj {an na mini mum in se ga upo {te va le ob pada vi nah z vi{ jo inten zi te to. Izpi ha va nje sne ga, kar ozna ~i mo z ΔP 5, rav no tako odpa de. Nje gov vpliv se zaja me sku paj z ae ro di nami~ - nim efek tom, torej z brez di men zij skim koe fi cien tom k v. Nada lje ΔP 1 + ΔP 2 zapi {e mo z ΔP 1, izh la pe va nje ΔP 3 pa ozna ~i mo z ΔP 2 (Bo nac ci 1994). Ob upo {te va nju pred hod nih poe no sta vi tev, lah ko splo {no ena~ - bo zapi {e mo na nasled nji na~in (Bo nac ci 1994): P = k P = k ( P + P + P ), (2) P v Z v M 1 2 pri tem je: P P po prav lje na (ko ri gi ra na) koli ~i na pada vin (mm), k v brez di men zij ski korek cij ski koe fi cient odvi sen od vetr ne ga polja nad odpr ti no de`e me ra, ΔP 1 po pra vek zara di vla `e nja, ΔP 2 po pra vek zara di eva po ra ci je (izh la pe va nja). Kot smo ome ni li, so v po sa mez nih dr`a vah raz vi li raz li~ ne meto de za korek ci jo pada vin. Raz li ke so posle di ca topo gra fi je, pod neb ja, spe ci fi~ ne te`e, meril ne teh ni ke, postop ka opa zo va nja ter name na poprav lja nja meri tev. Sled nji se nana {a pred vsem na ~asov no obdob je mer je nja pada vin, na pada vin - ske mode le odto kov ter napo ve di vodo sta ja rek in poto kov. Neka te re meto de so bile raz vi te celo za ve~ let na ~asov na obdob ja za celot no celi no (Se vruk 1982). Po sa mez ne kom po nen te siste ma ti~ nih pogre{ kov niha jo zara di meteo ro lo{ kih in instru men ta cijskih dejav ni kov (pre gled ni ca 1). Neka te re izmed njih ima jo manj {i ali ve~ ji vpliv, zato tudi ne obrav na va - mo vseh, saj se raz li ku je jo gle de na vrsto de`e me ra, let ni ~as in obmo~ je, kjer so bile izve de ne meri tve. Veter ima dale~ naj ve~ ji vpliv na veli kost pogre{ ka pri meri tvah pada vin (Se vruk 1974). Vpliv vetra lah - ko pre cej zmanj {a mo s {~it ni ki (sli ki 3 in 4) ali posta vi tvi jo de`e me ra v za{ ~it no jamo ozi ro ma pod raven tere na (Al le rup in Mad sen 1980; Brilly in [raj 2005). Izgu be zara di izh la pe va nja lah ko pre pre ~i mo z vaze - lin skim oljem, ki ga vli je mo v zbi ral no poso do. Dru ga mo` nost je, da ome ji mo izh la pe va nje, nepo sred ni stik zbra ne vode in zra ka, ven ti la ci jo in s tem tem pe ra tu ro zno traj de`e me ra. Nada lje lah ko zmanj {a - mo tudi kom po nen to vla `e nja, in sicer s ~im bolj glad ki mi notra nji mi ste na mi lija ka in zbi ral ne poso de de`e me ra. S tem vsaj delo ma one mo go ~i mo zadr `e va nje kap ljic in ima mo manj izgub ob praz nje nju poso de de`e me ra. Tudi {krop lje nje kap ljic v in iz de`e me ra lah ko zre du ci ra mo na ra~un pra vil ne obli - ke roba de`e me ra. V splo {nem se izka `e, da so siste ma ti~ ni pogre{ ki manj {i v vla` nem trop skem pod neb ju in vi{ ji v se ver nih polar nih regi jah, kjer ima jo velik dele` sne` nih pada vin med let ni mi pada vi na mi (Se - vruk 1982). Sli ka 3: De`e mer z Al ter je vim {~it ni kom (NCAR 2010). Sli ka 4: De`e mer s pri re je nim (NCAR) Nip her je vim {~it ni kom (NCAR 2010). 63

