WRF COMERCIAL - CASO CORUJAS (SÃO JOAQUIM/SC)

[kevin cassol]

WRF COMERCIAL - CASO CORUJAS (SÃO JOAQUIM/SC)

 

Nota:

Este post tem conteúdo científico e estatístico, que é o que se espera de uma análise técnica.

 

Pra começar e deixar bem claro, é conveniente que todos aqui neste fórum de meteorologia/entusiastas tenham ciência de que para uma instrumentação de qualidade que produza leituras consideráveis de temperatura do ar seco válidas, é necessário atender a 3 pilares fundamentais/critérios:

1 - SENSOR

2 - ABRIGO

3 - AMBIENTAÇÃO

 

Estes critérios são mencionados em artigos, blogs ou publicações, como por exemplo:

https://www.encyclopedie-environnement.org/en/air-en/ground-weather-observations-what-is-measured-and-what-is-done-with-it/

 

 

1 - SENSOR:

É o dado bruto, determinado através da corrente elétrica que passa dentro de um sistema elétrico. Os parâmetros elétricos são influenciados pela própria variação na temperatura, independente das condições de exposição. O dispositivo eletrônico o interpreta e retorna em temperatura, análogo a uma mola, que mede a grandeza força, interpreta a força-peso, e como a aceleração em F=m.a é uma constante, retorna o dado em massa. É basicamente o dado cru e fundamental.

 

Dando ênfase nos sensores elétricos, eis alguns deles:

- Sensor de Temperatura Infravermelho sem contato

- Sensor de Temperatura Interruptor bimetálico

- Sensor de Temperatura Termopar

- Sensor de Temperatura RTD (Detectores de Temperatura de Resistência)

- Sensor de Temperatura Termistor

FONTE:

https://www.manualdaeletronica.com.br/sensor-de-temperatura-tipos-caracteristicas/

 

2 - ABRIGO:

É o escudo que permite o sensor de qualidade coletar a informação de temperatura (bulbo seco) do ar. Requer aprovação do primeiro critério (sensor) para fazer sentido, senão nada adianta abrigo bom associado a sensor ruim ou impreciso, pois uma coisa vem DEPOIS da outra.

 

Os pratos devem ter a função de REFLETIR para fora a radiação eletromagnética na faixa do visível e PRINCIPALMENTE INFRAVERMELHA, que é a frequência que aquece superfícies.

 

São duas direções predominantes de radiação que atinge o abrigo: direta e indireta.

 

- Direta: é a radiação que vem por cima, sobretudo com sol lateral, que é o motivo da existência da dobra na borda do prato (o prato da WRF comercial é PLANO - não deveria).

 

FONTE:
https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-1682435663-estaco-meteorologica-autnoma-wi-fi-monitoramento-remoto-_JM

https://www.davisinstruments.com/products/wireless-vantage-pro2-with-standard-radiation-shield

 

- Indireta: é a radiação REFLETIDA pelo solo, sobretudo em meses de maior insolação, como o verão, e situações com neve acumulada sobre o solo. Esta radiação refletida entra por baixo e deve ser dissipada pela parte plana interna do prato do abrigo.

 

Logo, você NÃO PODE conseguir enxergar o sensor dentro do abrigo, pois se é possivel vê-lo, também é possível a luz incidir sobre ele, logo, absorvendo calor por radiação indireta. O sensor deve operar NO ESCURO e a temperatura NÃO PODE ser maior nem menor que o ambiente em que se encontra inserida. Inclusive é interessante alguns abrigos estáticos (não-aspirados) terem pintura preta na borda interna de cada prato por uma questão de ALBEDO, a fim de absorver o calor radiativo e evitar transmissão para o sensor.

 

 

FONTE: https://www.researchgate.net/publication/310822203_Computational_Fluid_Dynamics_Analysis_on_Radiation_Error_of_Surface_Air_Temperature_Measurement

 

Como conteúdo CIENTÍFICO extra para quem deseja aprender mais sobre abrigos, incluindo abrigos aspirados, deixo aqui embaixo este vídeo onde é ilustrado de forma claríssima a mecânica dos fluidos interagindo com os pratos e sensores. O vídeo é repleto de dados e estatística, no qual você mesmo pode tirar a conclusão de como deve se deve comportar um sensor frente a um referencial confiável.

 

 

3 - AMBIENTAÇÃO

É o respeito com as regras de distanciamento dos obstáculos que possam interferir nas propriedades atmosféricas naturais do local, sob ponto de vista local e não geográfico. Estas considerações quando respeitadas 100% dão o título de ESTAÇÃO SINÓTICA - Meteorologia Sinótica - Wiki - para a estação meteorológica. E sim, este é o motivo pelo qual se instala estações em locais desabitados, e não "onde estão as pessoas": monitoramento do fluxo atmosférico terrestre natural e seus valores estatísticos para melhor compreensão dos seus fenômenos envolvidos.

 

Considerando que a estação já se considera aprovada nos critérios 1 e 2, explicados acima, é possível verificar microclimas e efeitos de má ventilação, bem como ilhas de calor, causadas por proximidades de casas, árvores, pavimentações, etc. Repito: de nada adianta verificar este critério sem estar de acordo com os dois primeiros, seria utopia, e por isto segue esta ordem.

 

As escalas de grandeza dos elementos de interferência podem ser divididas em 3 categorias:

 

FONTE: https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=9286 artigo indicado para um bom entendimento do efeito da interferência dos elementos sobre o vento, com ênfase no meio urbano, de modo a explicar porque insistimos em não instalar estações próximas de casas ou árvores.

 

Tomando ciência do comportamento turbulento da atmosfera fluindo através de obstáculos naturais ou artificiais, foram definidos critérios de distanciamento e regras de distanciamento ao longo de anos, para a instalação de uma estação meteorológica PADRONIZADA. Estações padronizadas podem servir de REFERENCIAL CONFIÁVEL para os valores atmosféricos naturais intrínsecos à geografia de um ponto específico no planeta.

 

Abaixo, temos a orientação da Campbell Scientific para a situlocalização ideal de uma estação e, logo, medição PADRÃO da temperatura do ar:

FONTE: https://www.campbellsci.com/weather-station-siting

 

E ainda, outro artigo informando o distanciamento de uma estação meteorológica como sendo 7 a 10 vezes a altura do obstáculo mais próximo, como árvores ou edificações:

FONTE: https://extension.arizona.edu/sites/extension.arizona.edu/files/pubs/az1260.pdf

 

Basicamente o motivo de estampar o CONSIDERO em estações situadas em ambientes isentos de todas estas interferências. São exemplos de estações bem posicionadas, que respeitam os 3 critérios (note que só citei baixadas, propositalmente):

- Terra do Gelo/BJS/SC (Davis Vantage Vue)

- Campo Belo/PNI (Davis Vantage Pro2 - com atenção ao cooler operando parcialmente - critério 2/abrigo)

- Curral de Pedras/Pinheiro Machado/RS (Davis Vantage Pro2)

- Linha Cavalhada/Barra do Ribeiro/RS (Davis Vantage Pro2)

 

Exemplo de estações que respeitam os critérios 1 e 2, mas falham no critério 3:

- INMET Campo Bom/RS (Vaisala) - motivo: árvores de mata ciliar a 8m

- Cristo Rei/São Leopoldo/RS (Davis Vantage Pro2) - motivo: muros de residências a 5m

- Licínio de Almeida/BA (AW 2902) - motivo: árvores a 4m

- Plastcromo/Parobé/RS (Davis Vantage Pro2) - motivo: pátio de estacionamento/pavimentação

 

TESTES FEITOS AQUI:

Este aqui é um teste que eu mesmo fiz em 29/ago/2020, onde ilustra o efeito do posicionamento de uma estação com dados e gráficos utilizando de duas convencionais com dois sensores Hobo e La Crosse. Este teste foi realizado após verificar pequenas diferenças nos efeitos de sensor e abrigo. Desprezíveis me refiro ao valor praticamente nulo na análise de erro. Verificar o critério de sensor ocorre primeiro para que os critérios seguintes não sejam mascarados.

 

Após o teste de sensor e antes do teste de ambientação, verificação dos critérios de SENSOR e ABRIGO combinados, e aprovados abaixo:

abrigos a 2m de distância (desnível de 20cm)

 

 

Minimas 14.10/14.1°C (erro 0.00°C)

Máximas 30.68/30.7°C (erro 0.02°C)

Máximo erro instantâneo -0.4/+0.4°C

Média do quadrado dos resíduos da amostra de dados: 0.02

 

Pra quem não sabe, esta é a maneira correta de verificar desvio - não usando média absoluta. Senão um desvio de +10 durante o dia poderia anular um desvio de -10 durante a noite, resultando em 0.0°C de "erro" e assim sendo uma estação perfeita, o que é claramente uma utopia sem sentido nenhum.

 

Leitura necessária para o entendimento da metodologia:

https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Método_dos_mínimos_quadrados

 

Após a proximidade das árvores:

 

Média de 5 dias ensolarados:

 

 

 

Outro teste feito com abrigo de pratos em Portão/RS, mostra uma precisão ainda melhor quando colocados em ambiente ventilados. Quando a instrumentação atende os 3 critérios de sensor, abrigo e ambientação, não há motivos para desvios na medição. Mesmo com a distância de 244 metros, ficam evidentes apenas os efeitos locais relativos à sua própria geografia:

 

 

 

 

Foi considerado o dia mais desfavorável ao desempenho do abrigo, o dia 09/05/2022 (ensolarado), E para o desempenho do sensor o dia 11/05/2022 (chuvoso).

 

Situação de tempo seco e ensolarado:

 

Minimas 7.9/8.1°C (dif 0.2°C)

Máximas 25.6/25.3°C (dif 0.3°C)

Máximo erro instantâneo -1.8/+1.0°C - questão de timing do aquecimento natural do local, não é erro.

Média do quadrado dos resíduos da amostra de dados: 0.14

 

Situação de tempo úmido e chuvoso:

 

Minimas 11.8/11.7°C (dif 0.1°C)

Máximas 20.6/20.7°C (dif 0.1°C)

Máximo erro instantâneo -0.7/+0.5°C - mesma questão de timing por estarem distantes

Média do quadrado dos resíduos da amostra de dados: 0.03

 

CONCLUSÃO DO TESTE:

Em dias ensolarados, o principal impacto nas diferenças locais é exclusivamente a distância entre os sensores: ao amanhecer, quando bate sol primeiro em um antes do outro, ele aquece na frente, mas logo a mistura e turbulência do ar faz com que se homogenize as diferenças na hora mais quente do dia. Já nos dias chuvosos sem radiação solar e elevada umidade, a diferença é desprezível, inferior a 0.3°C, mostrando que SÃO SENSORES E ABRIGOS DE QUALIDADE, e lembrando também que estavam a 244 metros entre eles.

 

De maneira resumida, vou deixar aqui, um terceiro teste rápido de sensor (critério 1) que fiz usando dois dataloggers da Hobo dentro do mesmo abrigo, cujo resultado foi de 0.0°C em todos os parâmetros estatísticos na variável temperatura do ar.

 

 

E ainda, um outro levantamento de dados a partir de um referencial confiável de temperatura, para definir uma equação de calibração de erros causados por um sensor com desvio/descalibrado, tornando seus dados consideráveis.

 

 

AGORA VAMOS DE WRF COMERCIAL:

 

WRF EM ADAMANTINA:

SENSOR:

Uma WRF comprada por Matheus Bonato mostrou alguns dados absurdos, conforme foto tirada por ele. Esta é única foto existente do experimento, pois as demais foram perdidas no telefone que estragou.

 

 

O que acontece aqui é o seguinte: foi tirado o sensor termohigrômetro do abrigo da WRF e colocado dentro de um abrigo de pratos artesanal, que teve dados menos absurdos que os do abrigo original, na qual passavam dos +2.5°C de erro instantâneo.

O referencial confiável é um termohigrômetro Ecowitt WH32, e o teste foi feito no dia 18/08/2021, e os dados podem ser encontrado nos IDs Wunderground IADAMA1 e IADAMA2.

 

Os dados registrados por ambos os sensores no mesmo abrigo estão a seguir:

Ecowitt:

 

WRF Comercial:

 

De cara, já se percebe que uma teve 36.2°C e a outra 38.8°C. Deveriam ser iguais por estarem no mesmo abrigo. Problema exclusivo de sensor, e lembrando que a WRF era nova.

 

Fazendo uma sobreposição de gráficos, tem-se o seguinte:

 

Dados de ponto de orvalho calculados com a equação de Tetens, conforme Temp e UR informada.

Média do quadrado dos resíduos: 5.00 (meus testes apontavam 0.14 com estações independentes a 244 metros uma da outra)

 

 

Desvio fixo em 2.2°C de dia e de noite.

Não é problema de abrigo, é problema de SENSOR, pois é constante durante as 24 horas do dia.

 

Exemplos do efeito de sensor errado:

- Meça sua temperatura corporal sem febre em 38.5°C.

- Congele água a 2°C.

- Avance 100 anos em aquecimento global na Terra.

 

Lembrando que o abrigo original da WRF foi jogado fora pq ainda se somava mais 1°C de erro durante o dia. Lembrando: estação nova.

Qualidade passou longe nesse caso.

 

PONTO DE ORVALHO:

Outra coisa que se nota é que a WRF Comercial reporta valor errado de Ponto de Orvalho.

Como pode a UR atingir 12% e o PO não ser menor que 10.3°C ?

 

De acordo com a Equação de Tetens, que calcula o PO a partir da Temperatura e UR do ar, vc não teria como conseguir 12% com este PO mínimo. Mesmo com 38.8°C, seria obrigatório que o PO atingisse 4.3°C para tal, ou seja, a própria WRF calculou errado 10.3°C e enviou para o Wunder.

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Tetens_equation

 

Esta variável pode ser calculada facilmente pela fórmula:

PO=237.3*(1/((237.3/(237.3+T)-LN(U)/17.3))-1)

ou
UR=100*EXP(-(410529*(T-PO))/((2373+10*T)*(2373+10*PO)))

 

WRF EM GUATAMBU/SC:

 

Outra prova de inconsistência nos dados (menos grave que a do Matheus de Adamantina), provada sem querer, espontaneamente com uma Ambient Weather WS 2902 nova instalada ao lado (IDs Wunder IGUATA2 e IGUATA6):

 

Foto de 29/05/2022

 

Foto de 29/06/2022 

 

SENSOR TEMPERATURA:

Escolhi um dia ensolarado com amplitude térmica, com sensor e abrigo se mostrando ineficaz, medindo temperatura muito abaixo da real, ilustrada pela WS 2902 como referencial confiável. 

 

Dados de 30/07/2022

Em cores fortes: WRF

Em cores fracas: WS 2902 (referencial)

 

Minimas 5.3/4.0°C (dif 1.3°C) - inaceitável

Máximas 16.9/16.9°C (dif 0.0°C)

Máximo erro instantâneo -0.4/+1.8°C

Média do quadrado dos resíduos da amostra de dados: 0.71 

 

 

Percebe-se o efeito combinado de Abrigo ruim + sensor ruim + ambientação terrível. Tudo se soma, e acaba acertando por acaso a temperatura da WS 2902 em algum momento. Mas nem tudo que parece, é.

 

Como toda estação, os 3 pilares da medição padronizada entram aqui, e neste caso os 3 tem falhas. Se decompor os 3 efeitos, o erro de cada um se comporta de uma maneira similar à essa:

1 - SENSOR: Em vermelho, o efeito do erro (negativo) do sensor ruim, com ênfase na madrugada, onde a irradiação e umidade agrava o erro ainda mais. Percebe que o efeito de sensor é um tanto constante, assim como o caso de Adamantina, que estava isento dos outros 2 efeitos.

2 - ABRIGO: Em amarelo, o efeito do sol, incidindo sobre o abrigo, porém barrado pela presença de árvores na parte da manhã.

3 - AMBIENTAÇÃO: Em verde, o efeito da sombra das árvores que acontece pela manhã, enquanto o sol está a nordeste, subtraindo o superaquecimento devido à falha do abrigo ruim (abrigo na sombra é óbvio que o sol não aquece). A tarde o sol incide, e o efeito de superaquecimento é totalmente pela falha do abrigo.

 

 

Soma-se estes desvios positivos para aquecimento e negativos para sensor, e eventualmente vai "acertar" a temperatura no momento em que o sensor tiver -1.0°C e o aquecimento do abrigo tiver +1.0°C. Mas não se esqueça: relógio parado acerta a hora 2 vezes por dia!

 

Não sei se é proposital, mas parece ser uma gambiarra pra tentar aproximar a medição do real. E as vezes até que funciona, mas chamar isso de qualidade, é deboche.

 

SENSOR UMIDADE:

Outro exemplo de erro no cálculo de umidade segue abaixo:

Duas estações diferentes, Ecowitt e WRF, reportando a exata mesma Temperatura, porém, a WRF com UR MAIOR, retorna PO MENOR. Sim, ela é a única que erra, é o patinho feio, tanto nos dados de Adamantina, quanto nos dados de Guatambu (outra WRF). Davis, Ambient Weather, Acurite, Ecowitt, La Crosse, todas são coerentes em seus PO e UR.

 

Ecowitt Portão/RS:

 

WRF Comercial Guatambu/SC:

 

Tentei explicar, mas em vão. Articularam que a culpa é do Wunderground. Será?

 

As estações todas costumam reportar apenas Temperatura e UR para o Wunderground, e ele mesmo tem uma calculadora de PO interna. Ao informar a T e a UR, ele automaticamente retorna o PO sozinho (o que a maioria das estações fazem), mas se informar manualmente o PO, ele prioriza o PO que a estação informou manualmente.

 

Isso pode facilmente ser provado aqui:
Coloque 2 estações reportando no mesmo ID, com temperaturas diferentes, sendo a mais fria a cada 5 min e a mais quente cada 15 min. Dará conflito de leitura, mas o gráfico plotado será do valor MÁXIMO dos reports no intervalo de 5 min para T/UR/PO, ou seja, será o dado bruto da estação de valor maior, porém no table, será exibido o valor MÉDIO das leituras, nas variáveis T/UR/PO.

 

Para este exemplo, usei uma estação com 17.7°C/PO 13.2°C e outra com 11.8°C/PO 11.7°C.

 

 

 

Nenhuma estação reportou 13.0/PO 12.0°C, pois uma estava com 17.7°C e a outra 11.8°C. Portanto, de onde vem tal valor? Bingo: o Wunder calcula sozinho, e sim, ele usa a equação correta.

