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Zertifizierung von Messstationen

MeteoSchweiz prüft die Messstationen des SwissMetNet mit einem strengen Zertifizierungsverfahren. Das durch Dritte ausgeführte und auf die Schweiz angepasste Verfahren umfasst zahlreiche von der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) festgelegte Kriterien zum Standort, zu den Geräten und zur Wartung. Die gleiche Zertifizierung wird auch bei Stationen von Partnernetzen angewendet. Auf diese Weise lässt sich sicherstellen, dass die Resultate verschiedener Messstationen vergleichbar sind.

Bei der Zertifizierung werden rund 100 Qualitätskriterien überprüft. Diese basieren auf dem sogenannten «CIMO Guide», den Richtlinien der Commission for Instruments and Methods of Observations der WMO. Die zur internationalen Standardisierung formulierten Grundsätze wurden auf die Besonderheiten der Schweiz angepasst, mit besonderem Fokus auf Klimatologie und Meteorologie. Aus diesem Grund ist das Verfahren nicht für andere Anwendungszwecke wie Agrarmeteorologie oder Strassenwetter geeignet; dort gelten andere Standortkriterien.

Was bei der Zertifizierung überprüft wird

Grob können die Kriterien in folgende fünf Bereiche unterteilt werden:

  1. Mess- und Übertragungsintervall der Messstation: Misst und überträgt eine Station alle zehn Minuten? Oder werden die Daten nur stündlich oder gar täglich übermittelt?
  2. Angaben zum Messstandort: Entsprechen Standort und Messhöhe den Empfehlungen der WMO für den jeweiligen Parameter? Ist das Instrument korrekt aufgestellt?
  3. Beurteilung der einzelnen Messinstrumente: Liefert das Instrument die von der WMO geforderte Messgenauigkeit? Ist es korrekt belüftet und/oder beheizt? Funktioniert es auch bei Schneefall oder Hagel?
  4. Kalibration, Wartung und Unterhalt: Wie häufig finden Kalibration im Labor und/oder Wartung vor Ort statt? Hat die Station einen Stationswart, der regelmässige Kontrollen durchführt? Gibt es Parallelmessungen und/oder automatische Datenkontrollen, um fehlerhafte Instrumente rasch zu identifizieren?
  5. Datenanalyse: Die Datenanalyse wird nach einem Jahr Datenlieferung durch einen Partner durchgeführt; dabei werden vor allem die Vollständigkeit der Daten sowie die Geschwindigkeit der Datenübermittlung überprüft.

Bewertung der Messstationen

Luftaufnahme der MeteoSchweiz, die sich auf einer Wiese befindet. Links im Hintergrund ist die Autobahn erkennbar
Die SwissMetNet-Station Altdorf erfüllt alle Kriterien der WMO bezüglich Standortwahl, Messhöhe und Messgenauigkeit und erhielt das Label «konform».
©MeteoSchweiz

Aufgrund der Überprüfung einer Station werden die Messinstrumente einer der folgenden Kategorien zugeordnet:

  1. Konform: Erfüllt alle Kriterien.
  2. Mehrheitlich konform: Messung erfüllt die meisten Kriterien bzw. einzelne Kriterien sind leicht verletzt. Kenntnis der Einschränkungen bei Verwendung der Messdaten empfohlen.
  3. Nicht konform: Messung erfüllt mehrere Kriterien nicht. Verwendung der Messdaten unter Kenntnis der Einschränkungen möglich.
  4. Spezialstandort: Standort efüllt gewisse Kriterien nicht. Die Messdaten sind trotz nicht-konformem Setup aber repräsentativ für die Lage/Umgebung (Bspw. Tumstandorte).

Einführung und Ablauf der Zertifizierung

Auslöser, ein eigenes Zertifizierungsverfahren zu entwickeln, war die Integration von Partnerstationen ins Data Warehouse von MeteoSchweiz. Dieser Schritt machte es unabdingbar, ein Abnahmeverfahren für automatische Messstationen einzuführen. Nur so lässt sich eine Objektivität der Kriterien erreichen. Dies ist die Voraussetzung, um die Resultate verschiedener Stationen miteinander zu vergleichen.

Durchgeführt wird das von MeteoSchweiz entwickelte Qualitätssicherungsverfahren vom Eidgenössischen Institut für Metrologie (METAS). Die unabhängige Stelle hat 2013 erstmals 20 SwissMetNet- und 20 Partnerstationen zertifiziert. Dabei konnten zahlreiche wertvolle Erkenntnisse erworben werden, welche in das Zertifizierungsverfahren eingeflossen sind. Ab 2014 ist die Zertifizierung fester Bestandteil des Betriebs zahlreicher im Data Warehouse von MeteoSchweiz integrierter Messstationen. Vorgesehen ist, jede der Stationen alle fünf Jahre zu kontrollieren. Die Resultate werden jeweils intern mit dem Betriebsteam wie auch mit den betroffenen Partnern diskutiert; Massnahmen zur Verbesserungen der Messqualität werden festgehalten und möglichst zeitnah umgesetzt. Ziel soll nicht in jedem Fall die höchste Qualitätsstufe, sondern die dem Anwendungszweck entsprechende Messqualität zu erreichen.

Beispiel vom Nutzen der Zertifizierung im täglichen Einsatz

Seit der Einführung dieser Inspektionen ist es uns möglich im Falle von Problemen bei Gesprächen mit Landeigentümern den konkreten Handlungsbedarf nachvollziehbar aufzeigen und konkrete Massnahmen wie beispielsweise das Zurückschneiden von Büschen beauftragen zu können. Dies trägt zu einer Verbesserung der Messqualität bei, wie der Fall Stabio exemplarisch zeigt.

Die untenstehende Grafik zeigt die tägliche Sonnenscheindauer der Station Stabio zwischen 2011 und 2019. Die rote Linie illustriert die für diesen Standort maximal mögliche Sonnenscheindauer. Es ist zu sehen wie seit ca. Winter 2012 die gemessene Sonnenscheindauer jeden Winter abnimmt. Eine Inspektion 2017 hat gezeigt, dass die Wiese in der Nachbarparzelle über die letzten immer mehr verbuscht ist und diese Büsche Schatten auf die Geräte werfen.

 

Ein Gespräch mit dem Eigentümer führte 2018 dazu, dass diese im Süden der Station gelegenen Büsche geschnitten wurden und die ursprüngliche Wiese wieder hergestellt wurde. Das nachfolgende Foto illustriert dies. Auch zu sehen ist aber, dass es nördlich der Station immer noch Bäume gibt, welche dazu führen, dass im Sommer nicht die maximal mögliche Sonnenscheindauer gemessen werden kann (siehe Grafik oben). Diese Bäume sind geschützt und können nicht gefällt werden. Die Standortsuche für eine Messstation ist und bleibt in der dicht besiedelten Schweiz eine Herausforderung!

 

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