6 Ur{ ka Bajc, Moj ca [raj Po gre{ ki pri meri tvah pada vin in meto de poprav lja nja mer je nih pada vin Me to da Sevru ka je bila raz vi ta leta 1986 na geo graf skem in{ti tu tu v Züric hu. Je naj po pol nej {a meto - da za poprav lja nje pada vin. Osnov ni izraz je: S P = k PM + 015, N, kjer je (3) P V + S = 100 %. (4) Pri tem posa mez ni ~le ni pred stav lja jo: P P po prav lje ne mese~ ne pada vi ne (mm), k brez di men zij ski korek cij ski koe fi cient, odvi sen od dele `a teko ~ih pada vin in sred nje mese~ ne hitrosti vetra (pre gled ni ci 2 in 3) (m/s), P M mer je ne mese~ ne pada vi ne (mm), N {te vi lo dni s pa da vi na mi v me se cu, V de le` teko ~ih pada vin, S de le` trd nih pada vin. V pri me ru, ko pada jo teko ~e in trd ne pada vi ne sku paj, dolo ~i mo k iz pre gled ni ce 3. Pre gled ni ca 2: Brez di men zij ski korek cij ski koe fi cient k za teko ~e pada vi ne (Bo nac ci 1994). V (%) v (m/s) 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4, ,010 1,015 1,020 1,025 1,030 1,040 1,045 1, ,010 1,015 1,020 1,030 1,035 1,045 1,050 1, ,010 1,015 1,025 1,035 1,040 1,050 1,060 1, ,010 1,020 1,025 1,040 1,045 1,055 1,065 1, ,010 1,020 1,030 1,040 1,050 1,060 1,070 1, ,010 1,020 1,030 1,045 1,055 1,065 1,075 1, ,010 1,025 1,030 1,045 1,055 1,070 1,080 1, ,010 1,025 1,035 1,050 1,060 1,080 1,085 1, ,010 1,025 1,035 1,050 1,060 1,085 1,090 1,100 Pre gled ni ca 3: Brez di men zij ski korek cij ski koe fi cient k za me{a ne pada vi ne (Bo nac ci 1994). S ( C) v (m/s) 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 5 1,015 1,025 1,035 1,050 1,065 1,080 1,095 1, ,015 1,030 1,045 1,065 1,085 1,100 1,120 1, ,020 1,035 1,055 1,080 1,109 1,125 1,150 1, ,020 1,045 1,065 1,090 1,120 1,150 1,180 1, ,025 1,050 1,075 1,105 1,140 1,175 1,210 1, ,025 1,055 1,085 1,120 1,160 1,200 1,240 1, ,030 1,065 1,095 1,135 1,180 1,220 1,270 1, ,030 1,070 1,110 1,150 1,195 1,240 1,295 1,350 64

7 Geografski vestnik 82-2, 2010 Metode 45 1,030 1,075 1,120 1,165 1,205 1,265 1,320 1, ,035 1,085 1,130 1,180 1,225 1,290 1,350 1, ,035 1,090 1,140 1,195 1,245 1,315 1,375 1, ,040 1,095 1,150 1,205 1,270 1,335 1,400 1, ,040 1,100 1,160 1,220 1,290 1,360 1,430 1, ,045 1,110 1,170 1,235 1,310 1,385 1,460 1, ,045 1,115 1,180 1,250 1,330 1,405 1,480 1, ,050 1,120 1,190 1,265 1,345 1,425 1,510 1, ,050 1,130 1,200 1,280 1,365 1,445 1,540 1, ,055 1,135 1,210 1,295 1,385 1,470 1,570 1, ,055 1,140 1,220 1,310 1,405 1,495 1,595 1, ,060 1,145 1,230 1,320 1,420 1,520 1,620 1,720 Me to da Dahl ströma je bila raz vi ta leta 1986 v me teo ro lo{ kem in{ti tu tu na [ved skem. Temelj na ena~ - ba ima nasled njo obli ko: = ( 1+ ) + N + PP kv PM P1 P2, (5) i i = 1 pri tem je: k v brez di men zij ski korek cij ski koe fi cient zara di vetra (pre gled ni ca 4), N {te vi lo dni s pa da vi na mi v me se cu, ΔP 1 po gre {ek zara di vla `e nja, ki je odvi sen od tipa, kon struk ci je in sta ro sti de`e me ra, v vred no stih od 0,1 do 0,15 mm/dan (mm/dan), po gre {ek zara di izh la pe va nja v da nem dne vu i (mm/dan). ΔP 2i Pri tej meto di neka te re podat ke oce