 

E segue acontecendo, neste dia 01/08/2022, muito curioso 23.9°C/58% ser PO 15.5 e 15.0 ao mesmo tempo:

 

Começando errado e com incoerências, sem assumir o desconhecimento do seu próprio instrumento fabricado, a medição de umidade já mergulha em utopia e o produtor rural já está sendo enganado com um produto de qualidade duvidosa, assim como o Matheus Bonato se sente enganado até hoje.

 

Isso vai longe.

 

WRF CORUJAS EM SÃO JOAQUIM/SC:

 

Pois bem, instalaram uma WRF, que já vinha com longa bagagem de dados inconsistentes, frente às já consagradas Davis, Ambient Weather, La Crosse, Ecowitt, em um local com as temperaturas mais extremas monitoradas de São Joaquim (de fato, muito forte em mínima). Onde DEVERIA ter excelência, para ser destaque na esfera meteorológica do país, em vez de espetáculo, virou um circo.

 

Todas as fabricantes de equipamentos meteorológicos do mercado costumam ter seus produtos testados e extraídos seus dados de testes feitos nos diversos tempos por muitos usuários aqui neste espaço.

 

Houve a época em que a Acurite era referência no pior dado de temperatura do mercado, porém o seu problema era apenas o abrigo praticamente inexistente na medição da temperatura. Atualmente tem mostrado melhora no desempenho nas novas atualizações (tema para outro post).

 

Sobre a marca WRF Comercial, desde 2021 é falado por diversas pessoas que a marca peca em qualidade nos seus produtos, tem problemas e dados inconsistentes (não só de temperatura). Então para verificação foi colocada uma Davis Vue no local. A davis está com problemas na UR por ser antiga, mas está ok na Temperatura. Começou uma militância em defesa de alguns interesses pessoais (WRF Sport Club), teve quem criticou a Davis Vue, se baseando de variáveis escolhidas a dedo, que "puxam o assado pro seu lado" quando convêm (dois pesos, duas medidas).

 

 

A Davis até pode ser um tanto antiga, mas os dados de temperatura são consistentes, mesmo tendo a aparência de descaso, o importante é a saúde e integridade do sensor, até por quê a WRF é nova, né? Não deveria ser impecável?

 

Dadas algumas divergências, colocou-se uma Ambient Weather nova ao lado, e isso foi incrível: mostrou que além da temperatura duvidosa, deixou claro que os vários outros sensores meteorológicos da WRF também tem qualidade duvidosa.

 

 

De cara: a WRF tá bem mais alta que a ambient weather. E em um local onde a temperatura de relva (em situações de ar extremamente seco) é falada por diversas vezes que podem ter diferenças superiores a 10°C em relação a temperatura em 2m.  Deveriam ficar na mesma altura, né?

 

Essa diferença de altura traz um efeito favorável aos militantes da WRF Sport Club: a potencialização do acúmulo de ar frio de madrugada na Ambient Weather, minorando o erro de sensor noturno da WRF (imagine o que não faz 10°C de contraste em 2m de desnível).

 

Teste justo se faz com sensores em altura igual, como foi feito em Guatambu/SC e lá o efeito de cada parcela de erro ficou muito claro sua contribuição, descrita acima.

Desta forma, erros podem vir suavizados e diluídos, mas abaixo, verá que o padrão de comportamento e de erro é um tanto parecido ao de Guatambu e de possivelmente centenas de WRF comercializadas por aí, o que é lamentável para o lado de quem paga por um instrumento de qualidade (cliente), e para o lado de quem preza pela qualidade dos dados que descrevem a climatologia de uma região (ciência).

 

Dadas considerações de instalação para execução do teste, foi verificado os seguintes dados para o invervalo em que estiveram as três juntas (22/07 a 31/08). Dados podem ser encontrados nos seguintes IDs Wunderground:

ISOJOA20 - WRF

ISOJOA28 - Ambient Weather

ISOJOA29 - Davis

 

EXTREMOS DIÁRIOS:

Estas são as mínimas e máximas compreendidas entre o período da manhã e da tarde. Não estão sendo consideradas invertidas neste caso.

 

 

Agora para ver o padrão de aquecimento e comportamento de sensor e abrigo, os dias são parecidos. Todos os dias tiveram vantagem para a WRF, visto que se tivesse nivelada em altura igual, a diferença nas mínimas poderia ser maior.

 

DADOS INSTANTÂNEOS:

 

DESEMPENHO COMBINADO ABRIGO+SENSOR DE TEMPERATURA:

 

27/07/2022 - Condição de tempo seco e estável:

Com a finalidade de submeter ao teste prático tradicional de uma estação meteorológica instalada em campo, em ambientação padronizada e respeitando o distanciamento de obstáculos (critério 3):

DAVIS

WRF

AMBIENT WEATHER

 

 

Considerações:

Extremos do dia já citados na tabela acima.

Ponto de orvalho calculado pela fórmula de Tetens, partindo da Temperatura e UR informadas pelo sensor.

Não foi considerado PO da Davis pois ela desvia quando entra em saturação.

 

Abaixo, a diferença entre cada estação submetida ao teste, frente ao referencial confiável.

DAVIS - AMBIENT WEATHER

WRF - AMBIENT WEATHER

 

Admitindo a Ambient Weather nova como referencial confiável:

Máximo erro instantâneo entre Davis-AW: -1.9/+1.1°C (-0.8/+1.0 fora do pico isolado de timing)

Máximo erro instantâneo entre WRF-AW: -1.0/+2.4°C (-1.0/+0.4 fora do pico isolado de timing)

Média do quadrado dos resíduos (Davis-AW): 0.148 - mesmo desempenho do meu teste realizado em Portão/RS a 244 metros de distância.

Média do quadrado dos resíduos (WRF-AW): 0.235 - contribuição de erros acumulados da madrugada tem principal peso neste valor.

 

DESEMPENHO APENAS DO SENSOR:

Agora o mesmo resultado de erros referente ao período noturno (0h-7h em união com 18h-24h) para efeito somente de sensor (1) excluindo o efeito de abrigo (2) do período diurno:

 

 

Máximo erro instantâneo entre Davis-AW: -0.3/+1.0°C

Máximo erro instantâneo entre WRF-AW: -1.0/+0.4°C

Média do quadrado dos resíduos (Davis-AW): 0.086 - erro ok

Média do quadrado dos resíduos (WRF-AW): 0.232 - erro bem maior

 

Padrão de comportamento de erro/imprecisão por regressão se mostraram semelhantes nos demais dias desta amostra de dados.

 

WRF comercial claramente marca temperatura inferior ao referencial confiável durante a madrugada, especialmente em dias onde a perda de calor por irradiação é intensa, podendo chegar a 1.5°C de diferença pontualmente, LEMBRANDO QUE ELA ESTÁ MAIS ALTA QUE AS OUTRAS ESTAÇÕES, o que claramente dá vantagem por poder mascarar agravamento do desvio em noites secas de forte estratificação térmica - e isso é inaceitável.

 

28 e 29/07/2022 - Condição de tempo úmido e chuvoso:

 

Situação onde não existe desvios relacionados à insolação durante o dia e perda radiativa de calor durante a noite. As temperaturas devem ser OBRIGATORIAMENTE IDÊNTICAS durante todo o período instável.

 

DAVIS

WRF

AMBIENT WEATHER

 

Abaixo, a diferença entre cada estação submetida ao teste, frente ao referencial confiável, que é a Ambient Weather.

DAVIS - AMBIENT WEATHER

WRF - AMBIENT WEATHER

 

Aqui não precisa ter 50 anos de experiência pra perceber que a WRF claramente informa o valor ERRADO de temperatura em -0.7/-0.9°C durante todo o período chuvoso onde deveria marcar honestamente a mesma temperatura das demais estações, com bônus de erro constante em -0.7°C totalmente explícito, causado por efeito de SENSOR, em outra noite VENTOSA, em advecção de ar polar que ocorreu durante o dia 29 inteiro até o dia seguinte, revelando o que já era esperado. Quem diria hein!

 

 

OUTRAS VARIÁVEIS:

Uma estação meteorológica de qualidade não se resume somente em termohigrômetro. Analisar friamente só estas duas variáveis seria desonesto de minha parte. Então vamos para os próximos sensores.

 

Higrômetro:

Apesar dos dados de UR da WRF "Corujas 1" estarem com precisão aprimorada frente aos sensores das outras duas estações WRF de Guatambu e Adamantina, vistas neste post, segue cometendo a mesma gafe de fazer o cálculo errado de ponto de orvalho e reportá-lo para o Wunderground. Seria redundância trazer outra vez o mesmo fato. Os valores estão no Wunder e podem ser consultados à qualquer tempo.

 

Vale apenas calcular manualmente o valor do PO pela fórmula de Tetens, partindo da T e UR informada, como feito no gráfico das 3 estações acima e desconsiderar o PO informado pela estação reportado no Wunder.

 

Barômetro:

Uma verdadeira piada neste caso. Não cabe analisar o sensor, uma vez que ele não apresenta qualquer comportamento lúcido e atinge valores absurdos e caóticos à qualquer instância.

 

26/07/2022

 

27/07/2022

 

Curto e grosso: ao que se apresenta, antes no lixo que no wunder, ESTE sensor, NESTA estação.

 

WRF de Guatambu apresenta dados de barômetro corretos, com a observação de que ela está reportando a pressão absoluta, enquanto a Ambient Weather está reportando a pressão reduzida ao nível do mar.

 

Anemômetro:

Dados do dia 27/07/2022: dia calmo com estabilidade.

Referencial confiável: Ambient Weather

 

 

 

 

Velocidade do vento da Davis Vue correspondendo à Ambient Weather com boa precisão, mas parece estar com a biruta travada pois ela é inexistente (possível ver na foto).

 

Velocidade da WRF parece ok, brisa da madrugada das 3 estações concordam entre si, mas pela tarde ele simplesmente desaparece, adivinha: justamente quando venta com mais intensidade. Em todos os dias acontece isto.

 

A direção do vento é imprecisa e não faz o menor sentido. Parece não saber quem é a ponta e quem é a cauda, fazendo 360° o tempo inteiro ao invés de apontar para a direção certa com clareza. Além da imprecisão de exibir os dados em quadrantes de 45° em 45°, o que deixa o gráfico magro.

 

Demais dias de teste apresentaram o mesmo padrão de comportamento nos respectivos anemômetros.

Derrota para a WRF na variável vento.

 

Pluviômetro:

Único evento com precipitação do período em que esteve as 3 estações operando durante o teste, foi a noite e madrugada dos dias 28 e 29/07/2022. A chuva começou no início da noite do dia 28 e seguiu até a madrugada, onde parou. Pela manhã, uma leve garoa movimentou pela última vez a báscula dos pluviômetros.

 

28/07/2022

 

29/07/2022

 

A WRF comercial simplesmente não consegue manter o volume de chuva acumulado no dia até fechar as 24 horas. Perde valores acumulados anteriormente no meio do evento e a informação ao wunder fica defasada, faltando acumulado.

 

 

O valor de precipitação total no dia é claramente errado, consequência dos resets involuntários que ocorrem. O valor deveria ser de 8.12 mm (0.25+6.86+0.51+0.25+0.25) no primeiro dia e 6.86 mm (1.02+5.59+0.25) no segundo dia.

 

Precisão no valor da precipitação:

Dia 28:

9.4 mm - Ambient Weather

10.67 mm - Davis Vue (13% maior)

8.12 mm - WRF (14% menor)

 

Dia 29:

8.1 mm - Ambient Weather

9.4 mm - Davis Vue (16% maior)

6.86 mm - WRF (15% menor)

 

Dado mostra tendência da WRF exibir valor menor que o reportado pelas outras duas estações. Em uma chuva de 100 mm a imprecisão começa a ganhar tamanho em igual proporção. Isso é algo que poderia ser facilmente calibrado, ajustando a volumetria da báscula do pluviômetro, de modo que cada tombamento gere um volume de 15% maior que o apresentado por tombamento, conforme referencial confiável.

 

A Ambient Weather, apesar de estar possivelmente com o relógio atrasado em 1 hora, reinicia a contagem as 23:00 mas não peca em precisão. Isso é facilmente ajustado e corrigido no console da estação.

 

Radiação Solar:

Um dia com céu azul sem nuvens foi possível no dia 26/07.

 

 

 

Curva de radiação solar da WRF parece excelente, com um pico na parte da manhã. Normalmente pode ocorrer devido a uma gota de orvalho ou garoa que funciona como uma lupa no sensor quando ele é pequeno (isto ocorre nas Ambient Weather). Ou é mais uma falha aleatória e involuntária mesmo - que é mais provável neste caso, devido ao ponto ser exclusivo e isolado. O que resta é a concordância entre os valores máximos de pico de radiação.

 

612 W/m² - Ambient Weather

480 W/m² - WRF

 

Pelo sensor da Ambient Weather ser simples e pouco preciso, fica indeterminado qual é a curva de radiação correta. Uma Davis Pro2 6162, referência na medição de radiação solar, poderia ser o referencial confiável neste caso e definir isto.

 

O índice ultravioleta, que é grosseiramente proporcional à radiação solar, da WRF é exibido todo com valor nulo no gráfico. A WRF de Guatambu também faz igual. Poderia vir de fábrica programada para reportar somente a radiação, sem UV.

 

CONCLUSÃO E CONSIDERAÇÕES FINAIS:

 

Depois de todas estas considerações e fatos, ilustrando o comportamento de sensores testados por mim e por outras pessoas aqui no meu monitoramento, dá pra afirmar com propriedade que, se você dispõe de condições para comprar uma estação meteorológica, WRF COMERCIAL NÃO PODE SER UMA OPÇÃO no seu projeto.

 

Minha mais sincera crítica pessoal (e de outras dezenas de entusiastas e meteorologistas profissionais de respeitável conhecimento técnico), é a de que passar pano pra equipamento ruim, por desconhecimento é até compreensível, afinal, todos temos o tempo certo de aprender (ninguém nasce sabendo, né?). Mas quando isto é consciente, e em proveito de vantagens pessoais vagas e subjetivas, além de vergonhoso, é de extremo retrocesso para todos, sem exceção.

 

Fica minha dúvida se realmente o equipamento dispõe de ensaios laboratoriais de qualidade (dizem eles que sim, pelo instagram), mas uma vez que vêm de fábrica com estes defeitos/imprecisões, acho pouco provável - ou é descaso mesmo. Deixo aqui um exemplo de certificado de calibração de uma Davis Vantage Pro2 adquirida por mim recentemente:

https://www.mediafire.com/file/gixdj8xxujy5uef/1178-21-+Certificado+Calibração+Davis+(1).pdf/file

 

Como se sairia um ensaio destes com uma estação WRF comercial? Tenho muita curiosidade. Lembrando que uma estação da WRF custa R$ 2.400,00 conforme anúncio abaixo:

https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-1682435663-estaco-meteorologica-autnoma-wi-fi-monitoramento-remoto-_JM

 

Quem conhece o ditado: "não troque o certo pelo duvidoso" sabe do que eu tô falando. Portanto cuidado, quem está iniciando na caminhada, pois embasada em todas estas citações, referenciação bibliográfica e experimentações seguindo uma metodologia bem definida e claríssima, quero chamar a atenção disso. Ao meu ver (espero que seja consenso), ciente destes dados, é uma atitude de pouca inteligência investir um tal valor em uma WRF, (tampouco indicar e enganar a outrem), sobretudo em locais de clima extremo, onde podem ser potenciais destaques inclusive na mídia, estando ciente destas opções abaixo, já consolidadas no mercado meteorológico, com preços não menos competitivos:

Davis - robustez e segurança nos dados para uso científico e profissional;

Ambient Weather - praticidade e custo benefício "all in one" para iniciantes e uso doméstico;

Ecowitt - o melhor custo benefício e versatilidade para iniciantes com excelente qualidade e precisão nos dados entregues.

 

Em todas estas marcas realizei testes básicos e a qualidade entregue foi ótima, tanto que uso em meu próprio monitoramento sem hesitar. Tudo isso, sem pesar mais nem menos no bolso do usuário, portanto, WRF: esqueçam.

 

Quanto ao monitoramento das variáveis meteorológicas e divulgação das mesmas:

Se for para fins científicos: qualidade, por favor.

Se for para agricultura: qualidade, por favor.

Se for para fins recreativos: qualidade, por favor.

Se for para medir errado/fora das regras: faça isso offline e, se possível, bem longe daqui.

 

Lembrando que os melhores cientistas do mundo trabalham sempre com os melhores equipamentos do mundo.

 

Leiam e estudem, pois o conhecimento está disperso na sociedade e cada indivíduo só é capaz de deter uma parcela ínfima do conhecimento disponível (Friedrich A. von Hayek).

 

Um abraço e fiquem com Deus.

 

Edited August 3, 2022 at 01:49 PM by kevin cassol

[Allef Matos]

Em 03/08/2022 em 01:00, kevin cassol disse:

WRF COMERCIAL - CASO CORUJAS (SÃO JOAQUIM/SC)

 

Nota:

Este post tem conteúdo científico e estatístico, que é o que se espera de uma análise técnica.

 

 

Pra começar e deixar bem claro, é conveniente que todos aqui neste fórum de meteorologia/entusiastas tenham ciência de que para uma instrumentação de qualidade que produza leituras consideráveis de temperatura do ar seco válidas, é necessário atender a 3 pilares fundamentais/critérios:

1 - SENSOR

2 - ABRIGO

3 - AMBIENTAÇÃO

 

Estes critérios são mencionados em artigos, blogs ou publicações, como por exemplo:

https://www.encyclopedie-environnement.org/en/air-en/ground-weather-observations-what-is-measured-and-what-is-done-with-it/

 

 

1 - SENSOR:

É o dado bruto, determinado através da corrente elétrica que passa dentro de um sistema elétrico. Os parâmetros elétricos são influenciados pela própria variação na temperatura, independente das condições de exposição. O dispositivo eletrônico o interpreta e retorna em temperatura, análogo a uma mola, que mede a grandeza força, interpreta a força-peso, e como a aceleração em F=m.a é uma constante, retorna o dado em massa. É basicamente o dado cru e fundamental.

