Miljø- og Fødevareudvalget 2020-21
MOF Alm.del Bilag 87
Offentligt
2273889_0001.png
Status på
DMI’s
undersøgelser om nedbørdata
Kontor/afdeling
KSDS
Dato
12. oktober 2020
J nr.
2020-483
/ASM & KMA
Resumé
Nærværende notat opridser
DMI’s
foreløbige undersøgelser af mulig inhomogenitet
i
DMI’s nedbørdata,
foreløbige konklusioner på de faglige undersøgelser og de
næste skridt i arbejdet med at identificere mulige årsager og løsninger på
problemet med mulig inhomogenitet.
DMI kan fremhæve følgende konklusioner på de foreløbige undersøgelser af DMI’s
griddede ukorrigerede nedbørdata og griddede korrigerede nedbørdata, som
leveres til AU og GEUS til brug i NOVANA:
1.
DMI’s griddede korrigerede nedbørsdata viser ved sammenligning
med
uafhængige data (reanalysen ERA5) et spring i dataserien for perioden
2011-2018 sammenlignet med 1989-2010. Det kan påvirke
miljøberegningerne i NOVANA. Der ses ikke et tilsvarende spring i de
griddede ukorrigerede data.
2. Underestimeringen vurderes at være i størrelsesordenen 50 mm mindre
gennemsnitlig årlig nedbør (5-10% af den årlige nedbør). I nogle områder
over 100 mm.
3. Sammenligningen viser særligt en tendens til systematisk underestimering i
de korrigerede nedbørdata for dele af Sjælland, Fyn og Midt- og Sydjylland.
4. Der ses en tendens til, at underestimeringen er mest udbredt i de områder,
hvor der er færrest nedbørmålere. Tendensen er dog ikke entydig og der er
behov for flere undersøgelser.
5. Sammenligning mellem de manuelle Hellmann målere og de nye
automatiske Pluvio målere viser i to uafhængige undersøgelser en forskel
på 2% mindre nedbør i de korrigerede Pluvio stationsdata. En korrektion
for dette vil give en ændring på op til 2% i de griddede, korrigerede data.
6.
DMI’s undersøgelse viser
at reduktionen i antallet af målestationer ikke har
nogen betydning for beregning af griddede nedbørdata, når man kigger på
landsgennemsnit, men på lokal skala har det reducerede antal af stationer
en væsentlig betydning. Der er behov for nærmere undersøgelser.
DMI’s undersøgelser kan altså
indtil videre forklare en mindre del af det spring, der
ses ved sammenligning af de griddede korrigerede data med uafhængige data, og
giver indikationer for, at de regionale variationer muligvis kan hænge sammen med
reduktionen i antallet af stationer.
Baggrund
DMI måler nedbørdata på målestationer over hele landet, som indsamles og
Side 1/5
 MOF, Alm.del - 2020-21 - Bilag 87: Notat om kvælstofudledning for det målte opland og statusnotat fra DMI, fra miljøministeren
2273889_0002.png
behandles til meteorologisk og klimatologisk brug efter internationalt anerkendte
standarder og teknologier
1
.
DMI leverer stationsdata til AU og GEUS i form af ukorrigeret og korrigeret nedbør
samt diverse andre meteorologiske og klimatologiske parametre. Med henblik på at
opnå klimatologiske værdier for alle områder i landet, beregner DMI et
landsdækkende grid, kaldet ”Klimagrid Danmark”.
AU og GEUS får leveret både
ukorrigeret og korrigeret 10x10 km gridnedbør, samt andre klimatologiske værdier i
20x20 km grid.
Stationsnettets variation i tid og geografiske placering
DMI’s målenetværk gennemgik en modernisering/automatisering fra sidst i 90’erne
og ca. ti år frem. Modernisering skete med henblik på at forbedre kvaliteten og
tidsopløsningen af data til drift og
udvikling af DMI’s vejrmodeller og styrke
kommunikation om klima og vejr til borgerne.