ni mo, zato so lah ko bolj ali manj to~ ni. Gle de na izku{ nje skan - di nav skih razi sko val cev, nosi veter velik dele` pogre{ ka v od vi sno sti od pada nja teko ~ih ali trd nih pada vin (pre gled ni ca 4). Mer je nje sne ga ima dale~ naj ve~ je odsto pa nje, vred no sti pogre{ ka dose ga jo celo red veli ko sti 80 % (Bo nac ci 1994). Dahl ström pred la ga, da se pogre {ek zara di vla `e nja ΔP 1 gib lje v vred no stih od 0,1 do 0,15 mm/dan. Oce na je odvi sna od tipa, kon struk ci je in sta ro sti de`e me ra. Nasled nji ~len, ki ga je potreb no upo {te- va ti v ena~ bi, je pogre {ek zara di izh la pe va nja ΔP 2. Obsta ja jo raz li~ ni izra zi za izra ~un, ven dar so zaple te ni, pogre {ek pa ne pre se ga 5 %. V ta namen se pri po ro ~a ena~ ba za izra ~un skup ne ga mese~ ne ga pogre{ka: P = N 2 E, (6) N {te vi lo dni s pa da vi na mi v me se cu, E pov pre~ na eva po trans pi ra ci ja (mm/dan). Pov pre~ na eva po trans pi ra ci ja (E) je odvi sna od sred nje mese~ ne tem pe ra tu re (T): E = 0, 035 T + 0, 125 (7) Me to da Men de la je bila raz vi ta leta 1986 v biv {i ^SSR in ima dve raz li ~i ci. Splo {na ena~ ba se glasi: PP = PM + P1+ P2 + P3. (8) Pri tem je ΔP 1 pogre {ek zara di vla `e nja in je izra `en kot: P1 = N 02,. (9) N 65

8 Ur{ ka Bajc, Moj ca [raj Po gre{ ki pri meri tvah pada vin in meto de poprav lja nja mer je nih pada vin Pre gled ni ca 4: Dolo ~a nje brez di men zij ske ga korek cij ske ga koe fi cien ta k v po meto di Dahl ströma (Bo nac ci 1994). za po red na {te vil ka iz po stav lje nost pada vin ske posta je k v te ko ~e pada vi ne trd ne pada vi ne 1 ek strem no za{ ~i te na posta ja (v goz du) 0,02 0,05 2 sred nje za{ ~i ten pro stor, naj manj 10 km od mor ja 0,05 0,1 3 re la tiv no neza{ ~i ten pro stor 0,08 0,2 4 re la tiv no neza{ ~i ten pro stor bli zu mor ja ali na oto ku 0,11 0,4 5 ek strem no neza{ ~i ten pro stor na oba li ali v pla ni nah 0,14 0,8 ^len ΔP 2 pred stav lja mese~ ni pogre {ek zara di izh la pe va nja in ga izra ~u na mo kot: P 2 = N 12 k e, (10) N {te vi lo dni v me se cu s pa da vi na mi, k e ko rek cij ski koe fi cient zara di izh la pe va nja (mm/dan) (sli ka 5). Na da lje pred stav lja ~len ΔP 3 pogre {ek zara di vpli va vetra in ima dve raz li ~i ci: 1. Prva mo` nost za izra ~un upo {te va vi{i no odpr ti ne de`e me ra: P = P ( k ), (11) 1 3 M h korekcijski koeficient ke (mm/dan) 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 v = 0 2 m/s v = 2 5 m/s v = 5 8 m/s deficit zasi~enja (mbar) Sli ka 5: Korek cij ski koe fi cient zara di izh la pe va nja (pri re je no po Bonac ci 1994). 66