 

Dando ênfase nos sensores elétricos, eis alguns deles:

- Sensor de Temperatura Infravermelho sem contato

- Sensor de Temperatura Interruptor bimetálico

- Sensor de Temperatura Termopar

- Sensor de Temperatura RTD (Detectores de Temperatura de Resistência)

- Sensor de Temperatura Termistor

FONTE:

https://www.manualdaeletronica.com.br/sensor-de-temperatura-tipos-caracteristicas/

 

2 - ABRIGO:

É o escudo que permite o sensor de qualidade coletar a informação de temperatura (bulbo seco) do ar. Requer aprovação do primeiro critério (sensor) para fazer sentido, senão nada adianta abrigo bom associado a sensor ruim ou impreciso, pois uma coisa vem DEPOIS da outra.

 

Os pratos devem ter a função de REFLETIR para fora a radiação eletromagnética na faixa do visível e PRINCIPALMENTE INFRAVERMELHA, que é a frequência que aquece superfícies.

 

São duas direções predominantes de radiação que atinge o abrigo: direta e indireta.

 

- Direta: é a radiação que vem por cima, sobretudo com sol lateral, que é o motivo da existência da dobra na borda do prato (o prato da WRF comercial é PLANO - não deveria).

 

FONTE:
https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-1682435663-estaco-meteorologica-autnoma-wi-fi-monitoramento-remoto-_JM

https://www.davisinstruments.com/products/wireless-vantage-pro2-with-standard-radiation-shield

 

- Indireta: é a radiação REFLETIDA pelo solo, sobretudo em meses de maior insolação, como o verão, e situações com neve acumulada sobre o solo. Esta radiação refletida entra por baixo e deve ser dissipada pela parte plana interna do prato do abrigo.

 

Logo, você NÃO PODE conseguir enxergar o sensor dentro do abrigo, pois se é possivel vê-lo, também é possível a luz incidir sobre ele, logo, absorvendo calor por radiação indireta. O sensor deve operar NO ESCURO e a temperatura NÃO PODE ser maior nem menor que o ambiente em que se encontra inserida. Inclusive é interessante alguns abrigos estáticos (não-aspirados) terem pintura preta na borda interna de cada prato por uma questão de ALBEDO, a fim de absorver o calor radiativo e evitar transmissão para o sensor.

 

 

FONTE: https://www.researchgate.net/publication/310822203_Computational_Fluid_Dynamics_Analysis_on_Radiation_Error_of_Surface_Air_Temperature_Measurement

 

Como conteúdo CIENTÍFICO extra para quem deseja aprender mais sobre abrigos, incluindo abrigos aspirados, deixo aqui embaixo este vídeo onde é ilustrado de forma claríssima a mecânica dos fluidos interagindo com os pratos e sensores. O vídeo é repleto de dados e estatística, no qual você mesmo pode tirar a conclusão de como deve se deve comportar um sensor frente a um referencial confiável.

 

 

3 - AMBIENTAÇÃO

É o respeito com as regras de distanciamento dos obstáculos que possam interferir nas propriedades atmosféricas naturais do local, sob ponto de vista local e não geográfico. Estas considerações quando respeitadas 100% dão o título de ESTAÇÃO SINÓTICA - Meteorologia Sinótica - Wiki - para a estação meteorológica. E sim, este é o motivo pelo qual se instala estações em locais desabitados, e não "onde estão as pessoas": monitoramento do fluxo atmosférico terrestre natural e seus valores estatísticos para melhor compreensão dos seus fenômenos envolvidos.

 

Considerando que a estação já se considera aprovada nos critérios 1 e 2, explicados acima, é possível verificar microclimas e efeitos de má ventilação, bem como ilhas de calor, causadas por proximidades de casas, árvores, pavimentações, etc. Repito: de nada adianta verificar este critério sem estar de acordo com os dois primeiros, seria utopia, e por isto segue esta ordem.

 

As escalas de grandeza dos elementos de interferência podem ser divididas em 3 categorias:

 

FONTE: https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=9286 artigo indicado para um bom entendimento do efeito da interferência dos elementos sobre o vento, com ênfase no meio urbano, de modo a explicar porque insistimos em não instalar estações próximas de casas ou árvores.

 

Tomando ciência do comportamento turbulento da atmosfera fluindo através de obstáculos naturais ou artificiais, foram definidos critérios de distanciamento e regras de distanciamento ao longo de anos, para a instalação de uma estação meteorológica PADRONIZADA. Estações padronizadas podem servir de REFERENCIAL CONFIÁVEL para os valores atmosféricos naturais intrínsecos à geografia de um ponto específico no planeta.

 

Abaixo, temos a orientação da Campbell Scientific para a situlocalização ideal de uma estação e, logo, medição PADRÃO da temperatura do ar:

FONTE: https://www.campbellsci.com/weather-station-siting

 

E ainda, outro artigo informando o distanciamento de uma estação meteorológica como sendo 7 a 10 vezes a altura do obstáculo mais próximo, como árvores ou edificações:

FONTE: https://extension.arizona.edu/sites/extension.arizona.edu/files/pubs/az1260.pdf

 

Basicamente o motivo de estampar o CONSIDERO em estações situadas em ambientes isentos de todas estas interferências. São exemplos de estações bem posicionadas, que respeitam os 3 critérios:

- Terra do Gelo/BJS/SC (Davis Vantage Vue)

- Campo Belo/PNI (Davis Vantage Pro2 - com atenção ao cooler operando parcialmente - critério 2/abrigo)

- Curral de Pedras/Pinheiro Machado/RS (Davis Vantage Pro2)

- Linha Cavalhada (Davis Vantage Pro2)

 

Exemplo de estações que respeitam os critérios 1 e 2, mas falham no critério 3:

- INMET Campo Bom/RS (Vaisala) - motivo: árvores de mata ciliar a 8m

- Cristo Rei/São Leopoldo/RS (Davis Vantage Pro2) - motivo: muros de residências a 5m

- Licínio de Almeida/BA (AW 2902) - motivo: árvores a 4m

- Parobé/RS (Davis Vantage Pro2) - motivo: pátio de estacionamento/pavimentação

 

TESTES FEITOS AQUI:

Este aqui é um teste que eu mesmo fiz em 29/ago/2020, onde ilustra o efeito do posicionamento de uma estação com dados e gráficos utilizando de duas convencionais com dois sensores Hobo e La Crosse. Este teste foi realizado após verificar pequenas diferenças nos efeitos de sensor e abrigo. Desprezíveis me refiro ao valor praticamente nulo na análise de erro. Verificar o critério de sensor ocorre primeiro para que os critérios seguintes não sejam mascarados.

 

Após o teste de sensor e antes do teste de ambientação, verificação dos critérios de SENSOR e ABRIGO combinados, e aprovados abaixo:

abrigos a 2m de distância (desnível de 20cm)

 

 

Minimas 14.10/14.1°C (erro 0.00°C)

Máximas 30.68/30.7°C (erro 0.02°C)

Máximo erro instantâneo -0.4/+0.4°C

Média do quadrado dos resíduos da amostra de dados: 0.02

 

Pra quem não sabe, esta é a maneira correta de verificar desvio - não usando média absoluta. Senão um desvio de +10 durante o dia poderia anular um desvio de -10 durante a noite, resultando em 0.0°C de "erro" e assim sendo uma estação perfeita, o que é claramente uma utopia sem sentido nenhum.

 

Leitura necessária para o entendimento da metodologia:

https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Método_dos_mínimos_quadrados

 

Após a proximidade das árvores:

 

Média de 5 dias ensolarados:

 

 

 

Outro teste feito com abrigo de pratos em Portão/RS, mostra uma precisão ainda melhor quando colocados em ambiente ventilados. Quando a instrumentação atende os 3 critérios de sensor, abrigo e ambientação, não há motivos para desvios na medição. Mesmo com a distância de 244 metros, ficam evidentes apenas os efeitos locais relativos à sua própria geografia:

 

 

 

 

Foi considerado o dia mais desfavorável ao desempenho do abrigo, o dia 09/05/2022 (ensolarado), E para o desempenho do sensor o dia 11/05/2022 (chuvoso).

 

Situação de tempo seco e ensolarado:

 

Minimas 7.9/8.1°C (dif 0.2°C)

Máximas 25.6/25.3°C (dif 0.3°C)

Máximo erro instantâneo -1.8/+1.0°C - questão de timing do aquecimento natural do local, não é erro.

Média do quadrado dos resíduos da amostra de dados: 0.14

 

Situação de tempo úmido e chuvoso:

 

Minimas 11.8/11.7°C (dif 0.1°C)

Máximas 20.6/20.7°C (dif 0.1°C)

Máximo erro instantâneo -0.7/+0.5°C - mesma questão de timing por estarem distantes

Média do quadrado dos resíduos da amostra de dados: 0.03

 

CONCLUSÃO DO TESTE:

Em dias ensolarados, o principal impacto nas diferenças locais é exclusivamente a distância entre os sensores: ao amanhecer, quando bate sol primeiro em um antes do outro, ele aquece na frente, mas logo a mistura e turbulência do ar faz com que se homogenize as diferenças na hora mais quente do dia. Já nos dias chuvosos sem radiação solar e elevada umidade, a diferença é desprezível, inferior a 0.3°C, mostrando que SÃO SENSORES E ABRIGOS DE QUALIDADE, e lembrando também que estavam a 244 metros entre eles.

 

De maneira resumida, vou deixar aqui, um terceiro teste rápido de sensor (critério 1) que fiz usando dois dataloggers da Hobo dentro do mesmo abrigo, cujo resultado foi de 0.0°C em todos os parâmetros estatísticos na variável temperatura do ar.

 

 

E ainda, um outro levantamento de dados a partir de um referencial confiável de temperatura, para definir uma equação de calibração de erros causados por um sensor com desvio/descalibrado, tornando seus dados consideráveis.

 

 

AGORA VAMOS DE WRF COMERCIAL:

 

WRF EM ADAMANTINA:

SENSOR:

Uma WRF comprada por Matheus Bonato mostrou alguns dados absurdos, conforme foto tirada por ele. Esta é única foto existente do experimento, pois as demais foram perdidas no telefone que estragou.

 

 

O que acontece aqui é o seguinte: foi tirado o sensor termohigrômetro do abrigo da WRF e colocado dentro de um abrigo de pratos artesanal, que teve dados menos absurdos que os do abrigo original, na qual passavam dos +2.5°C de erro instantâneo.

O referencial confiável é um termohigrômetro Ecowitt WH32, e o teste foi feito no dia 18/08/2021, e os dados podem ser encontrado nos IDs Wunderground IADAMA1 e IADAMA2.

 

Os dados registrados por ambos os sensores no mesmo abrigo estão a seguir:

Ecowitt:

 

WRF Comercial:

 

De cara, já se percebe que uma teve 36.2°C e a outra 38.8°C. Deveriam ser iguais por estarem no mesmo abrigo. Problema exclusivo de sensor, e lembrando que a WRF era nova.

 

Fazendo uma sobreposição de gráficos, tem-se o seguinte:

 

Dados de ponto de orvalho calculados com a equação de Tetens, conforme Temp e UR informada.

Média do quadrado dos resíduos: 5.00 (meus testes apontavam 0.14 com estações independentes a 244 metros uma da outra)

 

 

Desvio fixo em 2.2°C de dia e de noite.

Não é problema de abrigo, é problema de SENSOR, pois é constante durante as 24 horas do dia.

 

Exemplos do efeito de sensor errado:

- Meça sua temperatura corporal sem febre em 38.5°C.

- Congele água a 2°C.

- Avance 100 anos em aquecimento global na Terra.

 

Lembrando que o abrigo original da WRF foi jogado fora pq ainda se somava mais 1°C de erro durante o dia. Lembrando: estação nova.

Qualidade passou longe nesse caso.

 

PONTO DE ORVALHO:

Outra coisa que se nota é que a WRF Comercial reporta valor errado de Ponto de Orvalho.

Como pode a UR atingir 12% e o PO não ser menor que 10.3°C ?

 

De acordo com a Equação de Tetens, que calcula o PO a partir da Temperatura e UR do ar, vc não teria como conseguir 12% com este PO mínimo. Mesmo com 38.8°C, seria obrigatório que o PO atingisse 4.3°C para tal, ou seja, a própria WRF calculou errado 10.3°C e enviou para o Wunder.

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Tetens_equation

 

Esta variável pode ser calculada facilmente pela fórmula:

PO=237.3*(1/((237.3/(237.3+T)-LN(U)/17.3))-1)

ou
UR=100*EXP(-(410529*(T-PO))/((2373+10*T)*(2373+10*PO)))

 

WRF EM GUATAMBU/SC:

 

Outra prova de inconsistência nos dados (menos grave que a do Matheus de Adamantina), provada sem querer, espontaneamente com uma Ambient Weather WS 2902 nova instalada ao lado (IDs Wunder IGUATA2 e IGUATA6):

 

Foto de 29/05/2022

 

Foto de 29/06/2022 

 

SENSOR TEMPERATURA:

Escolhi um dia ensolarado com amplitude térmica, com sensor e abrigo se mostrando ineficaz, medindo temperatura muito abaixo da real, ilustrada pela WS 2902 como referencial confiável. 

 

Dados de 30/07/2022

Em cores fortes: WRF

Em cores fracas: WS 2902 (referencial)

 

Minimas 5.3/4.0°C (dif 1.3°C) - inaceitável

Máximas 16.9/16.9°C (dif 0.0°C)

Máximo erro instantâneo -0.4/+1.8°C

Média do quadrado dos resíduos da amostra de dados: 0.71 

 

 

Percebe-se o efeito combinado de Abrigo ruim + sensor ruim + ambientação terrível. Tudo se soma, e acaba acertando por acaso a temperatura da WS 2902 em algum momento. Mas nem tudo que parece, é.

 

Como toda estação, os 3 pilares da medição padronizada entram aqui, e neste caso os 3 tem falhas. Se decompor os 3 efeitos, o erro de cada um se comporta de uma maneira similar à essa:

1 - SENSOR: Em vermelho, o efeito do erro (negativo) do sensor ruim, com ênfase na madrugada, onde a irradiação e umidade agrava o erro ainda mais. Percebe que o efeito de sensor é um tanto constante, assim como o caso de Adamantina, que estava isento dos outros 2 efeitos.

2 - ABRIGO: Em amarelo, o efeito do sol, incidindo sobre o abrigo, porém barrado pela presença de árvores na parte da manhã.

3 - AMBIENTAÇÃO: Em verde, o efeito da sombra das árvores que acontece pela manhã, enquanto o sol está a nordeste, subtraindo o superaquecimento devido à falha do abrigo ruim (abrigo na sombra é óbvio que o sol não aquece). A tarde o sol incide, e o efeito de superaquecimento é totalmente pela falha do abrigo.

 

 

Soma-se estes desvios positivos para aquecimento e negativos para sensor, e eventualmente vai "acertar" a temperatura no momento em que o sensor tiver -1.0°C e o aquecimento do abrigo tiver +1.0°C. Mas não se esqueça: relógio parado acerta a hora 2 vezes por dia!

 

Não sei se é proposital, mas parece ser uma gambiarra pra tentar aproximar a medição do real. E as vezes até que funciona, mas chamar isso de qualidade, é deboche.

 

SENSOR UMIDADE:

Outro exemplo de erro no cálculo de umidade segue abaixo:

Duas estações diferentes, Ecowitt e WRF, reportando a exata mesma Temperatura, porém, a WRF com UR MAIOR, retorna PO MENOR. Sim, ela é a única que erra, é o patinho feio, tanto nos dados de Adamantina, quanto nos dados de Guatambu (outra WRF). Davis, Ambient Weather, Acurite, Ecowitt, La Crosse, todas são coerentes em seus PO e UR.

 

Ecowitt Portão/RS:

 

WRF Comercial Guatambu/SC:

 

Tentei explicar, mas em vão. Articularam que a culpa é do Wunderground. Será?

 

As estações todas costumam reportar apenas Temperatura e UR para o Wunderground, e ele mesmo tem uma calculadora de PO interna. Ao informar a T e a UR, ele automaticamente retorna o PO sozinho (o que a maioria das estações fazem), mas se informar manualmente o PO, ele prioriza o PO que a estação informou manualmente.

 

Isso pode facilmente ser provado aqui:
Coloque 2 estações reportando no mesmo ID, com temperaturas diferentes, sendo a mais fria a cada 5 min e a mais quente cada 15 min. Dará conflito de leitura, mas o gráfico plotado será do valor MÁXIMO dos reports no intervalo de 5 min para T/UR/PO, ou seja, será o dado bruto da estação de valor maior, porém no table, será exibido o valor MÉDIO das leituras, nas variáveis T/UR/PO.

 

Para este exemplo, usei uma estação com 17.7°C/PO 13.2°C e outra com 11.8°C/PO 11.7°C.

 

 

 

Nenhuma estação reportou 13.0/PO 12.0°C, pois uma estava com 17.7°C e a outra 11.8°C. Portanto, de onde vem tal valor? Bingo: o Wunder calcula sozinho, e sim, ele usa a equação correta.

 

E segue acontecendo, neste dia 01/08/2022, muito curioso 23.9°C/58% ser PO 15.5 e 15.0 ao mesmo tempo:

 

Começando errado e com incoerências, sem assumir o desconhecimento do seu próprio instrumento fabricado, a medição de umidade já mergulha em utopia e o produtor rural já está sendo enganado com um produto de qualidade duvidosa, assim como o Matheus Bonato se sente enganado até hoje.

 

Isso vai longe.

 

WRF CORUJAS EM SÃO JOAQUIM/SC:

 

Pois bem, instalaram uma WRF, que já vinha com longa bagagem de dados inconsistentes, frente às já consagradas Davis, Ambient Weather, La Crosse, Ecowitt, em um local com as temperaturas mais extremas monitoradas de São Joaquim (de fato, muito forte em mínima). Onde DEVERIA ter excelência, para ser destaque na esfera meteorológica do país, em vez de espetáculo, virou um circo.

 

Todas as fabricantes de equipamentos meteorológicos do mercado costumam ter seus produtos testados e extraídos seus dados de testes feitos nos diversos tempos por muitos usuários aqui neste espaço.

 

Houve a época em que a Acurite era referência no pior dado de temperatura do mercado, porém o seu problema era apenas o abrigo praticamente inexistente na medição da temperatura. Atualmente tem mostrado melhora no desempenho nas novas atualizações (tema para outro post).