For nedbørsmålinger skete der en markant forandring i perioden 2006-2010, hvor
antallet af manuelle målestationer af typen Hellmann blev reduceret fra omkring
500 målestationer til ca. 120 stationer. I første kvartal af 2011 blev de manuelle
målere erstattet med ca. 240 automatiske målestationer, bestykket med 3
forskellige sensortyper (Geonor, Pluvio og Rimco). Der var ca. 95 DMI-ejede
Geonor og Pluvio målere og ca. 145 Rimco målere ejet af Spildevandforsyningerne
(SVK). Nedbørsmålenetværket blev som følge af reduktionen i antallet af
nedbørmålere mindre homogent fordelt over Danmark, med primært SVK-målere i
nærheden af byerne og DMI-ejede målere placeret på lufthavne og i landzonen.
Antallet af målere er steget siden 2011 til 285 i 2020, da SVK har opsat flere
målere i byområderne.
Fremgangsmåde og konklusioner i de foreløbige undersøgelser
Med henblik på at identificere mulige kilder på bias eller afvigelser
i DMI’s
nedbørdata har DMI iværksat følgende undersøgelser:
1. Kulegravning af datakæden fra observeret nedbørmåling på stationerne til
endelig dataleverance til NOVANA.
2.
Sammenligning af DMI’s
griddede nedbørdata med den uafhængige
reanalyse ERA5, der er en beregning af, hvordan vejret har været bagud i
tid.
3. Sammenligning af 60 Hellmann og Pluvio målere i en 10-måneders
overlapsperiode december 2009
–
september 2010, samt et måler-par ved
testfeltet i Voulund over flere år, med fokus på gennemgang af
korrektionsmodellen.
1
World Meteorological Organization, WMO No. 8, the CIMO GUIDE
Side 2/5
 MOF, Alm.del - 2020-21 - Bilag 87: Notat om kvælstofudledning for det målte opland og statusnotat fra DMI, fra miljøministeren
2273889_0003.png
4. Evaluering af konsekvenserne på beregning af griddede nedbørdata ved
anvendelse af et homogent målenetværk med mange nedbørmålere,
sammenlignet med anvendelse af et mere uhomogent målenetværk med
færre målere.
Derudover er en ny korrektionsfaktor for de automatiske Pluvio-målere under
udarbejdelse, baseret på dataene fra testfeltet i Voulund. Den nye korrektionsfaktor
vil inden for en tidshorisont på et par måneder blive implementeret i datakæden og
nedbørdata vil blive genberegnet.
Gennemgang af datakæden
Undersøgelsen er igangsat, og første version præsenteret til arbejdsgruppen med
AU og GEUS. Videre undersøgelser pågår.
Sammenligning med reanalysen ERA5
ERA5 er et internationalt anerkendt datasæt bestående af nedbørdata på
timeniveau, der kombinerer observationer fra bl.a. satellitter med vejrmodelkørsler.
Selvom datasættet
har en grovere opløsning og er mindre præcis end DMI’s
griddede data, så indeholder
ERA5 ikke DMI’s nedbørdata og er derfor brugbar ift.
at sammenligne med DMI’s data med henblik på at finde systemiske afvigelser over
tid.
Sammenligningen ml. DMI’s
griddede, korrigerede nedbørdata og ERA5 har vist
følgende:
Når nedbørdata for perioden 1989-2010 sammenlignes med 2011-2018
ses en mindre stigning i årsnedbøren i ERA5, men et signifikant fald i
DMI’s korrigerede nedbør, særligt for Sjælland, Fyn og Midt-
og Sydjylland.
Underestimeringen af nedbør lader til at være
–
i det mindste delvist
–
korreleret med de områder, hvor antallet af nedbørmålestationer er færrest.
Undersøgelse af nedbørkorrektioner
Korrektionsmodellen for de manuelle Hellmann-målere og de automatiske Geonor-
og Rimco-målere
er veldokumenteret i litteraturen. DMI’s undersøgelse
har derfor
fokuseret på den automatiske Pluvio-måler.
DMI har fundet, at de nyere Pluvio-målere generelt opfanger mere nedbør
svarende til ca. 4% og betydeligt mere sne svarende til 15% sammenlignet med de
manuelle Hellmann-målere, som blev anvendt før moderniseringen af
målenetværket. Dog har DMI fundet, at Pluvio-målerne underestimerer den totale
nedbør med ca. 2% efter, at data er korrigeret.