9 Geografski vestnik 82-2, 2010 Metode k h ko rek cij ski koe fi cient, odvi sen od vi{i ne de`e me ra (sli ka 6). Po pred pi sih naj bi bila vi{i na de`e me ra 1 m in pri pa da jo ~a vred nost za k h = 1,055. V ve ~i ni dr`av so vi{i ne de`e me rov vi{ je, zato je tre ba kon tro li ra ti vi{i no de`e me ra. 2. Dru ga mo` nost poprav ka upo {te va inten zi te to pada vin, hitrost vetra in tem pe ra tu ro zra ka. Popra - vek se vr{i pose bej za teko ~e in pose bej za trd ne pada vi ne. Za popra vek teko ~ih pada vin upo {te va mo: P = P 3 M ( k v 1), (12) k v ko rek cij ski koe fi cient, odvi sen od sred nje hitro sti vetra in odstot ka pada vin z in ten zi te to i < 0,03 mm/min (sli ka 7). Sled nji ele ment inten zi te te i < 0,03 mm/min je te` ko dolo ~i ti, zato ga v prak si red ko upo rab lja mo. Za trd ne pada vi ne, to velja pred vsem sneg, velja: P = P 3 M ( k s 1), (13) k s ko rek cij ski koe fi cient, odvi sen od sred nje hitro sti vetra in sred nje tem pe ra tu re zra ka (sli ka 8). Mo di fi ci ra no meto do Pene ve za popra vek izmer je nih pada vin je leta 1986 na bol gar skem in{ti tu - tu za hidro lo gi jo in meteo ro lo gi jo v So fi ji raz vi la Elis sa ve ta Laza ro va Pene va. Da bi bila meto da kar naj bolj pri mer lji va z os ta li mi, je meto do modi fi ci ra la in zapi sa la osnov no ena~ bo kot: 1,1 korekcijski koeficient zaradi vetra kh ( ) 1, ,5 1 1,5 2 2,5 Vi{ina de`emera nad tlemi h (m) Sli ka 6: Korek cij ski koe fi cient zara di vetra, odvi sen od vi{i ne de`e me ra (pri re je no po Bonac ci 1994). 67

10 Ur{ ka Bajc, Moj ca [raj Po gre{ ki pri meri tvah pada vin in meto de poprav lja nja mer je nih pada vin 1,5 1,4 korekcijski koeficient k ( ) 1,3 1,2 1, srednja hitrost vetra v (m/s) Sli ka 7: Korek cij ski koe fi cient, odvi sen od sred nje hitro sti vetra in odstot ka pada vin z in ten zi te to i<0,03 mm/min (pri re je no po Bonac ci 1994). P = ( k± σ) P + 01, N P (14) k brez di men zij ski korek cij ski koe fi cient, odvi sen od posa mez ne ga mese ca v letu (pre gled ni ca 5), σ stan dard na devia ci ja, ki pred stav lja vpliv vetra gle de na brez di men zij ski korek cij ski koe fi cient (pre gled ni ca 5), N {te vi lo dni v me se cu s pa da vi na mi. V pri me ru, da je hitrost vetra v ana li zi ra nem mese cu za 20 % ve~ ja od naj vi{ je pov pre~ ne, se pove - ~a tudi vred nost stan dard ne devia ci je, in sicer za 0,02 v ob dob ju od okto bra do mar ca ter za 0,01 v ob dob ju od apri la do sep tem bra. Me to da Sevru ka in Hamo na je nasta la leta 1984 v [vi ci (Se vruk in Hamon 1984). Zaje ma glav ne siste ma ti~ ne pogre{ ke ter pogre {ek, ki nasta ne zara di sle di pada vin. Sle di pada vin ozna ~u je posa mez - na meri tev, kjer koli ~i na pada vin ne pre se `e vred no sti 0,10 mm/h. Ena~ ba je podob na splo {ni Sevru ko vi ena~ bi (Yang in sode lav ci 1999): P = k P P P P P v ( + + M W E)+ S, (15) k v brez di men zij ski korek cij ski koe fi cient zara di vpli va vetra ( ) M sred 68

11 Geografski vestnik 82-2, 2010 Metode korekcijski koeficient ks ( ) 3,5 3 2,5 2 1,5 T > 0 C 0 C > T > 5 C 5 C > T > 20 C T < 20 C srednja hitrost vetra v sred (m/s) Sli ka 8: Korek cij ski koe fi cient, odvi sen od sred nje hitro sti vetra in sred nje tem pe ra tu re zra ka (pri re je no po Bonac ci 1994). P M ΔP W ΔP E ΔP S mer je ne pada vi ne (mm) po gre {ek zara di vla `e nja (mm) po gre {ek zara di izh la pe va nja (mm) po gre {ek zara di sle di pada vin (mm) Pre gled ni ca 5: Brez di men zij ski korek cij ski koe fi cient k in stan dard na devia ci ja za posa me zen mesec po meto di Pene ve (Bo nac ci 1994). me sec k σ ja nuar 1,13 0,06 fe bruar 1,13 0,06 ma rec 1,12 0,05 april 1,1 0,03 maj 1,09 0,02 ju nij 1,06 0,01 ju lij 1,06 0,01 av gust 1,06 0,01 sep tem ber 1,09 0,02 ok to ber 1,11 0,04 no vem ber 1,12 0,05 de cem ber 1,13 0,06 69