 

Sobre a marca WRF Comercial, desde 2021 é falado por diversas pessoas que a marca peca em qualidade nos seus produtos, tem problemas e dados inconsistentes (não só de temperatura). Então para verificação foi colocada uma Davis Vue no local. A davis está com problemas na UR por ser antiga, mas está ok na Temperatura. Começou uma militância em defesa de alguns interesses pessoais (WRF sport club), teve quem criticou a Davis Vue, se baseando de variáveis escolhidas a dedo, que "puxam o assado pro seu lado" quando convêm (dois pesos, duas medidas).

 

 

A Davis até pode ser um tanto antiga, mas os dados de temperatura são consistentes, mesmo tendo a aparência de descaso, o importante é a saúde e integridade do sensor, até por quê a WRF é nova né? Não deveria ser impecável?

 

Dadas algumas divergências, colocou-se uma Ambient Weather nova ao lado, e isso foi incrível: mostrou que além da temperatura duvidosa, deixou claro que os vários outros sensores meteorológicos da WRF tem qualidade duvidosa.

 

 

De cara: a WRF tá bem mais alta que a ambient weather. E em um local onde a temperatura de relva (em situações de ar extremamente seco) é falada por diversas vezes que podem ser superiores a 10°C de diferença em relação a temperatura em 2m, deveriam ficar na mesma altura né!

 

Essa diferença de altura traz um efeito favorável aos militantes da WRF Sport Club: a potencialização do acúmulo de ar frio de madrugada na Ambient Weather, minorando o erro de sensor noturno da WRF (imagine o que não faz 10°C de contraste em 2m de desnível).

 

Teste justo se faz com sensores em altura igual, como foi feito em Guatambu/SC e lá o efeito de cada parcela de erro ficou muito claro sua contribuição, descrita acima.

Desta forma, erros podem vir suavizados e diluídos, mas abaixo, verá que o padrão de comportamento e de erro é um tanto parecido ao de Guatambu e de possivelmente centenas de WRF comercializadas por aí, o que é lamentável para o lado de quem paga por um instrumento de qualidade (cliente), e para o lado de quem preza pela qualidade dos dados que descrevem a climatologia de uma região (ciência).

 

Dadas considerações de instalação para execução do teste, foi verificado os seguintes dados para o invervalo em que estiveram as três juntas (22/07 a 31/08). Dados podem ser encontrados nos seguintes IDs Wunderground:

ISOJOA20 - WRF

ISOJOA28 - Ambient Weather

ISOJOA29 - Davis

 

EXTREMOS DIÁRIOS:

Estas são as mínimas e máximas compreendidas entre o período da manhã e da tarde. Não estão sendo consideradas invertidas.

 

 

Agora para ver o padrão de aquecimento e comportamento de sensor e abrigo, os dias são parecidos. Todos os dias tiveram vantagem para a WRF, visto que se tivesse nivelada em altura igual, a diferença nas mínimas poderia ser maior.

 

DADOS INSTANTÂNEOS:

 

DESEMPENHO COMBINADO ABRIGO+SENSOR DE TEMPERATURA:

 

27/07/2022 - Condição de tempo seco e estável:

Com a finalidade de submeter ao teste prático tradicional de uma estação meteorológica instalada em campo, em ambientação padronizada e respeitando o distanciamento de obstáculos (critério 3):

DAVIS

WRF

AMBIENT WEATHER

  

 

Considerações:

Extremos do dia já citados na tabela acima.

Ponto de orvalho calculado pela fórmula de Tetens, partindo da Temperatura e UR informadas pelo sensor.

Não foi considerado PO da Davis pois ela desvia quando entra em saturação.

 

Abaixo, a diferença entre cada estação submetida ao teste, frente ao referencial confiável.

DAVIS - AMBIENT WEATHER

WRF - AMBIENT WEATHER

 

Admitindo a Ambient Weather nova como referencial confiável:

Máximo erro instantâneo entre Davis-AW: -1.9/+1.1°C (-0.8/+1.0 fora do pico isolado de timing)

Máximo erro instantâneo entre WRF-AW: -1.0/+2.4°C (-1.0/+0.4 fora do pico isolado de timing)

Média do quadrado dos resíduos (Davis-AW): 0.148 - mesmo desempenho do meu teste realizado em Portão/RS a 244 metros de distância.

Média do quadrado dos resíduos (WRF-AW): 0.235 - contribuição de erros acumulados da madrugada tem principal peso neste valor.

 

DESEMPENHO APENAS DO SENSOR:

Agora o mesmo resultado de erros referente ao período noturno (0h-7h em união com 18h-24h) para efeito somente de sensor (1) excluindo o efeito de abrigo (2) do período diurno:

 

 

Máximo erro instantâneo entre Davis-AW: -0.3/+1.0°C

Máximo erro instantâneo entre WRF-AW: -1.0/+0.4°C

Média do quadrado dos resíduos (Davis-AW): 0.086

Média do quadrado dos resíduos (WRF-AW): 0.232

 

Padrão de comportamento de erro/imprecisão por regressão se mostraram semelhantes nos demais dias desta amostra de dados.

 

WRF comercial claramente marca temperatura inferior ao referencial confiável durante a madrugada, especialmente em dias onde a perda de calor por irradiação é intensa, podendo chegar a 1.5°C de diferença pontualmente, LEMBRANDO QUE ELA ESTÁ MAIS ALTA QUE AS OUTRAS ESTAÇÕES, o que claramente dá vantagem por poder mascarar agravamento do desvio em noites secas de forte estratificação térmica.

 

28 e 29/07/2022 - Condição de tempo úmido e chuvoso:

 

Situação onde não existe desvios relacionados à insolação durante o dia e perda radiativa de calor durante a noite. As temperaturas devem ser OBRIGATORIAMENTE IDÊNTICAS durante todo o período instável.

 

DAVIS

WRF

AMBIENT WEATHER

 

 

Abaixo, a diferença entre cada estação submetida ao teste, frente ao referencial confiável, que é a Ambient Weather.

DAVIS - AMBIENT WEATHER

WRF - AMBIENT WEATHER

 

Aqui não precisa ter 50 anos de experiência pra perceber que a WRF claramente informa o valor ERRADO de temperatura em -0.7/-0.9°C durante todo o período chuvoso onde deveria marcar honestamente a mesma temperatura das demais estações, com bônus de erro constante em -0.7°C totalmente explícito, causado por efeito de SENSOR, em outra noite VENTOSA, em advecção de ar polar que ocorreu durante o dia 29 inteiro até a meia noite. Quem diria hein!

 

 

OUTRAS VARIÁVEIS:

Uma estação meteorológica de qualidade não se resume somente em termohigrômetro. Analisar friamente só estas duas variáveis seria desonesto de minha parte. Então vamos para os próximos sensores.

 

Higrômetro:

Apesar dos dados de UR da WRF "Corujas 1" estarem com precisão aprimorada frente aos sensores das outras duas estações WRF de Guatambu e Adamantina, vistas neste post, segue cometendo a mesma falha de fazer o cálculo errado de ponto de orvalho e reportá-lo para o Wunderground. Seria redundância trazer outra vez o mesmo fato. Os valores estão no Wunder e podem ser consultados à qualquer tempo.

 

Vale apenas calcular manualmente o valor do PO pela fórmula de Tetens, partindo da T e UR informada, como feito no gráfico das 3 estações acima e desconsiderar o PO informado pela estação reportado no Wunder.

 

Barômetro:

Uma verdadeira piada neste caso. Não cabe analisar o sensor, uma vez que ele não apresenta qualquer comportamento lúcido e atinge valores absurdos e caóticos à qualquer instância.

 

26/07/2022

 

27/07/2022

 

Curto e grosso: ao que se apresenta, antes no lixo que no wunder, ESTE sensor, NESTA estação.

 

WRF de Guatambu apresenta dados de barômetro corretos, com a observação está sendo reportada a pressão absoluta, enquanto a Ambient Weather está reportando a pressão reduzida ao nível do mar.

 

Anemômetro:

Referencial confiável: Ambient Weather

 

 

 

 

Velocidade do vento da Davis Vue correspondendo à Ambient Weather com boa precisão, mas parece estar com a biruta travada. Isto acontece na Davis Vue enquanto esteve no Campo Belo/PNI (ID=IRESEN9) até o dia 23/06/2022. Atualmente está instalada no Morro Massena/PNI (ID=IITAMO1) com a variável desabilitada de reportar. A biruta gira, mas seus componentes internos não conseguem ler ao comando de giro.

 

Velocidade da WRF parece ok, brisa da madrugada das 3 estações concordam entre si, mas pela tarde ele simplesmente desaparece, adivinha: justamente quando venta com mais intensidade. Em todos os dias acontece isto.

 

A direção do vento é imprecisa e não faz o menor sentido. Parece não saber quem é a ponta e quem é a cauda, fazendo 360° o tempo inteiro ao invés de apontar para a direção certa com clareza. Além da imprecisão de exibir os dados em quadrantes de 45° em 45°, o que deixa o gráfico magro.

 

Demais dias de teste apresentaram o mesmo padrão de comportamento nos respectivos anemômetros.

Derrota para a WRF na variável vento.

 

Pluviômetro:

Único evento com precipitação do período em que esteve as 3 estações operando durante o teste, foi a noite e madrugada dos dias 28 e 29/07/2022. A chuva começou no início da noite do dia 28 e seguiu até a madrugada, onde parou. Pela manhã, uma leve garoa movimentou pela última vez a báscula dos pluviômetros.

 

28/07/2022

 

29/07/2022

 

A WRF comercial simplesmente não consegue manter o volume de chuva acumulado no dia até fechar as 24 horas. Perde valores acumulados anteriormente no meio do evento e a informação ao wunder fica defasada, faltando acumulado.

 

 

O valor de precipitação total no dia é claramente errado, consequência dos resets involuntários que ocorrem. O valor deveria ser de 8.12 mm (0.25+6.86+0.51+0.25+0.25) no primeiro dia e 6.86 mm (1.02+5.59+0.25) no segundo dia.

 

Precisão no valor da precipitação:

Dia 28:

9.4 mm - Ambient Weather

10.67 mm - Davis Vue (13% maior)

8.12 mm - WRF (14% menor)

 

Dia 29:

8.1 mm - Ambient Weather

9.4 mm - Davis Vue (16% maior)

6.86 mm - WRF (15% menor)

 

Dado mostra tendência da WRF exibir valor menor que o reportado pelas outras duas estações. Em uma chuva de 100 mm a imprecisão começa a ganhar tamanho em igual proporção. Isso é algo que poderia ser facilmente calibrado, ajustando a volumetria da báscula do pluviômetro, de modo que cada tombamento gere um volume de 15% maior que o apresentado por tombamento, conforme referencial confiável.

 

A Ambient Weather, apesar de estar possivelmente com o relógio atrasado em 1 hora, reinicia a contagem as 23:00 mas não peca em precisão. Isso é facilmente ajustado e corrigido no console da estação.

 

Radiação Solar:

Um dia com céu azul sem nuvens foi possível no dia 26/07.

 

 

 

Curva de radiação solar da WRF parece excelente, apesar da gota ter servido como lupa na parte da manhã (isto também ocorre nas Ambient Weather). O que falta é a concordância entre os valores máximos de pico de radiação.

 

612 W/m² - Ambient Weather

480 W/m² - WRF

 

Pelo sensor da Ambient Weather ser simples e pouco preciso, fica indeterminado qual é a curva de radiação correta. Uma Davis Pro2 6162, referência na medição de radiação solar, poderia ser o referencial confiável e definir isto.

 

O índice ultravioleta, que é grosseiramente proporcional à radiação solar, da WRF é exibido todo com valor nulo no gráfico. A WRF de Guatambu também faz igual. Poderia vir de fábrica programada para reportar somente a radiação, sem UV.

 

CONCLUSÃO E CONSIDERAÇÕES FINAIS:

 

Depois de todas estas considerações e fatos, ilustrando o comportamento de sensores testados por mim e por outras pessoas aqui no meu monitoramento, dá pra afirmar com propriedade que, se você dispõe de condições para comprar uma estação meteorológica, WRF COMERCIAL NÃO PODE SER UMA OPÇÃO no seu projeto.

 

Minha mais sincera crítica pessoal (e de outras dezenas de entusiastas e meteorologistas profissionais de respeitável conhecimento técnico), é a de que passar pano pra equipamento ruim, por desconhecimento é até compreensível, afinal, todos temos o tempo certo de aprender (ninguém nasce sabendo, né?). Mas quando isto é consciente, e em proveito de vantagens pessoais vagas e subjetivas, além de vergonhoso, é de extremo retrocesso para todos, sem exceção.

 

Fica minha dúvida se realmente o equipamento dispõe de ensaios laboratoriais de qualidade (dizem eles que sim, pelo instagram), uma vez que vêm de fábrica com estes defeitos/imprecisões, acho pouco provável. Deixo aqui um exemplo de certificado de calibração de uma Davis Vantage Pro2 adquirida por mim recentemente, do meteorologista e amigo @Gabriel Cassol:

https://files.smallpdf.com/files/75fc79da0ad05816cc8603ce0a7c2670.pdf?name=1178-21- Certificado Calibração Davis.pdf

 

Lembrando que uma estação da WRF custa R$ 2.400,00 conforme anúncio abaixo:

https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-1682435663-estaco-meteorologica-autnoma-wi-fi-monitoramento-remoto-_JM

 

Quem conhece o ditado: "não troque o certo pelo duvidoso" sabe do que eu tô falando. Portanto cuidado, quem está iniciando na caminhada, pois embasada em todas estas citações, referenciação bibliográfica e experimentações seguindo uma metodologia bem definida e claríssima, quero chamar a atenção disso. Ao meu ver (espero que seja consenso), ciente destes dados, é uma atitude de pouca inteligência investir um tal valor em uma WRF, (tampouco indicar), sobretudo em locais de clima extremo, onde podem ser potenciais destaques inclusive na mídia, estando ciente destas opções abaixo, já consolidadas no mercado meteorológico, com preços não menos competitivos:

Davis - robustez e segurança nos dados para uso científico e profissional;

Ambient Weather - praticidade e custo benefício "all in one" para iniciantes e uso doméstico;

Ecowitt - o melhor custo benefício e versatilidade para iniciantes com excelente qualidade e precisão nos dados entregues.

 

Todas estas marcas realizei testes básicos e a qualidade entregue foi ótima, tanto que uso em meu próprio monitoramento sem hesitar. Tudo isso, sem pesar mais nem menos no bolso do usuário, portanto, WRF: esqueçam.

 

Quanto ao monitoramento das variáveis meteorológicas e divulgação das mesmas:

Se for para fins científicos: qualidade, por favor.

Se for para agricultura: qualidade, por favor.

Se for para fins recreativos: qualidade, por favor.

Se for para medir errado/fora das regras: faça isso offline.

 

Lembrando que os melhores cientistas do mundo trabalham sempre com os melhores equipamentos do mundo.

 

Leiam e estudem, pois o conhecimento está disperso na sociedade e cada indivíduo só é capaz de deter uma parcela ínfima do conhecimento disponível (Friedrich A. von Hayek).

Um abraço e fiquem com Deus.

 

 

Tu não merece, Palmas. Merece Tocantins inteiro. 

[Gabriel Cardoso]

Em 03/08/2022 em 01:00, kevin cassol disse:

WRF COMERCIAL - CASO CORUJAS (SÃO JOAQUIM/SC)

 

Nota:

Este post tem conteúdo científico e estatístico, que é o que se espera de uma análise técnica.

 

Pra começar e deixar bem claro, é conveniente que todos aqui neste fórum de meteorologia/entusiastas tenham ciência de que para uma instrumentação de qualidade que produza leituras consideráveis de temperatura do ar seco válidas, é necessário atender a 3 pilares fundamentais/critérios:

1 - SENSOR

2 - ABRIGO

3 - AMBIENTAÇÃO

 

Estes critérios são mencionados em artigos, blogs ou publicações, como por exemplo:

https://www.encyclopedie-environnement.org/en/air-en/ground-weather-observations-what-is-measured-and-what-is-done-with-it/

 

 

1 - SENSOR:

É o dado bruto, determinado através da corrente elétrica que passa dentro de um sistema elétrico. Os parâmetros elétricos são influenciados pela própria variação na temperatura, independente das condições de exposição. O dispositivo eletrônico o interpreta e retorna em temperatura, análogo a uma mola, que mede a grandeza força, interpreta a força-peso, e como a aceleração em F=m.a é uma constante, retorna o dado em massa. É basicamente o dado cru e fundamental.

 

Dando ênfase nos sensores elétricos, eis alguns deles:

- Sensor de Temperatura Infravermelho sem contato

- Sensor de Temperatura Interruptor bimetálico

- Sensor de Temperatura Termopar

- Sensor de Temperatura RTD (Detectores de Temperatura de Resistência)

- Sensor de Temperatura Termistor

FONTE:

https://www.manualdaeletronica.com.br/sensor-de-temperatura-tipos-caracteristicas/

 

2 - ABRIGO:

É o escudo que permite o sensor de qualidade coletar a informação de temperatura (bulbo seco) do ar. Requer aprovação do primeiro critério (sensor) para fazer sentido, senão nada adianta abrigo bom associado a sensor ruim ou impreciso, pois uma coisa vem DEPOIS da outra.

 

Os pratos devem ter a função de REFLETIR para fora a radiação eletromagnética na faixa do visível e PRINCIPALMENTE INFRAVERMELHA, que é a frequência que aquece superfícies.

 

São duas direções predominantes de radiação que atinge o abrigo: direta e indireta.

 

- Direta: é a radiação que vem por cima, sobretudo com sol lateral, que é o motivo da existência da dobra na borda do prato (o prato da WRF comercial é PLANO - não deveria).

 

FONTE:
https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-1682435663-estaco-meteorologica-autnoma-wi-fi-monitoramento-remoto-_JM

https://www.davisinstruments.com/products/wireless-vantage-pro2-with-standard-radiation-shield

 

- Indireta: é a radiação REFLETIDA pelo solo, sobretudo em meses de maior insolação, como o verão, e situações com neve acumulada sobre o solo. Esta radiação refletida entra por baixo e deve ser dissipada pela parte plana interna do prato do abrigo.

 

Logo, você NÃO PODE conseguir enxergar o sensor dentro do abrigo, pois se é possivel vê-lo, também é possível a luz incidir sobre ele, logo, absorvendo calor por radiação indireta. O sensor deve operar NO ESCURO e a temperatura NÃO PODE ser maior nem menor que o ambiente em que se encontra inserida. Inclusive é interessante alguns abrigos estáticos (não-aspirados) terem pintura preta na borda interna de cada prato por uma questão de ALBEDO, a fim de absorver o calor radiativo e evitar transmissão para o sensor.

