Rain Gauge Inter-Comparison Quantifies Deficiencies in Precipitation Monitoring

La Granja. Revista de Ciencias de la Vida

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Title Rain Gauge Inter-Comparison Quantifies Deficiencies in Precipitation Monitoring
Comparación entre Pluviómetros Cuantifica Deficiencias en el Monitoreo de la Precipitación
A comparação entre pluviómetros quantifica diferenças no monitoramento da precipitação
 
Creator Padrón, Ryan
Feyen, Jan
Córdova, Mario
Crespo, Patricio
Célleri, Rolando
 
Subject Tipping-bucket rain gauge
comparative analysis
measurement accuracy
intensity and wind effect
tropical
pluviómetros de balancín
análisis comparativo
exactitud de medición
efectos de intensidad y viento
tropical
Pluviômetros de balancim
análise comparativa
precisão de medição
efeitos de intensidade e vento
tropical
 
Description Efforts to correct precipitation measurements have been ongoing for decades, but are scarce for tropical highlands. Four tipping-bucket (TB) rain gauges with different resolution that are commonly used in the Andean mountain region were compared—one DAVIS-RC-II, one HOBO-RG3-M, and two TE525MM TB gauges (with and without an Alter-type wind screen). The relative performance of these rain gauges, installed side-by-side in the Zhurucay Ecohydrological Observatory, south Ecuador, at 3780 m a.s.l., was assessed using the TB with the highest resolution (0.1 mm) as reference, i.e. the TE525MM. The effect of rain intensity and wind conditions on gauge performance was estimated as well, using 2 years of data. Results reveal that (i) precipitation amount for the reference TB is on average 5.6 to 7.2% higher than rain gauges having a resolution ≥0.2 mm; (ii) relative underestimation of precipitation from the gauges with coarser resolution is higher during low-intensity rainfall—a maximum deviation of 11% was observed for rain intensities ≤1 mm h-1; (iii) precipitation intensities of 2 mm h-1 or less that occur 75% of the time cannot be determined accurately for timescales shorter than 30 minutes because of the gauges’ resolution, e.g. the absolute bias is >10%; and (iv) wind has a similar effect on all sensors. This analysis contributes to increased accuracy and homogeneity of precipitation measurements throughout the Andean highlands, by quantifying the key role of rain-gauge resolution.
Por décadas se ha trabajado para corregir las medidas de precipitación, sin embargo estos esfuerzos han sido escasos en zonas tropicales montañosas. Cuatro pluviómetros de balancín (TB), con distinta resolución y comúnmente utilizados en las montañas de los Andes, fueron comparados en este estudio: un DAVIS-RC-II, un HOBO-RG3-M, y dos TE525MM (con y sin una pantalla Alter contra el viento). El desempeño de estos pluviómetros, instalados en el Observatorio Ecohidrológico de Zhurucay, sur del Ecuador, a 3780 m s.n.m., fue evaluado en relación al sensor de mejor resolución (0,1 mm), el TE525MM. El efecto de la intensidad de precipitación y condiciones del viento también fue analizado utilizando 2 años de datos. Los resultados revelan que (i) la precipitación medida por el TB de referencia es 5,6% y 7,2% mayor que la de pluviómetros con resolución ≥0,2 mm; (ii) la subestimación de los sensores de menor resolución es mayor durante eventos de baja intensidad—una máxima diferencia de 11% para intensidades ≤1 mm h-1; (iii) intensidades menores a 2 mm h-1, que ocurren el 75% del tiempo, no pueden ser determinadas con exactitud para escalas menores a 30 minutos debido a la resolución de los pluviómetros, e.g. sesgo absoluto >10%; y (iv) el viento tiene un efecto similar en todos los sensores. Este análisis contribuye a mejorar la exactitud y homogeneidad de las medidas de precipitación en los Andes mediante la cuantificación del rol clave de la resolución de los pluviómetros.
Por décadas, se tem trabalhado para corrigir as medidas de precipitação, porém, estes esforços tem sido escassos nas zonas tropicais montanhosas. Foram comparados quatro pluviômetros de balancim (TB), com diferentes resoluções e comumente utilizados nas montanhas dos Andes: um DAVIS-RC-II, um HOBO-RG3-M e dois TE525MM (com e sem tela Alter contra o vento).
O desempenho desses pluviômetros, instalado no XXXXX, no sul do Equador, a 3780 m.s.n.m., foi avaliado em relação ao sensor de melhor resolução (0,1 mm), o TE525MM. O efeito da intensidade de precipitação e das condições do vento também foram analisadas utilizando 2 anos de dados. Os resultados revelam que (i) a precipitação medida pela TB de referência é 5,6% e 7,2% maior que a dos pluviômetros com resolução de 0,2 mm e 0,254 mm, respectivamente; (ii) a subestimação dos sensores de baixa resolução é maior durante eventos de baixa intensidade - uma diferença máxima de 11% para intensidades ≤1 mm h-1; (iii) intensidades inferiores a 2 mm h-1, que ocorrem 75% do tempo, não podem ser determinadas com precisão para escalas inferiores a 30 minutos devido à resolução dos pluviômetros, e.g.  viés absoluto > 10%; e (iv) o vento tem um efeito semelhante em todos os sensores. Estas análises ajudam a melhorar a precisão e homogeneidade das medidas de precipitação nos Andes, quantificando o papel principal da resolução do pluviômetro.
 
Publisher Universidad Politécnica Salesiana
 
Date 2020-02-29
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
 
Format application/pdf
application/pdf
application/zip
text/html
 
Identifier https://lagranja.ups.edu.ec/index.php/granja/article/view/31.2020.01
10.17163/lgr.n31.2020.01
 
Source La Granja; Vol 31 No 1: (March-2020-August 2020); 7-20
La Granja; Vol. 31 Núm. 1: (marzo-2020-agosto 2020); 7-20
La Granja; v. 31 n. 1: (março-2020-agosto de 2020); 7-20
1390-8596
1390-3799
10.17163/lgr.n31
 
Language spa
eng
 
Relation https://lagranja.ups.edu.ec/index.php/granja/article/view/31.2020.01/3685
https://lagranja.ups.edu.ec/index.php/granja/article/view/31.2020.01/3691
https://lagranja.ups.edu.ec/index.php/granja/article/view/31.2020.01/3735
https://lagranja.ups.edu.ec/index.php/granja/article/view/31.2020.01/3736
 
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