12 Ur{ ka Bajc, Moj ca [raj Po gre{ ki pri meri tvah pada vin in meto de poprav lja nja mer je nih pada vin Izra ~un koe fi cien ta k v ter pogre{ kov zara di vla `e nja in izh la pe va nja je nave den `e pri splo {ni Sevru - ko vi ena~ bi. Kom po nen to pogre{ ka ΔP S, ki nasta ne zara di sle di pada vin, pa lah ko dobi mo s kvan ti ta tiv ni mi opa zo va nji. Za Hell man nov de`e mer velja, da mora biti sled pada vin manj {a ali ena ka 0,10 mm/h. Po pra vi lih so vse sle di ozna ~e ne kot nul ti dogo dek, saj ne pris pe va jo k me se~ ne mu se{tev ku pada vin, ven - dar pa pri posa mez nih dne vih sled pada vin `e ozna ~i mo kot pada vin ski dan (Yang in sode lav ci 1999). Me to da dina mi~ ne ga korek cij ske ga mode la DCM je bila raz vi ta na Nor ve{ kem meteo ro lo{ kem in{ti tu tu leta 1996 (For land in sode lav ci 1996). Raz vi la sta jo Eirik J. Førland in Inger Hans sen-ba uer na pod la gi {te vil nih razi skav, meri tev in na osno vi trdi tev o po gre{ kih, ki sta jih poda la `e Dahl ström in Sevruk. Sta ti sti~ ni model sta zasno va la za ugo tav lja nje veli ko sti siste ma ti~ nih pogre{ kov za raz li~ - ne de`e me re v po vod ju Balt ske ga mor ja. Pred nost te meto de je v tem, da je koli ~i na 12-ur nih pada vin raz ~le nje na na urne kom po nen te, nato pa poprav lje na in se{te ta nazaj v 12-urno vred nost. Osnov na ena~ ba meto de je (Ru bel in Han tel 1999; Mic hel son 2004): PP = k ( PM + PW + PE), (16) k ko rek cij ski fak tor odvi sen od hitro sti vetra v ni vo ju odpr ti ne de`e me ra, inten zi te te pada vin, tem pe ra tu re in koe fi cien tov de`e me ra ( ), ΔP M mer je ne pada vi ne (mm), ΔP W po gre {ek zara di vla `e nja (mm) (pre gled ni ca 6), ΔP E po gre {ek zara di izh la pe va nja (mm) (pre gled ni ca 7). Pre gled ni ca 6: Kon stant ne vred no sti pogre{ ka zara di vla `e nja ΔPW za posa mez ni tip de`e me ra in obli ko pada vin (mm/12 h) (Mic hel son 2004). ob li ka pada vin SMHI H & H-90 Hell mann Tret ya kov te ko ~e 0,07 0,13 0,14 0,14 trd ne 0,02 0,05 0,10 0,09 me {a ne 0,06 0,11 0,18 0,14 Pre gled ni ca 7: Dnev ni eva po ra cij ski pogre{ ki ΔPE za posa me zen tip de`e me ra in gle de na mesec pada vin (mm/dan) (Mic hel son 2004). me sec SMHI H & H-90 Hell mann Tret ya kov ja nuar 0,02 0,03 0,01 0,03 fe bruar 0,03 0,04 0,02 0,04 ma rec 0,04 0,06 0,03 0,05 april 0,12 0,20 0,04 0,22 maj 0,10 0,04 0,09 0,13 ju nij 0,15 0,05 0,15 0,15 ju lij 0,15 0,05 0,16 0,15 av gust 0,10 0,05 0,08 0,10 sep tem ber 0,05 0,04 0,02 0,05 ok to ber 0,03 0,03 0,01 0,03 no vem ber 0,03 0,03 0,01 0,03 de cem ber 0,02 0,03 0,01 0,03 70