 

 

FONTE: https://www.researchgate.net/publication/310822203_Computational_Fluid_Dynamics_Analysis_on_Radiation_Error_of_Surface_Air_Temperature_Measurement

 

Como conteúdo CIENTÍFICO extra para quem deseja aprender mais sobre abrigos, incluindo abrigos aspirados, deixo aqui embaixo este vídeo onde é ilustrado de forma claríssima a mecânica dos fluidos interagindo com os pratos e sensores. O vídeo é repleto de dados e estatística, no qual você mesmo pode tirar a conclusão de como deve se deve comportar um sensor frente a um referencial confiável.

 

 

3 - AMBIENTAÇÃO

É o respeito com as regras de distanciamento dos obstáculos que possam interferir nas propriedades atmosféricas naturais do local, sob ponto de vista local e não geográfico. Estas considerações quando respeitadas 100% dão o título de ESTAÇÃO SINÓTICA - Meteorologia Sinótica - Wiki - para a estação meteorológica. E sim, este é o motivo pelo qual se instala estações em locais desabitados, e não "onde estão as pessoas": monitoramento do fluxo atmosférico terrestre natural e seus valores estatísticos para melhor compreensão dos seus fenômenos envolvidos.

 

Considerando que a estação já se considera aprovada nos critérios 1 e 2, explicados acima, é possível verificar microclimas e efeitos de má ventilação, bem como ilhas de calor, causadas por proximidades de casas, árvores, pavimentações, etc. Repito: de nada adianta verificar este critério sem estar de acordo com os dois primeiros, seria utopia, e por isto segue esta ordem.

 

As escalas de grandeza dos elementos de interferência podem ser divididas em 3 categorias:

 

FONTE: https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=9286 artigo indicado para um bom entendimento do efeito da interferência dos elementos sobre o vento, com ênfase no meio urbano, de modo a explicar porque insistimos em não instalar estações próximas de casas ou árvores.

 

Tomando ciência do comportamento turbulento da atmosfera fluindo através de obstáculos naturais ou artificiais, foram definidos critérios de distanciamento e regras de distanciamento ao longo de anos, para a instalação de uma estação meteorológica PADRONIZADA. Estações padronizadas podem servir de REFERENCIAL CONFIÁVEL para os valores atmosféricos naturais intrínsecos à geografia de um ponto específico no planeta.

 

Abaixo, temos a orientação da Campbell Scientific para a situlocalização ideal de uma estação e, logo, medição PADRÃO da temperatura do ar:

FONTE: https://www.campbellsci.com/weather-station-siting

 

E ainda, outro artigo informando o distanciamento de uma estação meteorológica como sendo 7 a 10 vezes a altura do obstáculo mais próximo, como árvores ou edificações:

FONTE: https://extension.arizona.edu/sites/extension.arizona.edu/files/pubs/az1260.pdf

 

Basicamente o motivo de estampar o CONSIDERO em estações situadas em ambientes isentos de todas estas interferências. São exemplos de estações bem posicionadas, que respeitam os 3 critérios (note que só citei baixadas, propositalmente):

- Terra do Gelo/BJS/SC (Davis Vantage Vue)

- Campo Belo/PNI (Davis Vantage Pro2 - com atenção ao cooler operando parcialmente - critério 2/abrigo)

- Curral de Pedras/Pinheiro Machado/RS (Davis Vantage Pro2)

- Linha Cavalhada/Barra do Ribeiro/RS (Davis Vantage Pro2)

 

Exemplo de estações que respeitam os critérios 1 e 2, mas falham no critério 3:

- INMET Campo Bom/RS (Vaisala) - motivo: árvores de mata ciliar a 8m

- Cristo Rei/São Leopoldo/RS (Davis Vantage Pro2) - motivo: muros de residências a 5m

- Licínio de Almeida/BA (AW 2902) - motivo: árvores a 4m

- Plastcromo/Parobé/RS (Davis Vantage Pro2) - motivo: pátio de estacionamento/pavimentação

 

TESTES FEITOS AQUI:

Este aqui é um teste que eu mesmo fiz em 29/ago/2020, onde ilustra o efeito do posicionamento de uma estação com dados e gráficos utilizando de duas convencionais com dois sensores Hobo e La Crosse. Este teste foi realizado após verificar pequenas diferenças nos efeitos de sensor e abrigo. Desprezíveis me refiro ao valor praticamente nulo na análise de erro. Verificar o critério de sensor ocorre primeiro para que os critérios seguintes não sejam mascarados.

 

Após o teste de sensor e antes do teste de ambientação, verificação dos critérios de SENSOR e ABRIGO combinados, e aprovados abaixo:

abrigos a 2m de distância (desnível de 20cm)

 

 

Minimas 14.10/14.1°C (erro 0.00°C)

Máximas 30.68/30.7°C (erro 0.02°C)

Máximo erro instantâneo -0.4/+0.4°C

Média do quadrado dos resíduos da amostra de dados: 0.02

 

Pra quem não sabe, esta é a maneira correta de verificar desvio - não usando média absoluta. Senão um desvio de +10 durante o dia poderia anular um desvio de -10 durante a noite, resultando em 0.0°C de "erro" e assim sendo uma estação perfeita, o que é claramente uma utopia sem sentido nenhum.

 

Leitura necessária para o entendimento da metodologia:

https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Método_dos_mínimos_quadrados

 

Após a proximidade das árvores:

 

Média de 5 dias ensolarados:

 

 

 

Outro teste feito com abrigo de pratos em Portão/RS, mostra uma precisão ainda melhor quando colocados em ambiente ventilados. Quando a instrumentação atende os 3 critérios de sensor, abrigo e ambientação, não há motivos para desvios na medição. Mesmo com a distância de 244 metros, ficam evidentes apenas os efeitos locais relativos à sua própria geografia:

 

 

 

 

Foi considerado o dia mais desfavorável ao desempenho do abrigo, o dia 09/05/2022 (ensolarado), E para o desempenho do sensor o dia 11/05/2022 (chuvoso).

 

Situação de tempo seco e ensolarado:

 

Minimas 7.9/8.1°C (dif 0.2°C)

Máximas 25.6/25.3°C (dif 0.3°C)

Máximo erro instantâneo -1.8/+1.0°C - questão de timing do aquecimento natural do local, não é erro.

Média do quadrado dos resíduos da amostra de dados: 0.14

 

Situação de tempo úmido e chuvoso:

 

Minimas 11.8/11.7°C (dif 0.1°C)

Máximas 20.6/20.7°C (dif 0.1°C)

Máximo erro instantâneo -0.7/+0.5°C - mesma questão de timing por estarem distantes

Média do quadrado dos resíduos da amostra de dados: 0.03

 

CONCLUSÃO DO TESTE:

Em dias ensolarados, o principal impacto nas diferenças locais é exclusivamente a distância entre os sensores: ao amanhecer, quando bate sol primeiro em um antes do outro, ele aquece na frente, mas logo a mistura e turbulência do ar faz com que se homogenize as diferenças na hora mais quente do dia. Já nos dias chuvosos sem radiação solar e elevada umidade, a diferença é desprezível, inferior a 0.3°C, mostrando que SÃO SENSORES E ABRIGOS DE QUALIDADE, e lembrando também que estavam a 244 metros entre eles.

 

De maneira resumida, vou deixar aqui, um terceiro teste rápido de sensor (critério 1) que fiz usando dois dataloggers da Hobo dentro do mesmo abrigo, cujo resultado foi de 0.0°C em todos os parâmetros estatísticos na variável temperatura do ar.

 

 

E ainda, um outro levantamento de dados a partir de um referencial confiável de temperatura, para definir uma equação de calibração de erros causados por um sensor com desvio/descalibrado, tornando seus dados consideráveis.

 

 

AGORA VAMOS DE WRF COMERCIAL:

 

WRF EM ADAMANTINA:

SENSOR:

Uma WRF comprada por Matheus Bonato mostrou alguns dados absurdos, conforme foto tirada por ele. Esta é única foto existente do experimento, pois as demais foram perdidas no telefone que estragou.

 

 

O que acontece aqui é o seguinte: foi tirado o sensor termohigrômetro do abrigo da WRF e colocado dentro de um abrigo de pratos artesanal, que teve dados menos absurdos que os do abrigo original, na qual passavam dos +2.5°C de erro instantâneo.

O referencial confiável é um termohigrômetro Ecowitt WH32, e o teste foi feito no dia 18/08/2021, e os dados podem ser encontrado nos IDs Wunderground IADAMA1 e IADAMA2.

 

Os dados registrados por ambos os sensores no mesmo abrigo estão a seguir:

Ecowitt:

 

WRF Comercial:

 

De cara, já se percebe que uma teve 36.2°C e a outra 38.8°C. Deveriam ser iguais por estarem no mesmo abrigo. Problema exclusivo de sensor, e lembrando que a WRF era nova.

 

Fazendo uma sobreposição de gráficos, tem-se o seguinte:

 

Dados de ponto de orvalho calculados com a equação de Tetens, conforme Temp e UR informada.

Média do quadrado dos resíduos: 5.00 (meus testes apontavam 0.14 com estações independentes a 244 metros uma da outra)

 

 

Desvio fixo em 2.2°C de dia e de noite.

Não é problema de abrigo, é problema de SENSOR, pois é constante durante as 24 horas do dia.

 

Exemplos do efeito de sensor errado:

- Meça sua temperatura corporal sem febre em 38.5°C.

- Congele água a 2°C.

- Avance 100 anos em aquecimento global na Terra.

 

Lembrando que o abrigo original da WRF foi jogado fora pq ainda se somava mais 1°C de erro durante o dia. Lembrando: estação nova.

Qualidade passou longe nesse caso.

 

PONTO DE ORVALHO:

Outra coisa que se nota é que a WRF Comercial reporta valor errado de Ponto de Orvalho.

Como pode a UR atingir 12% e o PO não ser menor que 10.3°C ?

 

De acordo com a Equação de Tetens, que calcula o PO a partir da Temperatura e UR do ar, vc não teria como conseguir 12% com este PO mínimo. Mesmo com 38.8°C, seria obrigatório que o PO atingisse 4.3°C para tal, ou seja, a própria WRF calculou errado 10.3°C e enviou para o Wunder.

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Tetens_equation

 

Esta variável pode ser calculada facilmente pela fórmula:

PO=237.3*(1/((237.3/(237.3+T)-LN(U)/17.3))-1)

ou
UR=100*EXP(-(410529*(T-PO))/((2373+10*T)*(2373+10*PO)))

 

WRF EM GUATAMBU/SC:

 

Outra prova de inconsistência nos dados (menos grave que a do Matheus de Adamantina), provada sem querer, espontaneamente com uma Ambient Weather WS 2902 nova instalada ao lado (IDs Wunder IGUATA2 e IGUATA6):

 

Foto de 29/05/2022

 

Foto de 29/06/2022 

 

SENSOR TEMPERATURA:

Escolhi um dia ensolarado com amplitude térmica, com sensor e abrigo se mostrando ineficaz, medindo temperatura muito abaixo da real, ilustrada pela WS 2902 como referencial confiável. 

 

Dados de 30/07/2022

Em cores fortes: WRF

Em cores fracas: WS 2902 (referencial)

 

Minimas 5.3/4.0°C (dif 1.3°C) - inaceitável

Máximas 16.9/16.9°C (dif 0.0°C)

Máximo erro instantâneo -0.4/+1.8°C

Média do quadrado dos resíduos da amostra de dados: 0.71 

 

 

Percebe-se o efeito combinado de Abrigo ruim + sensor ruim + ambientação terrível. Tudo se soma, e acaba acertando por acaso a temperatura da WS 2902 em algum momento. Mas nem tudo que parece, é.

 

Como toda estação, os 3 pilares da medição padronizada entram aqui, e neste caso os 3 tem falhas. Se decompor os 3 efeitos, o erro de cada um se comporta de uma maneira similar à essa:

1 - SENSOR: Em vermelho, o efeito do erro (negativo) do sensor ruim, com ênfase na madrugada, onde a irradiação e umidade agrava o erro ainda mais. Percebe que o efeito de sensor é um tanto constante, assim como o caso de Adamantina, que estava isento dos outros 2 efeitos.

2 - ABRIGO: Em amarelo, o efeito do sol, incidindo sobre o abrigo, porém barrado pela presença de árvores na parte da manhã.

3 - AMBIENTAÇÃO: Em verde, o efeito da sombra das árvores que acontece pela manhã, enquanto o sol está a nordeste, subtraindo o superaquecimento devido à falha do abrigo ruim (abrigo na sombra é óbvio que o sol não aquece). A tarde o sol incide, e o efeito de superaquecimento é totalmente pela falha do abrigo.

 

 

Soma-se estes desvios positivos para aquecimento e negativos para sensor, e eventualmente vai "acertar" a temperatura no momento em que o sensor tiver -1.0°C e o aquecimento do abrigo tiver +1.0°C. Mas não se esqueça: relógio parado acerta a hora 2 vezes por dia!

 

Não sei se é proposital, mas parece ser uma gambiarra pra tentar aproximar a medição do real. E as vezes até que funciona, mas chamar isso de qualidade, é deboche.

 

SENSOR UMIDADE:

Outro exemplo de erro no cálculo de umidade segue abaixo:

Duas estações diferentes, Ecowitt e WRF, reportando a exata mesma Temperatura, porém, a WRF com UR MAIOR, retorna PO MENOR. Sim, ela é a única que erra, é o patinho feio, tanto nos dados de Adamantina, quanto nos dados de Guatambu (outra WRF). Davis, Ambient Weather, Acurite, Ecowitt, La Crosse, todas são coerentes em seus PO e UR.

 

Ecowitt Portão/RS:

 

WRF Comercial Guatambu/SC:

 

Tentei explicar, mas em vão. Articularam que a culpa é do Wunderground. Será?

 

As estações todas costumam reportar apenas Temperatura e UR para o Wunderground, e ele mesmo tem uma calculadora de PO interna. Ao informar a T e a UR, ele automaticamente retorna o PO sozinho (o que a maioria das estações fazem), mas se informar manualmente o PO, ele prioriza o PO que a estação informou manualmente.

 

Isso pode facilmente ser provado aqui:
Coloque 2 estações reportando no mesmo ID, com temperaturas diferentes, sendo a mais fria a cada 5 min e a mais quente cada 15 min. Dará conflito de leitura, mas o gráfico plotado será do valor MÁXIMO dos reports no intervalo de 5 min para T/UR/PO, ou seja, será o dado bruto da estação de valor maior, porém no table, será exibido o valor MÉDIO das leituras, nas variáveis T/UR/PO.

 

Para este exemplo, usei uma estação com 17.7°C/PO 13.2°C e outra com 11.8°C/PO 11.7°C.

 

 

 

Nenhuma estação reportou 13.0/PO 12.0°C, pois uma estava com 17.7°C e a outra 11.8°C. Portanto, de onde vem tal valor? Bingo: o Wunder calcula sozinho, e sim, ele usa a equação correta.

 

E segue acontecendo, neste dia 01/08/2022, muito curioso 23.9°C/58% ser PO 15.5 e 15.0 ao mesmo tempo:

 

Começando errado e com incoerências, sem assumir o desconhecimento do seu próprio instrumento fabricado, a medição de umidade já mergulha em utopia e o produtor rural já está sendo enganado com um produto de qualidade duvidosa, assim como o Matheus Bonato se sente enganado até hoje.

 

Isso vai longe.

 

WRF CORUJAS EM SÃO JOAQUIM/SC:

 

Pois bem, instalaram uma WRF, que já vinha com longa bagagem de dados inconsistentes, frente às já consagradas Davis, Ambient Weather, La Crosse, Ecowitt, em um local com as temperaturas mais extremas monitoradas de São Joaquim (de fato, muito forte em mínima). Onde DEVERIA ter excelência, para ser destaque na esfera meteorológica do país, em vez de espetáculo, virou um circo.

 

Todas as fabricantes de equipamentos meteorológicos do mercado costumam ter seus produtos testados e extraídos seus dados de testes feitos nos diversos tempos por muitos usuários aqui neste espaço.

 

Houve a época em que a Acurite era referência no pior dado de temperatura do mercado, porém o seu problema era apenas o abrigo praticamente inexistente na medição da temperatura. Atualmente tem mostrado melhora no desempenho nas novas atualizações (tema para outro post).

 

Sobre a marca WRF Comercial, desde 2021 é falado por diversas pessoas que a marca peca em qualidade nos seus produtos, tem problemas e dados inconsistentes (não só de temperatura). Então para verificação foi colocada uma Davis Vue no local. A davis está com problemas na UR por ser antiga, mas está ok na Temperatura. Começou uma militância em defesa de alguns interesses pessoais (WRF sport club), teve quem criticou a Davis Vue, se baseando de variáveis escolhidas a dedo, que "puxam o assado pro seu lado" quando convêm (dois pesos, duas medidas).

 

 

A Davis até pode ser um tanto antiga, mas os dados de temperatura são consistentes, mesmo tendo a aparência de descaso, o importante é a saúde e integridade do sensor, até por quê a WRF é nova né? Não deveria ser impecável?

 

Dadas algumas divergências, colocou-se uma Ambient Weather nova ao lado, e isso foi incrível: mostrou que além da temperatura duvidosa, deixou claro que os vários outros sensores meteorológicos da WRF também tem qualidade duvidosa.

 

 

De cara: a WRF tá bem mais alta que a ambient weather. E em um local onde a temperatura de relva (em situações de ar extremamente seco) é falada por diversas vezes que podem ser superiores a 10°C de diferença em relação a temperatura em 2m, deveriam ficar na mesma altura né!

 

Essa diferença de altura traz um efeito favorável aos militantes da WRF Sport Club: a potencialização do acúmulo de ar frio de madrugada na Ambient Weather, minorando o erro de sensor noturno da WRF (imagine o que não faz 10°C de contraste em 2m de desnível).

 

Teste justo se faz com sensores em altura igual, como foi feito em Guatambu/SC e lá o efeito de cada parcela de erro ficou muito claro sua contribuição, descrita acima.

Desta forma, erros podem vir suavizados e diluídos, mas abaixo, verá que o padrão de comportamento e de erro é um tanto parecido ao de Guatambu e de possivelmente centenas de WRF comercializadas por aí, o que é lamentável para o lado de quem paga por um instrumento de qualidade (cliente), e para o lado de quem preza pela qualidade dos dados que descrevem a climatologia de uma região (ciência).

