Original paper

Operational quality control of daily precipitation using spatio-climatological plausibility testing

Scherrer, Simon C.; Frei, Christoph; Croci-Maspoli, Mischa; van Geijtenbeek, Deborah; Hotz, Claudine; Appenzeller, Christof

Meteorologische Zeitschrift Vol. 20 No. 4 (2011), p. 397 - 407

published: Aug 1, 2011

DOI: 10.1127/0941-2948/2011/0236

BibTeX file

ArtNo. ESP025012004003, Price: 29.00 €

Download preview PDF Buy as PDF

Abstract

Quality control (QC) of meteorological data is fundamental for many weather and climate related applications. The development of an automated QC of precipitation data has proven difficult in the past and many weather services, including MeteoSwiss, still use primarily manual inspection as a QC procedure. Man power limitations and the demand for more objectivity force many weather services to move towards a less labour intensive and more automated QC while meeting the challenge to keep data quality high. Here we present a spatio-climatological approach for daily precipitation that has been implemented operationally at MeteoSwiss in 2011. It combines the information on the spatial distribution of a precipitation event and the climatological information on the interpolation error at every station using different precipitation intensity intervals. Data editor judgement shows that the system is able to detect potential outliers well without creating too many false alarms that need human inspection. 60-80 % of all suspicious values found by the approach have been classified as real errors by the data editor. Small scale convective precipitation challenges the current configuration. The planned introduction of combined ground-radar estimates may help mitigating this problem. Very helpful in the QC process is the automatic redistribution of accumulated several day sums. The presented method is able to reduce manual inspection in operations and the QC of precipitation can be objectified substantially.

Kurzfassung

Die Qualitätskontrolle (QK) von meteorologischen Daten ist unabdingbar für viele Anwendungen im Wetterund Klimabereich. Die Entwicklung einer automatisierten QK von Niederschlagsdaten hat sich in der Vergangenheit als schwierig herausgestellt und viele Wetterdienste (auch MeteoSchweiz) verwenden immer noch vorwiegend manuelle Verfahren. Spardruck aber auch das Verlangen nach erhöhter Objektivität zwingt die Wetterdienste zur Entwicklung effizienterer und stärker automatisierter QK, mit der Herausforderung die Datenqualität hoch zu behalten. Hier präsentieren wir einen räumlich-klimatologischen Ansatz für die QK täglicher Niederschlagsdaten, der bei MeteoSchweiz 2011 operationell implementiert wird. Er kombiniert die räumliche Niederschlagsinformation eines Ereignisses mit der klimatologischen Information des von der Niederschlagsintensität abhängigen Interpolationsfehlers. Die Beurteilung der Datenbearbeiter zeigt, dass das System potentielle Ausreißer sehr gut detektieren kann ohne allzu viele falsche Alarme zu generieren, die dann vom Datenbearbeiter abgearbeitet werden müssen. 60-80 % der vom Ansatz verdächtigten Datenwerte wurden als echte Fehler klassifiziert. Zur Herausforderung für die jetzige Implementierung gehört der kleinräumige konvektive Niederschlag. Die geplante Einfüuhrung von kombinierten Niederschlagsschätzungen aus Boden- und Radarmessungen könnte helfen dieses Problem zu verringern. Die automatische Umverteilung von akkumuliertem Niederschlag über mehrere Tage ist eine weitere Vereinfachung im QK Ablauf. Insgesamt können mit der vorgeschlagenen Methode die manuellen Eingriffe im operationellen Betrieb deutlich gesenkt und der QK Ablauf deutlich objektiviert werden.