13 Geografski vestnik 82-2, 2010 Metode Ko rek cij ski koe fi cient k je raz li ~en za teko ~e in trd ne pada vi ne. Za teko ~e pada vi ne tako velja korek - cij ski koe fi cient k l : kl = exp 0, ln ( I) 0, uh ln ( I)+ 0, uh + 0, c, (17) I in ten zi te ta pada vin (mm/h), u h hi trost vetra v ni vo ju de`e me ra (m/s), c koe fi cient de`e me ra (Pre gled ni ca 9). Za trd ne pada vi ne je korek cij ski koe fi cient k s enak: k β i koe fi cien ti de`e me ra (pre gled ni ca 8), u h hi trost vetra v ni vo ju de`e me ra (m/s), T tem pe ra tu ra ( C). s exp u T u T u m s h h h = β + β + β + β > 10, / , 0 uh 10, m/ s (18) V pri me ru me{a nih pada vin sle di k m, ki je: ( ) r k + r k km = ( rl + rs) pri ~emer je: k l, k s koe fi cien ta za teko ~e in trd ne pada vi ne, r l, r s ko li ~i na teko ~ih in trd nih pada vin (mm). l l s s, (19) Pre gled ni ca 8: Koe fi cien ti de`e me ra za teko ~e in trd ne pada vi ne za raz li~ ne tipe de`e me rov (mm/12 h) (Mic hel son 2004). ob li ka pada vin SMHI H & H-90 Hell mann Tret ya kov te ko ~e c 0,05 0,05 0,0 0,05 trd ne β 0 0, , , ,04816 trd ne β 1 0, , , ,13383 trd ne β 2 0, , , , trd ne β 3 0, , , , Leta 1980 sta Alle rup in Mad sen ana li zi ra la Hell man nov de`e mer in zapi sa la for mu lo (me to da Alleru - pa in Mad se na), ki je v os no vi ena ka Sevru ko vi, ven dar se od nje neko li ko raz li ku je (Du lal in sode lav ci 2006): Pp = k ( PM + ew + et), (20) k brez di men zij ski korek cij ski koe fi cient zara di vpli va vetra ( ) (pre gled ni ca 9), P M mer je ne pada vi ne (mm), e w po gre {ek zara di vla `e nja (mm), po gre {ek zara di eva po ra ci je (mm). e t 71

14 Ur{ ka Bajc, Moj ca [raj Po gre{ ki pri meri tvah pada vin in meto de poprav lja nja mer je nih pada vin Pre gled ni ca 9: Brez di men zij ski korek cij ski koe fi cient zara di vpli va vetra (Se vruk 1982). Iz po stav lje nost de`e me ra do bro za{ ~i ten pro stor sred nje za{ ~i ten pro stor ne za{ ~i ten pro stor Vred nost k 0,5 k 0,75 k 1,0 k V pri me ru trd nih pada vin se vred nost za k gib lje med 1,22 za za{ ~i ten de`e mer ter 1,32 za neza{ - ~i ten de`e mer. Vred no sti velja ta pri tem pe ra tu rah nad 0 C. 4 Sklep Na rezul ta te hidro lo{ kih mode lov vpli va veli ko raz li~ nih dejav ni kov ([raj in sode lav ci 2010), ven - dar niso vsi klju~ ni. ^e se hidro lo{ ki sistem ozi ro ma vod ni krog za~ ne s pa da vi na mi ([raj in sode lav ci 2008; [raj 2009), je za nje go vo razu me va nje zelo pomemb no poz na va nje odsto panj, ki nasta - ne jo `e pri mer je nju pada vin. Kot vemo, lah ko zara di napa~ nih vhod nih podat kov dobi mo bis tve no dru ga~ ne rezul ta te od pri ~a ko va nih. Temu sle di jo neto~ ne pred po stav ke pri napo ve di pre to kov, poplav, povr {in skih odto kov in vre me na ter neu strez ne hidro lo{ ke simu la ci je in napa~ no dimen zio ni ra nje hidro - teh ni~ nih in osta lih objek tov. ^la nek zaje ma kra tek pre gled pogre{ kov, nji hov vzrok in veli kost ter meto de, ki se v sve tu naj po - go ste je upo rab lja jo za korek ci jo pada vin. Pri tem so pou dar je na pred vsem siste ma ti~ na odsto pa nja ozi ro ma pogre{ ki, ki dopri ne se jo na let ni rav ni okrog 10 % vseh pad lih pada vin (Go lu bev 1986). [te - vil ni avtor ji obrav na va nih metod, ki so razi sko va li glav ne vzro ke pogre{ kov pada vin, so kot glav ni raz log naved li aero di na mi~ ni efekt, tj. veter, sle di la sta mu eva po ra ci ja in izh la pe va nje. Osta lih vzro kov pove - ~i ni niso upo {te va li, z iz je mo sever nih polar nih dr`av, kjer so dodat no obrav na va li sne` ne mete `e in izpi ho va nje sne ga iz de`e me ra. Seve da, obsta ja jo tudi dru gi vzro ki za odsto pa nja pada vin, ven dar so le-ta zane mar lji va in se jih ve~i na avtor jev ni dotak ni la oz. upo {te va la v izra ~u nih. 5 Viri in lite ra tu ra Al le rup, P., Mad sen, H. 1980: Accu racy of point pre ci pi ta tion mea su re ments. Nor dic Hydro logy 11. Copen - ha gen. Bo nac ci, O. 1994: Obo ri ne, glav na ulaz na veli ~i na u hidro lo{ ki ciklus. Split. Bo nac ci, O. 1990: The inf luen ce of errors in pre ci pi ta tion mea su re ments on the accu racy of the eva po ra - tion mea su re ments per for med by a class A eva po ra tion pan. Theo re ti cal and applied cli ma to logy 43. Split Brilly, M., [raj, M. 2005: Osno ve hidro lo gi je. Ljub lja na. Du lal, K. N., Takeuc hi, K., Ishi dai ra, H. 2006: A fra me work for the analy sis of uncer tainty in the mea su - re ment of pre ci pi ta tion data: a case study for Nepal. Agri cul tu ral Engi nee ring Inter na tio nal 7. Yama nas hi. For land, E. J., Alle rup, P., Dahl tröm, B., Elo maa, E., Jons son, T., Mad sen, H., Perälä, J., Ris sa nen, P., Vedin, H., Vejen, F. 1996: Manual for Ope ra tio nal Cor rec tion of Nor dic Pre ci pi ta tion Data. Oslo. Fran tar, P. 2007: Geo grap hi cal over view of water balan ce of Slo ve nia by main river basins. Acta geo grap hi ca Slo ve ni ca 47/1. Ljub lja na. Go lu bev, V. S. 1986: On the prob lem of stan dard con di tion for pre ci pi ta tion gau ge instal la tion. Inter - na tio nal Works hop on the Cor rec tion of Pre ce pi ta tion Mea su re ments. Zürich. 72

15 Geografski vestnik 82-2, 2010 Metode Hsu, S. H., Guo, Y. L. 2005: Effect of wind speed on the mea su re ment of rain fall. Crop, Envi ron ment and Bioin for ma tics 2. Tai wan. Mic hel son, D. B Syste ma tic cor rec tion of pre ci pi ta tion gau ge obser va tions using analy zed meteo ro lo gi cal variab les. Jour nal of Hydro logy 290. Amster dam. NCAR Natio nal Cen ter for Atmosp he ric Research. Mars hall field site. Wind Shields. Med mre`je: jects/mars hall/wind_shields.html ( ). Ru bel, F., Han tel, M Cor rec tion of daily rain gau ge mea su re ments in the Bal tic sea drai na ge basin. Nor dic Hydro logy 30. Copen ha gen. Sei bert, J., Morén, A. S. 1999: Redu cing syste ma tic errors in rain fall mea su re ments using a new type of gau ge. Agri cul tu ral and Forest Meteo ro logy Upp sa la. Se vruk, B. 1974: Cor rec tion for the wet ting loss of a Hell mann pre ci pi ta tion gau ge. Hydro lo gi cal Scien - ces Zurich. Se vruk, B. 1982: Met hods of cor rec tion for syste ma tic error in point