 

Dadas considerações de instalação para execução do teste, foi verificado os seguintes dados para o invervalo em que estiveram as três juntas (22/07 a 31/08). Dados podem ser encontrados nos seguintes IDs Wunderground:

ISOJOA20 - WRF

ISOJOA28 - Ambient Weather

ISOJOA29 - Davis

 

EXTREMOS DIÁRIOS:

Estas são as mínimas e máximas compreendidas entre o período da manhã e da tarde. Não estão sendo consideradas invertidas neste caso.

 

 

Agora para ver o padrão de aquecimento e comportamento de sensor e abrigo, os dias são parecidos. Todos os dias tiveram vantagem para a WRF, visto que se tivesse nivelada em altura igual, a diferença nas mínimas poderia ser maior.

 

DADOS INSTANTÂNEOS:

 

DESEMPENHO COMBINADO ABRIGO+SENSOR DE TEMPERATURA:

 

27/07/2022 - Condição de tempo seco e estável:

Com a finalidade de submeter ao teste prático tradicional de uma estação meteorológica instalada em campo, em ambientação padronizada e respeitando o distanciamento de obstáculos (critério 3):

DAVIS

WRF

AMBIENT WEATHER

  

 

Considerações:

Extremos do dia já citados na tabela acima.

Ponto de orvalho calculado pela fórmula de Tetens, partindo da Temperatura e UR informadas pelo sensor.

Não foi considerado PO da Davis pois ela desvia quando entra em saturação.

 

Abaixo, a diferença entre cada estação submetida ao teste, frente ao referencial confiável.

DAVIS - AMBIENT WEATHER

WRF - AMBIENT WEATHER

 

Admitindo a Ambient Weather nova como referencial confiável:

Máximo erro instantâneo entre Davis-AW: -1.9/+1.1°C (-0.8/+1.0 fora do pico isolado de timing)

Máximo erro instantâneo entre WRF-AW: -1.0/+2.4°C (-1.0/+0.4 fora do pico isolado de timing)

Média do quadrado dos resíduos (Davis-AW): 0.148 - mesmo desempenho do meu teste realizado em Portão/RS a 244 metros de distância.

Média do quadrado dos resíduos (WRF-AW): 0.235 - contribuição de erros acumulados da madrugada tem principal peso neste valor.

 

DESEMPENHO APENAS DO SENSOR:

Agora o mesmo resultado de erros referente ao período noturno (0h-7h em união com 18h-24h) para efeito somente de sensor (1) excluindo o efeito de abrigo (2) do período diurno:

 

 

Máximo erro instantâneo entre Davis-AW: -0.3/+1.0°C

Máximo erro instantâneo entre WRF-AW: -1.0/+0.4°C

Média do quadrado dos resíduos (Davis-AW): 0.086 - erro ok

Média do quadrado dos resíduos (WRF-AW): 0.232 - erro bem maior

 

Padrão de comportamento de erro/imprecisão por regressão se mostraram semelhantes nos demais dias desta amostra de dados.

 

WRF comercial claramente marca temperatura inferior ao referencial confiável durante a madrugada, especialmente em dias onde a perda de calor por irradiação é intensa, podendo chegar a 1.5°C de diferença pontualmente, LEMBRANDO QUE ELA ESTÁ MAIS ALTA QUE AS OUTRAS ESTAÇÕES, o que claramente dá vantagem por poder mascarar agravamento do desvio em noites secas de forte estratificação térmica - e isso é inaceitável.

 

28 e 29/07/2022 - Condição de tempo úmido e chuvoso:

 

Situação onde não existe desvios relacionados à insolação durante o dia e perda radiativa de calor durante a noite. As temperaturas devem ser OBRIGATORIAMENTE IDÊNTICAS durante todo o período instável.

 

DAVIS

WRF

AMBIENT WEATHER

 

Abaixo, a diferença entre cada estação submetida ao teste, frente ao referencial confiável, que é a Ambient Weather.

DAVIS - AMBIENT WEATHER

WRF - AMBIENT WEATHER

 

Aqui não precisa ter 50 anos de experiência pra perceber que a WRF claramente informa o valor ERRADO de temperatura em -0.7/-0.9°C durante todo o período chuvoso onde deveria marcar honestamente a mesma temperatura das demais estações, com bônus de erro constante em -0.7°C totalmente explícito, causado por efeito de SENSOR, em outra noite VENTOSA, em advecção de ar polar que ocorreu durante o dia 29 inteiro até a meia noite. Quem diria hein!

 

 

OUTRAS VARIÁVEIS:

Uma estação meteorológica de qualidade não se resume somente em termohigrômetro. Analisar friamente só estas duas variáveis seria desonesto de minha parte. Então vamos para os próximos sensores.

 

Higrômetro:

Apesar dos dados de UR da WRF "Corujas 1" estarem com precisão aprimorada frente aos sensores das outras duas estações WRF de Guatambu e Adamantina, vistas neste post, segue cometendo a mesma gafe de fazer o cálculo errado de ponto de orvalho e reportá-lo para o Wunderground. Seria redundância trazer outra vez o mesmo fato. Os valores estão no Wunder e podem ser consultados à qualquer tempo.

 

Vale apenas calcular manualmente o valor do PO pela fórmula de Tetens, partindo da T e UR informada, como feito no gráfico das 3 estações acima e desconsiderar o PO informado pela estação reportado no Wunder.

 

Barômetro:

Uma verdadeira piada neste caso. Não cabe analisar o sensor, uma vez que ele não apresenta qualquer comportamento lúcido e atinge valores absurdos e caóticos à qualquer instância.

 

26/07/2022

 

27/07/2022

 

Curto e grosso: ao que se apresenta, antes no lixo que no wunder, ESTE sensor, NESTA estação.

 

WRF de Guatambu apresenta dados de barômetro corretos, com a observação de que ela está reportando a pressão absoluta, enquanto a Ambient Weather está reportando a pressão reduzida ao nível do mar.

 

Anemômetro:

Dados do dia 27/07/2022: dia calmo com estabilidade.

Referencial confiável: Ambient Weather

 

 

 

 

Velocidade do vento da Davis Vue correspondendo à Ambient Weather com boa precisão, mas parece estar com a biruta travada pois ela é inexistente (possível ver na foto).

 

Velocidade da WRF parece ok, brisa da madrugada das 3 estações concordam entre si, mas pela tarde ele simplesmente desaparece, adivinha: justamente quando venta com mais intensidade. Em todos os dias acontece isto.

 

A direção do vento é imprecisa e não faz o menor sentido. Parece não saber quem é a ponta e quem é a cauda, fazendo 360° o tempo inteiro ao invés de apontar para a direção certa com clareza. Além da imprecisão de exibir os dados em quadrantes de 45° em 45°, o que deixa o gráfico magro.

 

Demais dias de teste apresentaram o mesmo padrão de comportamento nos respectivos anemômetros.

Derrota para a WRF na variável vento.

 

Pluviômetro:

Único evento com precipitação do período em que esteve as 3 estações operando durante o teste, foi a noite e madrugada dos dias 28 e 29/07/2022. A chuva começou no início da noite do dia 28 e seguiu até a madrugada, onde parou. Pela manhã, uma leve garoa movimentou pela última vez a báscula dos pluviômetros.

 

28/07/2022

 

29/07/2022

 

A WRF comercial simplesmente não consegue manter o volume de chuva acumulado no dia até fechar as 24 horas. Perde valores acumulados anteriormente no meio do evento e a informação ao wunder fica defasada, faltando acumulado.

 

 

O valor de precipitação total no dia é claramente errado, consequência dos resets involuntários que ocorrem. O valor deveria ser de 8.12 mm (0.25+6.86+0.51+0.25+0.25) no primeiro dia e 6.86 mm (1.02+5.59+0.25) no segundo dia.

 

Precisão no valor da precipitação:

Dia 28:

9.4 mm - Ambient Weather

10.67 mm - Davis Vue (13% maior)

8.12 mm - WRF (14% menor)

 

Dia 29:

8.1 mm - Ambient Weather

9.4 mm - Davis Vue (16% maior)

6.86 mm - WRF (15% menor)

 

Dado mostra tendência da WRF exibir valor menor que o reportado pelas outras duas estações. Em uma chuva de 100 mm a imprecisão começa a ganhar tamanho em igual proporção. Isso é algo que poderia ser facilmente calibrado, ajustando a volumetria da báscula do pluviômetro, de modo que cada tombamento gere um volume de 15% maior que o apresentado por tombamento, conforme referencial confiável.

 

A Ambient Weather, apesar de estar possivelmente com o relógio atrasado em 1 hora, reinicia a contagem as 23:00 mas não peca em precisão. Isso é facilmente ajustado e corrigido no console da estação.

 

Radiação Solar:

Um dia com céu azul sem nuvens foi possível no dia 26/07.

 

 

 

Curva de radiação solar da WRF parece excelente, com um pico na parte da manhã. Normalmente pode ocorrer devido a uma gota de orvalho ou garoa que funciona como uma lupa no sensor quando ele é pequeno (isto ocorre nas Ambient Weather), ou é mais falha aleatória mesmo - que é mais provável, devido ao ponto ser exclusivo e isolado. O que resta é a concordância entre os valores máximos de pico de radiação.

 

612 W/m² - Ambient Weather

480 W/m² - WRF

 

Pelo sensor da Ambient Weather ser simples e pouco preciso, fica indeterminado qual é a curva de radiação correta. Uma Davis Pro2 6162, referência na medição de radiação solar, poderia ser o referencial confiável neste caso e definir isto.

 

O índice ultravioleta, que é grosseiramente proporcional à radiação solar, da WRF é exibido todo com valor nulo no gráfico. A WRF de Guatambu também faz igual. Poderia vir de fábrica programada para reportar somente a radiação, sem UV.

 

CONCLUSÃO E CONSIDERAÇÕES FINAIS:

 

Depois de todas estas considerações e fatos, ilustrando o comportamento de sensores testados por mim e por outras pessoas aqui no meu monitoramento, dá pra afirmar com propriedade que, se você dispõe de condições para comprar uma estação meteorológica, WRF COMERCIAL NÃO PODE SER UMA OPÇÃO no seu projeto.

 

Minha mais sincera crítica pessoal (e de outras dezenas de entusiastas e meteorologistas profissionais de respeitável conhecimento técnico), é a de que passar pano pra equipamento ruim, por desconhecimento é até compreensível, afinal, todos temos o tempo certo de aprender (ninguém nasce sabendo, né?). Mas quando isto é consciente, e em proveito de vantagens pessoais vagas e subjetivas, além de vergonhoso, é de extremo retrocesso para todos, sem exceção.

 

Fica minha dúvida se realmente o equipamento dispõe de ensaios laboratoriais de qualidade (dizem eles que sim, pelo instagram), uma vez que vêm de fábrica com estes defeitos/imprecisões, acho pouco provável. Deixo aqui um exemplo de certificado de calibração de uma Davis Vantage Pro2 adquirida por mim recentemente, do meteorologista e amigo @Gabriel Cassol:

https://files.smallpdf.com/files/75fc79da0ad05816cc8603ce0a7c2670.pdf?name=1178-21- Certificado Calibração Davis.pdf

 

Como se sairia um ensaio destes com uma estação WRF comercial? Tenho muita curiosidade. Lembrando que uma estação da WRF custa R$ 2.400,00 conforme anúncio abaixo:

https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-1682435663-estaco-meteorologica-autnoma-wi-fi-monitoramento-remoto-_JM

 

Quem conhece o ditado: "não troque o certo pelo duvidoso" sabe do que eu tô falando. Portanto cuidado, quem está iniciando na caminhada, pois embasada em todas estas citações, referenciação bibliográfica e experimentações seguindo uma metodologia bem definida e claríssima, quero chamar a atenção disso. Ao meu ver (espero que seja consenso), ciente destes dados, é uma atitude de pouca inteligência investir um tal valor em uma WRF, (tampouco indicar), sobretudo em locais de clima extremo, onde podem ser potenciais destaques inclusive na mídia, estando ciente destas opções abaixo, já consolidadas no mercado meteorológico, com preços não menos competitivos:

Davis - robustez e segurança nos dados para uso científico e profissional;

Ambient Weather - praticidade e custo benefício "all in one" para iniciantes e uso doméstico;

Ecowitt - o melhor custo benefício e versatilidade para iniciantes com excelente qualidade e precisão nos dados entregues.

 

Todas estas marcas realizei testes básicos e a qualidade entregue foi ótima, tanto que uso em meu próprio monitoramento sem hesitar. Tudo isso, sem pesar mais nem menos no bolso do usuário, portanto, WRF: esqueçam.

 

Quanto ao monitoramento das variáveis meteorológicas e divulgação das mesmas:

Se for para fins científicos: qualidade, por favor.

Se for para agricultura: qualidade, por favor.

Se for para fins recreativos: qualidade, por favor.

Se for para medir errado/fora das regras: faça isso offline.

 

Lembrando que os melhores cientistas do mundo trabalham sempre com os melhores equipamentos do mundo.

 

Leiam e estudem, pois o conhecimento está disperso na sociedade e cada indivíduo só é capaz de deter uma parcela ínfima do conhecimento disponível (Friedrich A. von Hayek).

 

Um abraço e fiquem com Deus.

 

Real análise, máximo respeito.

[Rodrigo-GO]

Em 03/08/2022 em 01:00, kevin cassol disse:

WRF COMERCIAL - CASO CORUJAS (SÃO JOAQUIM/SC)

 

Nota:

Este post tem conteúdo científico e estatístico, que é o que se espera de uma análise técnica.

 

Pra começar e deixar bem claro, é conveniente que todos aqui neste fórum de meteorologia/entusiastas tenham ciência de que para uma instrumentação de qualidade que produza leituras consideráveis de temperatura do ar seco válidas, é necessário atender a 3 pilares fundamentais/critérios:

1 - SENSOR

2 - ABRIGO

3 - AMBIENTAÇÃO

 

Estes critérios são mencionados em artigos, blogs ou publicações, como por exemplo:

https://www.encyclopedie-environnement.org/en/air-en/ground-weather-observations-what-is-measured-and-what-is-done-with-it/

 

 

1 - SENSOR:

É o dado bruto, determinado através da corrente elétrica que passa dentro de um sistema elétrico. Os parâmetros elétricos são influenciados pela própria variação na temperatura, independente das condições de exposição. O dispositivo eletrônico o interpreta e retorna em temperatura, análogo a uma mola, que mede a grandeza força, interpreta a força-peso, e como a aceleração em F=m.a é uma constante, retorna o dado em massa. É basicamente o dado cru e fundamental.

 

Dando ênfase nos sensores elétricos, eis alguns deles:

- Sensor de Temperatura Infravermelho sem contato

- Sensor de Temperatura Interruptor bimetálico

- Sensor de Temperatura Termopar

- Sensor de Temperatura RTD (Detectores de Temperatura de Resistência)

- Sensor de Temperatura Termistor

FONTE:

https://www.manualdaeletronica.com.br/sensor-de-temperatura-tipos-caracteristicas/

 

2 - ABRIGO:

É o escudo que permite o sensor de qualidade coletar a informação de temperatura (bulbo seco) do ar. Requer aprovação do primeiro critério (sensor) para fazer sentido, senão nada adianta abrigo bom associado a sensor ruim ou impreciso, pois uma coisa vem DEPOIS da outra.

 

Os pratos devem ter a função de REFLETIR para fora a radiação eletromagnética na faixa do visível e PRINCIPALMENTE INFRAVERMELHA, que é a frequência que aquece superfícies.

 

São duas direções predominantes de radiação que atinge o abrigo: direta e indireta.

 

- Direta: é a radiação que vem por cima, sobretudo com sol lateral, que é o motivo da existência da dobra na borda do prato (o prato da WRF comercial é PLANO - não deveria).

 

FONTE:
https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-1682435663-estaco-meteorologica-autnoma-wi-fi-monitoramento-remoto-_JM

https://www.davisinstruments.com/products/wireless-vantage-pro2-with-standard-radiation-shield

 

- Indireta: é a radiação REFLETIDA pelo solo, sobretudo em meses de maior insolação, como o verão, e situações com neve acumulada sobre o solo. Esta radiação refletida entra por baixo e deve ser dissipada pela parte plana interna do prato do abrigo.

 

Logo, você NÃO PODE conseguir enxergar o sensor dentro do abrigo, pois se é possivel vê-lo, também é possível a luz incidir sobre ele, logo, absorvendo calor por radiação indireta. O sensor deve operar NO ESCURO e a temperatura NÃO PODE ser maior nem menor que o ambiente em que se encontra inserida. Inclusive é interessante alguns abrigos estáticos (não-aspirados) terem pintura preta na borda interna de cada prato por uma questão de ALBEDO, a fim de absorver o calor radiativo e evitar transmissão para o sensor.

 

 

FONTE: https://www.researchgate.net/publication/310822203_Computational_Fluid_Dynamics_Analysis_on_Radiation_Error_of_Surface_Air_Temperature_Measurement

 

Como conteúdo CIENTÍFICO extra para quem deseja aprender mais sobre abrigos, incluindo abrigos aspirados, deixo aqui embaixo este vídeo onde é ilustrado de forma claríssima a mecânica dos fluidos interagindo com os pratos e sensores. O vídeo é repleto de dados e estatística, no qual você mesmo pode tirar a conclusão de como deve se deve comportar um sensor frente a um referencial confiável.

 

 

3 - AMBIENTAÇÃO

É o respeito com as regras de distanciamento dos obstáculos que possam interferir nas propriedades atmosféricas naturais do local, sob ponto de vista local e não geográfico. Estas considerações quando respeitadas 100% dão o título de ESTAÇÃO SINÓTICA - Meteorologia Sinótica - Wiki - para a estação meteorológica. E sim, este é o motivo pelo qual se instala estações em locais desabitados, e não "onde estão as pessoas": monitoramento do fluxo atmosférico terrestre natural e seus valores estatísticos para melhor compreensão dos seus fenômenos envolvidos.

 

Considerando que a estação já se considera aprovada nos critérios 1 e 2, explicados acima, é possível verificar microclimas e efeitos de má ventilação, bem como ilhas de calor, causadas por proximidades de casas, árvores, pavimentações, etc. Repito: de nada adianta verificar este critério sem estar de acordo com os dois primeiros, seria utopia, e por isto segue esta ordem.