Ved sammenligning af korrigerende nedbørsdata fra Pluvio måleren med
referencedata fra testfeltet i Voulund, baseret på forskningsprojektet HOBE, ses en
Side 3/5
 MOF, Alm.del - 2020-21 - Bilag 87: Notat om kvælstofudledning for det målte opland og statusnotat fra DMI, fra miljøministeren
2273889_0004.png
afvigelse på korrigerede data fra Pluvio-måleren på 2%, hvilket er i god
overensstemmelse med ovenstående.
Dette indikerer, at korrektionsfaktoren for Pluvio stationer kan forbedres, og at det
vil resultere i ca. 2% højere værdier i de korrigerede stationsdata fra disse
stationer. Den samlede indflydelse på de griddede, korrigerede data vil ligge på
højst 2%, da data fra de andre stationstyper ikke ændres.
Undersøgelse af effekten af færre målere på beregning af griddede data
DMI har analyseret effekten af at reducere antallet af nedbørmålere fra 472 til 193
unikke stationer for år 1992, og efterfølgende år. De 193 unikke stationer i 1992
svarer omtrent til informationsmængden i de griddede data i 2015, hvor der var 252
stationer til rådighed. Det skyldes, at en del af de 252 stationer står tæt sammen i
byer, og således indgår i den samme 10x10 km gridcelle. Placeringen af de 193
stationer er udvalgt til omtrent at matche fordelingen af stationer i 2015.
Undersøgelsen har vist følgende:
Ingen ændring i landsgennemsnittet for korrigeret nedbør (< 0,5% forskel),
hvilket indikerer, at der ikke er bias i nedbørdata på national skala ved
beregning af griddede data pga. reduktionen i antallet af stationer.
På regional skala ses områder, hvor stationsudtyndingen giver systematisk
højere værdier for den årlige nedbør, og områder hvor værdierne bliver
systematisk lavere. F.eks. findes højere værdier i målenetværket med
færrest målere i det sydvestlige Jylland og lavere værdier i Nordjylland,
nogle områder af Midtjylland, Fyn og Lolland-Falster.
Disse rumlige mønstre, der ses i årsværdierne, går igen i
månedsværdierne, og til dels i de daglige værdier, der dog er meget
påvirkede af den aktuelle vejrsituation.
De rumlige mønstre går også igen ved brug af andre år end 1992.
Der er en mulig tendens til sammenfald med de rumlige mønster, der ses
ved sammenligning med ERA5, men dette skal undersøges nærmere.
Videre proces
Frem mod slutningen af december 2020 vil DMI:
1)
Færdigudvikle nye korrektionsfaktorer for Pluvio-målerne og genberegne
de griddede data, således at de er beregnet, tjekket og leveret til AU inden
18/12 2020.
2)
Afslutte gennemgangen af datakæden og vurdere den samlede usikkerhed
på produktet. Resultatet rapporteres til AU og GEUS.
3)
Planlægge videre udvikling, baseret på resultater af 1. runde af
undersøgelser, med fokus på tæt dialog med AU og GEUS for en
langsigtet løsning. Mulige spor er anbefalinger til udvidelse af
stationsnettet, brug af radar- og modeldata, og brug af alternative
opgørelsesmetoder for areal-nedbør rettet mod NOVANA. Udvalgte spor vil
kunne udvikles og testes i pilotprojekter, med mulighed for fuld
implementering indenfor 1-2 år.
Side 4/5
 MOF, Alm.del - 2020-21 - Bilag 87: Notat om kvælstofudledning for det målte opland og statusnotat fra DMI, fra miljøministeren
2273889_0005.png
Såfremt uhensigtsmæssigheder, der fører til uventet inhomogenitet,
findes i DMI’s
nedbørsdata, vil data herefter blive korrigeret og genberegnet hurtigst muligt.
Arbejdsgruppemøder mellem AU, GEUS og DMI afholdes hver anden uge.
Side 5/5