pre ci pi ta tion mea su re ment for ope ra tio nal use. World Meteo ro lo gi cal Orga ni za tion. Gene va. Se vruk, B Point pre ci pi ta tion mea su re ments: why are they not cor rec ted? Water for the futu re: Hydro logy in pers pec ti ve. IAHS Pub li ca tion 164. Zurich. Se vruk, B., Hamon, W. R B. Inter na tio nal com pa ri son of natio nal pre ci pi ta tion gau ges with a refe - ren ce pit gau ge. Instru ments and Obser ving Met hods Rep. Gene va. [raj, M. 2009: Pre stre `e ne pada vi ne: Meri tve in ana li za. Geo graf ski vest nik Ljub lja na. [raj, M., Brilly, M., Miko{, M. 2008: Rain fall inter cep tion by two deci du ous Medi ter ra nean forests of con tra sting sta tu re in Slo ve nia. Agri cul tu ral and Forest Meteo ro logy Amster dam. [raj, M., Dirn bek, L., Brilly, M. 2010: The inf luen ce of effec ti ve rain fall on mode led runoff hydro graph. Jour nal of Hydro logy and Hydro mec ha nics Bra ti sla va. WMO 2008: Mea su re ment of pre ci pi ta tion. World Meteo ro lo gi cal Orga ni za tion I/8. Gene va. Med mre`je: ges/prog/www/imop/pub li ca tions/cimo Gui de/ CIMO_Guid e-7th_edi - tion-2008.html ( ). Yang, D., Goo di son B. E., Ishi da S., Gunt her T. 1999: Bias cor rec tion of daily pre ci pi ta tion mea su rements for Green land. Jour nal of geophy si cal research. Cana da. Zhi hua, R., Ming qin, L. 2007: Errors and cor rec tion of pre ci pi ta tion mea su re ments in Chi na. Advances in atmosp he ric scien ces Bei jing. 6 Sum mary: Errors in pre ci pi ta tion mea su re ments and met hods of pre ci pi ta tion cor rec tion (tran sla ted by the aut hors) Many dif fe rent fac tors affect the results of hydro lo gi cal models but not all of them must be taken in con si de ra tion when appl ying the models. Becau se hydro lo gi cal system or the water cycle begin with pre ci pi ta tion amount we must be awa re of lar ge devia tions occur ring during pre ci pi ta tion mea su re ments. Incor rect input data can cau se sig ni fi cant dif fe ren ces in mea su re ments, fol lo wed by inac cu ra te assump - tions in fore ca sting the water flow, floods, runoff and other weat her para me ters on one hand, and ina de qua te hydro lo gi cal simu la tions and impro per sizing of water struc tu res on the other. The artic le covers a brief over view of syste ma tic and sta ti sti cal mea su re ments errors, their cau se and size, and com monly used met hods for cor rec tion of pre ci pi ta tion amount. The accu racy of mea - su re ments is usually about 10 % of annual amount of pre ci pi ta tion. Loss from wind-field defor ma tion abo ve the gau ge rim, wet ting and eva po ra tion loss are the main rea sons for syste ma tic errors cove red by many cor rec tion met hods. Con cer ning other cau ses we should also men tion inf luen ce of blo wing and drif ting snow on the gau ges in polar regions. Cer tainly, other cau ses of errors in pre ci pi ta tion mea - su re ments also exist, howe ver, they are negli gib le and are not inc lu ded in the listed cor rec tion met hods. 73

16 74