 

As escalas de grandeza dos elementos de interferência podem ser divididas em 3 categorias:

 

FONTE: https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=9286 artigo indicado para um bom entendimento do efeito da interferência dos elementos sobre o vento, com ênfase no meio urbano, de modo a explicar porque insistimos em não instalar estações próximas de casas ou árvores.

 

Tomando ciência do comportamento turbulento da atmosfera fluindo através de obstáculos naturais ou artificiais, foram definidos critérios de distanciamento e regras de distanciamento ao longo de anos, para a instalação de uma estação meteorológica PADRONIZADA. Estações padronizadas podem servir de REFERENCIAL CONFIÁVEL para os valores atmosféricos naturais intrínsecos à geografia de um ponto específico no planeta.

 

Abaixo, temos a orientação da Campbell Scientific para a situlocalização ideal de uma estação e, logo, medição PADRÃO da temperatura do ar:

FONTE: https://www.campbellsci.com/weather-station-siting

 

E ainda, outro artigo informando o distanciamento de uma estação meteorológica como sendo 7 a 10 vezes a altura do obstáculo mais próximo, como árvores ou edificações:

FONTE: https://extension.arizona.edu/sites/extension.arizona.edu/files/pubs/az1260.pdf

 

Basicamente o motivo de estampar o CONSIDERO em estações situadas em ambientes isentos de todas estas interferências. São exemplos de estações bem posicionadas, que respeitam os 3 critérios (note que só citei baixadas, propositalmente):

- Terra do Gelo/BJS/SC (Davis Vantage Vue)

- Campo Belo/PNI (Davis Vantage Pro2 - com atenção ao cooler operando parcialmente - critério 2/abrigo)

- Curral de Pedras/Pinheiro Machado/RS (Davis Vantage Pro2)

- Linha Cavalhada/Barra do Ribeiro/RS (Davis Vantage Pro2)

 

Exemplo de estações que respeitam os critérios 1 e 2, mas falham no critério 3:

- INMET Campo Bom/RS (Vaisala) - motivo: árvores de mata ciliar a 8m

- Cristo Rei/São Leopoldo/RS (Davis Vantage Pro2) - motivo: muros de residências a 5m

- Licínio de Almeida/BA (AW 2902) - motivo: árvores a 4m

- Plastcromo/Parobé/RS (Davis Vantage Pro2) - motivo: pátio de estacionamento/pavimentação

 

TESTES FEITOS AQUI:

Este aqui é um teste que eu mesmo fiz em 29/ago/2020, onde ilustra o efeito do posicionamento de uma estação com dados e gráficos utilizando de duas convencionais com dois sensores Hobo e La Crosse. Este teste foi realizado após verificar pequenas diferenças nos efeitos de sensor e abrigo. Desprezíveis me refiro ao valor praticamente nulo na análise de erro. Verificar o critério de sensor ocorre primeiro para que os critérios seguintes não sejam mascarados.

 

Após o teste de sensor e antes do teste de ambientação, verificação dos critérios de SENSOR e ABRIGO combinados, e aprovados abaixo:

abrigos a 2m de distância (desnível de 20cm)

 

 

Minimas 14.10/14.1°C (erro 0.00°C)

Máximas 30.68/30.7°C (erro 0.02°C)

Máximo erro instantâneo -0.4/+0.4°C

Média do quadrado dos resíduos da amostra de dados: 0.02

 

Pra quem não sabe, esta é a maneira correta de verificar desvio - não usando média absoluta. Senão um desvio de +10 durante o dia poderia anular um desvio de -10 durante a noite, resultando em 0.0°C de "erro" e assim sendo uma estação perfeita, o que é claramente uma utopia sem sentido nenhum.

 

Leitura necessária para o entendimento da metodologia:

https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Método_dos_mínimos_quadrados

 

Após a proximidade das árvores:

 

Média de 5 dias ensolarados:

 

 

 

Outro teste feito com abrigo de pratos em Portão/RS, mostra uma precisão ainda melhor quando colocados em ambiente ventilados. Quando a instrumentação atende os 3 critérios de sensor, abrigo e ambientação, não há motivos para desvios na medição. Mesmo com a distância de 244 metros, ficam evidentes apenas os efeitos locais relativos à sua própria geografia:

 

 

 

 

Foi considerado o dia mais desfavorável ao desempenho do abrigo, o dia 09/05/2022 (ensolarado), E para o desempenho do sensor o dia 11/05/2022 (chuvoso).

 

Situação de tempo seco e ensolarado:

 

Minimas 7.9/8.1°C (dif 0.2°C)

Máximas 25.6/25.3°C (dif 0.3°C)

Máximo erro instantâneo -1.8/+1.0°C - questão de timing do aquecimento natural do local, não é erro.

Média do quadrado dos resíduos da amostra de dados: 0.14

 

Situação de tempo úmido e chuvoso:

 

Minimas 11.8/11.7°C (dif 0.1°C)

Máximas 20.6/20.7°C (dif 0.1°C)

Máximo erro instantâneo -0.7/+0.5°C - mesma questão de timing por estarem distantes

Média do quadrado dos resíduos da amostra de dados: 0.03

 

CONCLUSÃO DO TESTE:

Em dias ensolarados, o principal impacto nas diferenças locais é exclusivamente a distância entre os sensores: ao amanhecer, quando bate sol primeiro em um antes do outro, ele aquece na frente, mas logo a mistura e turbulência do ar faz com que se homogenize as diferenças na hora mais quente do dia. Já nos dias chuvosos sem radiação solar e elevada umidade, a diferença é desprezível, inferior a 0.3°C, mostrando que SÃO SENSORES E ABRIGOS DE QUALIDADE, e lembrando também que estavam a 244 metros entre eles.

 

De maneira resumida, vou deixar aqui, um terceiro teste rápido de sensor (critério 1) que fiz usando dois dataloggers da Hobo dentro do mesmo abrigo, cujo resultado foi de 0.0°C em todos os parâmetros estatísticos na variável temperatura do ar.

 

 

E ainda, um outro levantamento de dados a partir de um referencial confiável de temperatura, para definir uma equação de calibração de erros causados por um sensor com desvio/descalibrado, tornando seus dados consideráveis.

 

 

AGORA VAMOS DE WRF COMERCIAL:

 

WRF EM ADAMANTINA:

SENSOR:

Uma WRF comprada por Matheus Bonato mostrou alguns dados absurdos, conforme foto tirada por ele. Esta é única foto existente do experimento, pois as demais foram perdidas no telefone que estragou.

 

 

O que acontece aqui é o seguinte: foi tirado o sensor termohigrômetro do abrigo da WRF e colocado dentro de um abrigo de pratos artesanal, que teve dados menos absurdos que os do abrigo original, na qual passavam dos +2.5°C de erro instantâneo.

O referencial confiável é um termohigrômetro Ecowitt WH32, e o teste foi feito no dia 18/08/2021, e os dados podem ser encontrado nos IDs Wunderground IADAMA1 e IADAMA2.

 

Os dados registrados por ambos os sensores no mesmo abrigo estão a seguir:

Ecowitt:

 

WRF Comercial:

 

De cara, já se percebe que uma teve 36.2°C e a outra 38.8°C. Deveriam ser iguais por estarem no mesmo abrigo. Problema exclusivo de sensor, e lembrando que a WRF era nova.

 

Fazendo uma sobreposição de gráficos, tem-se o seguinte:

 

Dados de ponto de orvalho calculados com a equação de Tetens, conforme Temp e UR informada.

Média do quadrado dos resíduos: 5.00 (meus testes apontavam 0.14 com estações independentes a 244 metros uma da outra)

 

 

Desvio fixo em 2.2°C de dia e de noite.

Não é problema de abrigo, é problema de SENSOR, pois é constante durante as 24 horas do dia.

 

Exemplos do efeito de sensor errado:

- Meça sua temperatura corporal sem febre em 38.5°C.

- Congele água a 2°C.

- Avance 100 anos em aquecimento global na Terra.

 

Lembrando que o abrigo original da WRF foi jogado fora pq ainda se somava mais 1°C de erro durante o dia. Lembrando: estação nova.

Qualidade passou longe nesse caso.

 

PONTO DE ORVALHO:

Outra coisa que se nota é que a WRF Comercial reporta valor errado de Ponto de Orvalho.

Como pode a UR atingir 12% e o PO não ser menor que 10.3°C ?

 

De acordo com a Equação de Tetens, que calcula o PO a partir da Temperatura e UR do ar, vc não teria como conseguir 12% com este PO mínimo. Mesmo com 38.8°C, seria obrigatório que o PO atingisse 4.3°C para tal, ou seja, a própria WRF calculou errado 10.3°C e enviou para o Wunder.

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Tetens_equation

 

Esta variável pode ser calculada facilmente pela fórmula:

PO=237.3*(1/((237.3/(237.3+T)-LN(U)/17.3))-1)

ou
UR=100*EXP(-(410529*(T-PO))/((2373+10*T)*(2373+10*PO)))

 

WRF EM GUATAMBU/SC:

 

Outra prova de inconsistência nos dados (menos grave que a do Matheus de Adamantina), provada sem querer, espontaneamente com uma Ambient Weather WS 2902 nova instalada ao lado (IDs Wunder IGUATA2 e IGUATA6):

 

Foto de 29/05/2022

 

Foto de 29/06/2022 

 

SENSOR TEMPERATURA:

Escolhi um dia ensolarado com amplitude térmica, com sensor e abrigo se mostrando ineficaz, medindo temperatura muito abaixo da real, ilustrada pela WS 2902 como referencial confiável. 

 

Dados de 30/07/2022

Em cores fortes: WRF

Em cores fracas: WS 2902 (referencial)

 

Minimas 5.3/4.0°C (dif 1.3°C) - inaceitável

Máximas 16.9/16.9°C (dif 0.0°C)

Máximo erro instantâneo -0.4/+1.8°C

Média do quadrado dos resíduos da amostra de dados: 0.71 

 

 

Percebe-se o efeito combinado de Abrigo ruim + sensor ruim + ambientação terrível. Tudo se soma, e acaba acertando por acaso a temperatura da WS 2902 em algum momento. Mas nem tudo que parece, é.

 

Como toda estação, os 3 pilares da medição padronizada entram aqui, e neste caso os 3 tem falhas. Se decompor os 3 efeitos, o erro de cada um se comporta de uma maneira similar à essa:

1 - SENSOR: Em vermelho, o efeito do erro (negativo) do sensor ruim, com ênfase na madrugada, onde a irradiação e umidade agrava o erro ainda mais. Percebe que o efeito de sensor é um tanto constante, assim como o caso de Adamantina, que estava isento dos outros 2 efeitos.

2 - ABRIGO: Em amarelo, o efeito do sol, incidindo sobre o abrigo, porém barrado pela presença de árvores na parte da manhã.

3 - AMBIENTAÇÃO: Em verde, o efeito da sombra das árvores que acontece pela manhã, enquanto o sol está a nordeste, subtraindo o superaquecimento devido à falha do abrigo ruim (abrigo na sombra é óbvio que o sol não aquece). A tarde o sol incide, e o efeito de superaquecimento é totalmente pela falha do abrigo.

 

 

Soma-se estes desvios positivos para aquecimento e negativos para sensor, e eventualmente vai "acertar" a temperatura no momento em que o sensor tiver -1.0°C e o aquecimento do abrigo tiver +1.0°C. Mas não se esqueça: relógio parado acerta a hora 2 vezes por dia!

 

Não sei se é proposital, mas parece ser uma gambiarra pra tentar aproximar a medição do real. E as vezes até que funciona, mas chamar isso de qualidade, é deboche.

 

SENSOR UMIDADE:

Outro exemplo de erro no cálculo de umidade segue abaixo:

Duas estações diferentes, Ecowitt e WRF, reportando a exata mesma Temperatura, porém, a WRF com UR MAIOR, retorna PO MENOR. Sim, ela é a única que erra, é o patinho feio, tanto nos dados de Adamantina, quanto nos dados de Guatambu (outra WRF). Davis, Ambient Weather, Acurite, Ecowitt, La Crosse, todas são coerentes em seus PO e UR.

 

Ecowitt Portão/RS:

 

WRF Comercial Guatambu/SC:

 

Tentei explicar, mas em vão. Articularam que a culpa é do Wunderground. Será?

 

As estações todas costumam reportar apenas Temperatura e UR para o Wunderground, e ele mesmo tem uma calculadora de PO interna. Ao informar a T e a UR, ele automaticamente retorna o PO sozinho (o que a maioria das estações fazem), mas se informar manualmente o PO, ele prioriza o PO que a estação informou manualmente.

 

Isso pode facilmente ser provado aqui:
Coloque 2 estações reportando no mesmo ID, com temperaturas diferentes, sendo a mais fria a cada 5 min e a mais quente cada 15 min. Dará conflito de leitura, mas o gráfico plotado será do valor MÁXIMO dos reports no intervalo de 5 min para T/UR/PO, ou seja, será o dado bruto da estação de valor maior, porém no table, será exibido o valor MÉDIO das leituras, nas variáveis T/UR/PO.

 

Para este exemplo, usei uma estação com 17.7°C/PO 13.2°C e outra com 11.8°C/PO 11.7°C.

 

 

 

Nenhuma estação reportou 13.0/PO 12.0°C, pois uma estava com 17.7°C e a outra 11.8°C. Portanto, de onde vem tal valor? Bingo: o Wunder calcula sozinho, e sim, ele usa a equação correta.

 

E segue acontecendo, neste dia 01/08/2022, muito curioso 23.9°C/58% ser PO 15.5 e 15.0 ao mesmo tempo:

 

Começando errado e com incoerências, sem assumir o desconhecimento do seu próprio instrumento fabricado, a medição de umidade já mergulha em utopia e o produtor rural já está sendo enganado com um produto de qualidade duvidosa, assim como o Matheus Bonato se sente enganado até hoje.

 

Isso vai longe.

 

WRF CORUJAS EM SÃO JOAQUIM/SC:

 

Pois bem, instalaram uma WRF, que já vinha com longa bagagem de dados inconsistentes, frente às já consagradas Davis, Ambient Weather, La Crosse, Ecowitt, em um local com as temperaturas mais extremas monitoradas de São Joaquim (de fato, muito forte em mínima). Onde DEVERIA ter excelência, para ser destaque na esfera meteorológica do país, em vez de espetáculo, virou um circo.

 

Todas as fabricantes de equipamentos meteorológicos do mercado costumam ter seus produtos testados e extraídos seus dados de testes feitos nos diversos tempos por muitos usuários aqui neste espaço.

 

Houve a época em que a Acurite era referência no pior dado de temperatura do mercado, porém o seu problema era apenas o abrigo praticamente inexistente na medição da temperatura. Atualmente tem mostrado melhora no desempenho nas novas atualizações (tema para outro post).

 

Sobre a marca WRF Comercial, desde 2021 é falado por diversas pessoas que a marca peca em qualidade nos seus produtos, tem problemas e dados inconsistentes (não só de temperatura). Então para verificação foi colocada uma Davis Vue no local. A davis está com problemas na UR por ser antiga, mas está ok na Temperatura. Começou uma militância em defesa de alguns interesses pessoais (WRF Sport Club), teve quem criticou a Davis Vue, se baseando de variáveis escolhidas a dedo, que "puxam o assado pro seu lado" quando convêm (dois pesos, duas medidas).

 

 

A Davis até pode ser um tanto antiga, mas os dados de temperatura são consistentes, mesmo tendo a aparência de descaso, o importante é a saúde e integridade do sensor, até por quê a WRF é nova, né? Não deveria ser impecável?

 

Dadas algumas divergências, colocou-se uma Ambient Weather nova ao lado, e isso foi incrível: mostrou que além da temperatura duvidosa, deixou claro que os vários outros sensores meteorológicos da WRF também tem qualidade duvidosa.

 

 

De cara: a WRF tá bem mais alta que a ambient weather. E em um local onde a temperatura de relva (em situações de ar extremamente seco) é falada por diversas vezes que podem ter diferenças superiores a 10°C em relação a temperatura em 2m.  Deveriam ficar na mesma altura, né?

 

Essa diferença de altura traz um efeito favorável aos militantes da WRF Sport Club: a potencialização do acúmulo de ar frio de madrugada na Ambient Weather, minorando o erro de sensor noturno da WRF (imagine o que não faz 10°C de contraste em 2m de desnível).

 

Teste justo se faz com sensores em altura igual, como foi feito em Guatambu/SC e lá o efeito de cada parcela de erro ficou muito claro sua contribuição, descrita acima.

Desta forma, erros podem vir suavizados e diluídos, mas abaixo, verá que o padrão de comportamento e de erro é um tanto parecido ao de Guatambu e de possivelmente centenas de WRF comercializadas por aí, o que é lamentável para o lado de quem paga por um instrumento de qualidade (cliente), e para o lado de quem preza pela qualidade dos dados que descrevem a climatologia de uma região (ciência).

 

Dadas considerações de instalação para execução do teste, foi verificado os seguintes dados para o invervalo em que estiveram as três juntas (22/07 a 31/08). Dados podem ser encontrados nos seguintes IDs Wunderground:

ISOJOA20 - WRF

ISOJOA28 - Ambient Weather

ISOJOA29 - Davis

 

EXTREMOS DIÁRIOS:

Estas são as mínimas e máximas compreendidas entre o período da manhã e da tarde. Não estão sendo consideradas invertidas neste caso.

 

 

Agora para ver o padrão de aquecimento e comportamento de sensor e abrigo, os dias são parecidos. Todos os dias tiveram vantagem para a WRF, visto que se tivesse nivelada em altura igual, a diferença nas mínimas poderia ser maior.

 

DADOS INSTANTÂNEOS:

 

DESEMPENHO COMBINADO ABRIGO+SENSOR DE TEMPERATURA:

 

27/07/2022 - Condição de tempo seco e estável:

Com a finalidade de submeter ao teste prático tradicional de uma estação meteorológica instalada em campo, em ambientação padronizada e respeitando o distanciamento de obstáculos (critério 3):

DAVIS

WRF

AMBIENT WEATHER

 

 

Considerações:

Extremos do dia já citados na tabela acima.

Ponto de orvalho calculado pela fórmula de Tetens, partindo da Temperatura e UR informadas pelo sensor.

Não foi considerado PO da Davis pois ela desvia quando entra em saturação.

 

Abaixo, a diferença entre cada estação submetida ao teste, frente ao referencial confiável.

DAVIS - AMBIENT WEATHER

WRF - AMBIENT WEATHER

 

Admitindo a Ambient Weather nova como referencial confiável:

Máximo erro instantâneo entre Davis-AW: -1.9/+1.1°C (-0.8/+1.0 fora do pico isolado de timing)

Máximo erro instantâneo entre WRF-AW: -1.0/+2.4°C (-1.0/+0.4 fora do pico isolado de timing)

Média do quadrado dos resíduos (Davis-AW): 0.148 - mesmo desempenho do meu teste realizado em Portão/RS a 244 metros de distância.

Média do quadrado dos resíduos (WRF-AW): 0.235 - contribuição de erros acumulados da madrugada tem principal peso neste valor.

 

DESEMPENHO APENAS DO SENSOR:

Agora o mesmo resultado de erros referente ao período noturno (0h-7h em união com 18h-24h) para efeito somente de sensor (1) excluindo o efeito de abrigo (2) do período diurno:

 

 

Máximo erro instantâneo entre Davis-AW: -0.3/+1.0°C

Máximo erro instantâneo entre WRF-AW: -1.0/+0.4°C

Média do quadrado dos resíduos (Davis-AW): 0.086 - erro ok

Média do quadrado dos resíduos (WRF-AW): 0.232 - erro bem maior

 

Padrão de comportamento de erro/imprecisão por regressão se mostraram semelhantes nos demais dias desta amostra de dados.

 

WRF comercial claramente marca temperatura inferior ao referencial confiável durante a madrugada, especialmente em dias onde a perda de calor por irradiação é intensa, podendo chegar a 1.5°C de diferença pontualmente, LEMBRANDO QUE ELA ESTÁ MAIS ALTA QUE AS OUTRAS ESTAÇÕES, o que claramente dá vantagem por poder mascarar agravamento do desvio em noites secas de forte estratificação térmica - e isso é inaceitável.

 

28 e 29/07/2022 - Condição de tempo úmido e chuvoso:

 

Situação onde não existe desvios relacionados à insolação durante o dia e perda radiativa de calor durante a noite. As temperaturas devem ser OBRIGATORIAMENTE IDÊNTICAS durante todo o período instável.

 

DAVIS

WRF

AMBIENT WEATHER

 

Abaixo, a diferença entre cada estação submetida ao teste, frente ao referencial confiável, que é a Ambient Weather.

DAVIS - AMBIENT WEATHER

WRF - AMBIENT WEATHER

 

Aqui não precisa ter 50 anos de experiência pra perceber que a WRF claramente informa o valor ERRADO de temperatura em -0.7/-0.9°C durante todo o período chuvoso onde deveria marcar honestamente a mesma temperatura das demais estações, com bônus de erro constante em -0.7°C totalmente explícito, causado por efeito de SENSOR, em outra noite VENTOSA, em advecção de ar polar que ocorreu durante o dia 29 inteiro até o dia seguinte, revelando o que já era esperado. Quem diria hein!

 

 

OUTRAS VARIÁVEIS:

Uma estação meteorológica de qualidade não se resume somente em termohigrômetro. Analisar friamente só estas duas variáveis seria desonesto de minha parte. Então vamos para os próximos sensores.

 

Higrômetro:

Apesar dos dados de UR da WRF "Corujas 1" estarem com precisão aprimorada frente aos sensores das outras duas estações WRF de Guatambu e Adamantina, vistas neste post, segue cometendo a mesma gafe de fazer o cálculo errado de ponto de orvalho e reportá-lo para o Wunderground. Seria redundância trazer outra vez o mesmo fato. Os valores estão no Wunder e podem ser consultados à qualquer tempo.

 

Vale apenas calcular manualmente o valor do PO pela fórmula de Tetens, partindo da T e UR informada, como feito no gráfico das 3 estações acima e desconsiderar o PO informado pela estação reportado no Wunder.

 

Barômetro:

Uma verdadeira piada neste caso. Não cabe analisar o sensor, uma vez que ele não apresenta qualquer comportamento lúcido e atinge valores absurdos e caóticos à qualquer instância.

 

26/07/2022

 

27/07/2022

 

Curto e grosso: ao que se apresenta, antes no lixo que no wunder, ESTE sensor, NESTA estação.

 

WRF de Guatambu apresenta dados de barômetro corretos, com a observação de que ela está reportando a pressão absoluta, enquanto a Ambient Weather está reportando a pressão reduzida ao nível do mar.

 

Anemômetro:

Dados do dia 27/07/2022: dia calmo com estabilidade.

Referencial confiável: Ambient Weather

 

 

 

 

Velocidade do vento da Davis Vue correspondendo à Ambient Weather com boa precisão, mas parece estar com a biruta travada pois ela é inexistente (possível ver na foto).

 

Velocidade da WRF parece ok, brisa da madrugada das 3 estações concordam entre si, mas pela tarde ele simplesmente desaparece, adivinha: justamente quando venta com mais intensidade. Em todos os dias acontece isto.

 

A direção do vento é imprecisa e não faz o menor sentido. Parece não saber quem é a ponta e quem é a cauda, fazendo 360° o tempo inteiro ao invés de apontar para a direção certa com clareza. Além da imprecisão de exibir os dados em quadrantes de 45° em 45°, o que deixa o gráfico magro.

 

Demais dias de teste apresentaram o mesmo padrão de comportamento nos respectivos anemômetros.

Derrota para a WRF na variável vento.

 

Pluviômetro:

Único evento com precipitação do período em que esteve as 3 estações operando durante o teste, foi a noite e madrugada dos dias 28 e 29/07/2022. A chuva começou no início da noite do dia 28 e seguiu até a madrugada, onde parou. Pela manhã, uma leve garoa movimentou pela última vez a báscula dos pluviômetros.

 

28/07/2022

 

29/07/2022

 

A WRF comercial simplesmente não consegue manter o volume de chuva acumulado no dia até fechar as 24 horas. Perde valores acumulados anteriormente no meio do evento e a informação ao wunder fica defasada, faltando acumulado.

 

 

O valor de precipitação total no dia é claramente errado, consequência dos resets involuntários que ocorrem. O valor deveria ser de 8.12 mm (0.25+6.86+0.51+0.25+0.25) no primeiro dia e 6.86 mm (1.02+5.59+0.25) no segundo dia.

 

Precisão no valor da precipitação:

Dia 28:

9.4 mm - Ambient Weather

10.67 mm - Davis Vue (13% maior)

8.12 mm - WRF (14% menor)

 

Dia 29:

8.1 mm - Ambient Weather

9.4 mm - Davis Vue (16% maior)

6.86 mm - WRF (15% menor)

 

Dado mostra tendência da WRF exibir valor menor que o reportado pelas outras duas estações. Em uma chuva de 100 mm a imprecisão começa a ganhar tamanho em igual proporção. Isso é algo que poderia ser facilmente calibrado, ajustando a volumetria da báscula do pluviômetro, de modo que cada tombamento gere um volume de 15% maior que o apresentado por tombamento, conforme referencial confiável.

 

A Ambient Weather, apesar de estar possivelmente com o relógio atrasado em 1 hora, reinicia a contagem as 23:00 mas não peca em precisão. Isso é facilmente ajustado e corrigido no console da estação.

 

Radiação Solar:

Um dia com céu azul sem nuvens foi possível no dia 26/07.

 

 

 

Curva de radiação solar da WRF parece excelente, com um pico na parte da manhã. Normalmente pode ocorrer devido a uma gota de orvalho ou garoa que funciona como uma lupa no sensor quando ele é pequeno (isto ocorre nas Ambient Weather). Ou é mais uma falha aleatória e involuntária mesmo - que é mais provável neste caso, devido ao ponto ser exclusivo e isolado. O que resta é a concordância entre os valores máximos de pico de radiação.

 

612 W/m² - Ambient Weather

480 W/m² - WRF

 

Pelo sensor da Ambient Weather ser simples e pouco preciso, fica indeterminado qual é a curva de radiação correta. Uma Davis Pro2 6162, referência na medição de radiação solar, poderia ser o referencial confiável neste caso e definir isto.

 

O índice ultravioleta, que é grosseiramente proporcional à radiação solar, da WRF é exibido todo com valor nulo no gráfico. A WRF de Guatambu também faz igual. Poderia vir de fábrica programada para reportar somente a radiação, sem UV.

 

CONCLUSÃO E CONSIDERAÇÕES FINAIS:

 

Depois de todas estas considerações e fatos, ilustrando o comportamento de sensores testados por mim e por outras pessoas aqui no meu monitoramento, dá pra afirmar com propriedade que, se você dispõe de condições para comprar uma estação meteorológica, WRF COMERCIAL NÃO PODE SER UMA OPÇÃO no seu projeto.

 

Minha mais sincera crítica pessoal (e de outras dezenas de entusiastas e meteorologistas profissionais de respeitável conhecimento técnico), é a de que passar pano pra equipamento ruim, por desconhecimento é até compreensível, afinal, todos temos o tempo certo de aprender (ninguém nasce sabendo, né?). Mas quando isto é consciente, e em proveito de vantagens pessoais vagas e subjetivas, além de vergonhoso, é de extremo retrocesso para todos, sem exceção.

 

Fica minha dúvida se realmente o equipamento dispõe de ensaios laboratoriais de qualidade (dizem eles que sim, pelo instagram), mas uma vez que vêm de fábrica com estes defeitos/imprecisões, acho pouco provável - ou é descaso mesmo. Deixo aqui um exemplo de certificado de calibração de uma Davis Vantage Pro2 adquirida por mim recentemente:

https://www.mediafire.com/file/gixdj8xxujy5uef/1178-21-+Certificado+Calibração+Davis+(1).pdf/file

 

Como se sairia um ensaio destes com uma estação WRF comercial? Tenho muita curiosidade. Lembrando que uma estação da WRF custa R$ 2.400,00 conforme anúncio abaixo:

https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-1682435663-estaco-meteorologica-autnoma-wi-fi-monitoramento-remoto-_JM

 

Quem conhece o ditado: "não troque o certo pelo duvidoso" sabe do que eu tô falando. Portanto cuidado, quem está iniciando na caminhada, pois embasada em todas estas citações, referenciação bibliográfica e experimentações seguindo uma metodologia bem definida e claríssima, quero chamar a atenção disso. Ao meu ver (espero que seja consenso), ciente destes dados, é uma atitude de pouca inteligência investir um tal valor em uma WRF, (tampouco indicar e enganar a outrem), sobretudo em locais de clima extremo, onde podem ser potenciais destaques inclusive na mídia, estando ciente destas opções abaixo, já consolidadas no mercado meteorológico, com preços não menos competitivos:

Davis - robustez e segurança nos dados para uso científico e profissional;

Ambient Weather - praticidade e custo benefício "all in one" para iniciantes e uso doméstico;

Ecowitt - o melhor custo benefício e versatilidade para iniciantes com excelente qualidade e precisão nos dados entregues.

 

Em todas estas marcas realizei testes básicos e a qualidade entregue foi ótima, tanto que uso em meu próprio monitoramento sem hesitar. Tudo isso, sem pesar mais nem menos no bolso do usuário, portanto, WRF: esqueçam.

 

Quanto ao monitoramento das variáveis meteorológicas e divulgação das mesmas:

Se for para fins científicos: qualidade, por favor.

Se for para agricultura: qualidade, por favor.

Se for para fins recreativos: qualidade, por favor.

Se for para medir errado/fora das regras: faça isso offline e, se possível, bem longe daqui.

 

Lembrando que os melhores cientistas do mundo trabalham sempre com os melhores equipamentos do mundo.

 

Leiam e estudem, pois o conhecimento está disperso na sociedade e cada indivíduo só é capaz de deter uma parcela ínfima do conhecimento disponível (Friedrich A. von Hayek).

 

Um abraço e fiquem com Deus.

 

Parabéns pela análise, o nível de detalhamento foi excelente.

 

Em relação aos 3 critérios a serem atendidos pelas estações, infelizmente as estações urbanas atenderão apenas os critérios SENSOR e ABRIGO, desde que os dados venham de estações confiáveis, o que não invalida os dados das mesmas.

 

Em relação à qualidade das estações, creio que todas as marcas vendidas deveriam apresentar de forma clara e transparente todos os ensaios laboratoriais de calibração, com as devidas certificações, conforme foi mostrado em relação à DAVIS PRO.

 

Isso permitiria aos usuários adquirir equipamentos tendo certeza da qualidade do produto, que é o objetivo de todos.

 

Quando se colocou a estação Davis Vue ao lado da WRF para o comparativo de dados, ocorreram diferenças principalmente nas mínimas.

 

Tendo em vista a idade da estação Davis Vue, 9 anos, e seu estado de conservação, para eliminar qualquer possibilidade de a diferença entre os dados das estações decorrer de descalibração da Davis, foi instalada provisoriamente uma estação AW nova, que ficou ao lado das estações WRF e Davis por aproximadamente 10 dias.

 

Comparando os dados das 3 estações nesses 10 dias, obtém-se um menor desvio padrão nos dados de máximas entre as estações WRF e AW e um menor desvio padrão nos dados de mínimas entre as estações Davis e AW.

 

Não foram consideradas invertidas neste caso.

 

Tendo em vista que a AW era emprestada e já saiu do local, uma nova AW foi adquirida e ficará lá em definitivo, de forma a ser a estação referência entre as estações, pois está vindo calibrada de fábrica.

 

Creio que a análise feita poderá servir como uma oportunidade de melhoria para as novas marcas do mercado, para que atinjam o padrão de qualidade das grandes marcas consagradas.

[Caio César]

Em 03/08/2022 em 01:00, kevin cassol disse:

CONCLUSÃO E CONSIDERAÇÕES FINAIS:

 

Depois de todas estas considerações e fatos, ilustrando o comportamento de sensores testados por mim e por outras pessoas aqui no meu monitoramento, dá pra afirmar com propriedade que, se você dispõe de condições para comprar uma estação meteorológica, WRF COMERCIAL NÃO PODE SER UMA OPÇÃO no seu projeto.

 

Minha mais sincera crítica pessoal (e de outras dezenas de entusiastas e meteorologistas profissionais de respeitável conhecimento técnico), é a de que passar pano pra equipamento ruim, por desconhecimento é até compreensível, afinal, todos temos o tempo certo de aprender (ninguém nasce sabendo, né?). Mas quando isto é consciente, e em proveito de vantagens pessoais vagas e subjetivas, além de vergonhoso, é de extremo retrocesso para todos, sem exceção.

 

Fica minha dúvida se realmente o equipamento dispõe de ensaios laboratoriais de qualidade (dizem eles que sim, pelo instagram), mas uma vez que vêm de fábrica com estes defeitos/imprecisões, acho pouco provável - ou é descaso mesmo. Deixo aqui um exemplo de certificado de calibração de uma Davis Vantage Pro2 adquirida por mim recentemente:

https://www.mediafire.com/file/gixdj8xxujy5uef/1178-21-+Certificado+Calibração+Davis+(1).pdf/file

 

Como se sairia um ensaio destes com uma estação WRF comercial? Tenho muita curiosidade. Lembrando que uma estação da WRF custa R$ 2.400,00 conforme anúncio abaixo:

https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-1682435663-estaco-meteorologica-autnoma-wi-fi-monitoramento-remoto-_JM

 

Quem conhece o ditado: "não troque o certo pelo duvidoso" sabe do que eu tô falando. Portanto cuidado, quem está iniciando na caminhada, pois embasada em todas estas citações, referenciação bibliográfica e experimentações seguindo uma metodologia bem definida e claríssima, quero chamar a atenção disso. Ao meu ver (espero que seja consenso), ciente destes dados, é uma atitude de pouca inteligência investir um tal valor em uma WRF, (tampouco indicar e enganar a outrem), sobretudo em locais de clima extremo, onde podem ser potenciais destaques inclusive na mídia, estando ciente destas opções abaixo, já consolidadas no mercado meteorológico, com preços não menos competitivos:

Davis - robustez e segurança nos dados para uso científico e profissional;

Ambient Weather - praticidade e custo benefício "all in one" para iniciantes e uso doméstico;

Ecowitt - o melhor custo benefício e versatilidade para iniciantes com excelente qualidade e precisão nos dados entregues.

 

Em todas estas marcas realizei testes básicos e a qualidade entregue foi ótima, tanto que uso em meu próprio monitoramento sem hesitar. Tudo isso, sem pesar mais nem menos no bolso do usuário, portanto, WRF: esqueçam.

 

Quanto ao monitoramento das variáveis meteorológicas e divulgação das mesmas:

Se for para fins científicos: qualidade, por favor.

Se for para agricultura: qualidade, por favor.

Se for para fins recreativos: qualidade, por favor.

Se for para medir errado/fora das regras: faça isso offline e, se possível, bem longe daqui.

 

Lembrando que os melhores cientistas do mundo trabalham sempre com os melhores equipamentos do mundo.

 

 

 

Bem vindo ao "Civilidade Sport Club". Um post muito bem feito, sem xingamentos, sem chamar um profissional de "canalha", acusando-o de cometer o crime de FAKENEWS, sem instigar pessoas a jogar uma bomba na fábrica do produto, ou sem ameaças de que seria possível abrir um processo contra a empresa pois esta produziria dados falsos, como se aventou por aí...

Enfim, o seu post tem tudo o que se espera para ampliar o conhecimento com informações relevantes, com educação e o nível de civilidade que se espera.

 

De maneira geral sempre se soube que a WRF é de qualidade inferior, e isso nunca esteve sob questionamentos. É sabido também que a WRF tem um histórico de diferenças nas medições já aferidas por algumas estações, algumas mais, outras menos, e que a empresa teria feito alguns ajustes em sensores da estação. Inclusive alterando o código fonte por orientação de um cliente (baziano das antigas).

 

Sinceramente espero que a empresa tome nota destas e outras observações para que possa melhorar o produto. Em que pese todos os seus apontamentos, do ponto de vista do produtor rural, a estação satisfaz as necessidades para o uso a que se propõe, indicando dados muito próximos ao que se considera para o local.

 

Eu continuo preferindo outras marcas, mas se o produto for de fato tão ruim ou "lixo" como rotulado por muitos, e se a empresa não estiver disposta a proceder com os ajustes necessários, que o mercado cuide de fazer a seleção de sobrevivência de marcas e produtos.

Edited August 4, 2022 at 03:55 PM by Caio César

[Renan]

Este tópico está sendo criado para armazenar o post feito pelo @kevin cassol no tópico de monitoramento de Agosto-2022, com o intuito de não perdermos esta análise tão importante. As demais respostas também estão sendo movidas para cá.