Metadane stacji pomiarowych

Współcześnie obserwowana zmiana klimatu wymaga od nas ciągłej aktualizacji wiedzy o zmienności warunków klimatycznych. Elementem tej aktualizacji jest wydłużanie/uzupełnianie ciągów pomiarowych (tzw. data rescue). Pozwala nam to na analizę zmienności klimatu obejmującą niejednokrotnie ponad 100 lat. Pozyskiwanie danych odległych w czasie rodzi jednakże dodatkowe problemy i wyzwania. Jednym z najpoważniejszych jest potrzeba zapewnienia jednorodności (homogeniczności) serii. Jest to warunek konieczny, aby analizy mogły być uznane za rzetelne i wiarygodne. Jednorodność oznacza, że zmienność analizowanego elementu jest zależna tylko i wyłącznie od zmienności warunków klimatycznych, a nie od zdarzeń zewnętrznych takich jak: relokacja stacji, zmiana standardu wykorzystywanych przyrządów, zmiana bezpośredniego otoczenia stacji i wiele innych. Jakiekolwiek podejrzenia co do możliwego zerwania jednorodności powinny być zweryfikowane za pomocą powszechnie stosowanych testów statystycznych. Wiedzę o takim zerwaniu oraz jego przyczynie czerpiemy przede wszystkim z metadanych.

Metadane stacji, nazywane niekiedy kartoteką historii pracy stacji, odnoszą się do wszystkich możliwych elementów dotyczących warunków pozyskiwania i wstępnego przetwarzania danych pomiarowych, takich jak: miejsce/lokalizacja pomiarów, oprzyrządowanie, praktyki obserwacyjne, kalibracja przyrządów, układ terenu, stan stanowiska, narażenie miejsca na wpływ czynników zewnętrznych, zmiany lokalizacji itp. Metadane odgrywają kluczową rolę w procesie tworzenia zbiorów danych, ponieważ wiedza o historii stacji zapewnia większe zaufanie do technik statystycznych zastosowanych w celu zapewnienia, że zmienność w szeregach czasowych wynika z rzeczywistej zmienności warunków pogodowych i zmian klimatu. Użytkownicy danych meteorologicznych inni niż klimatolodzy, pracujący np. w dziedzinach takich jak agrometeorologia, inżynieria czy aeronautyka, również korzystają z metadanych.

Kompletne metadane opisują historię stacji od jej założenia do chwili obecnej. Większość metadanych pochodzi z dokumentacji stacji, zarówno z dokumentów bieżących, jak i historycznych. Metadane to również często informacje o zastosowanych jednostkach, kodach specjalnych, poprawkach wprowadzanych do danych, stosowanych procedurach kontroli jakości, korektach wcześniej wprowadzonych do serii w celu zapewnienia jej jednorodności oraz oszacowaniu i uzupełnieniu danych po zastosowaniu określonej procedury interpolacji. W celu zapewnienia wysokiej jakości zbiorów danych kluczowe jest prowadzenie kompleksowej dokumentacji stacji i jej aktualizacja.

Mając na względzie powyższe przesłanki IMGW-PIB udostępnia zestawienie metadanych stacji synoptycznych oraz klimatologicznych (w przygotowaniu), umożliwiające prześledzenie podstawowych metadanych dotyczących funkcjonujących w sieci IMGW-PIB stacji. Informacje zawierają między innymi: kod, nazwę stacji, współrzędne geograficzne, wysokość n.p.m., rząd stacji w Centralnej Bazie Danych Historycznych (definiujący zakres danych pomiarowo-obserwacyjnych dostępnych w CBDH ze stacji w poszczególnych okresach). Dodatkowe informacje pozwalają szczegółowo prześledzić historię stacji, a każda zmiana (opisana w Uwagach) skutkuje nowym rekordem w bazie danych. Każdy rekord jest uzupełniany przez podstawowe informacje o stacji sprzed zmiany jak i po okresie w którym zmiana nastąpiła (zdarzało się, że stacje relokowano ze zmianą nazwy, lub zmieniano ich rząd, co skutkowało zmianą kodu). Zestawienie powyższych informacji pozwala na jednoznaczną identyfikację stacji w dowolnym okresie od 1951 roku. Na mapie zaznaczono stacje synoptyczne (koła) aktualnie funkcjonujące (kolor zielony) oraz takie, których funkcjonowanie już się zakończyło (kolor czarny). Po najechaniu kursorem na punkt wyświetli się nazwa stacji. Po kliknięciu, po prawej stronie pojawi się tabela z metadanymi z ostatniego (chronologicznie) rekordu bazy danych. W dolnej części tabeli będzie natomiast możliwość pobrania pełnej historii stacji w formacie JSON oraz CSV.

Ze względu na fakt, że procedury data rescue, w tym analizy związane z metadanymi można traktować jak swego rodzaju archeologię. Trudno jest określić, czy w trakcie prac nie pojawią się nowe informacje, których uwzględnienie będzie niezbędne. Przewidujemy, że baza metadanych, o której mowa, będzie aktualizowana w trybie kwartalnym (pierwsza aktualizacja w lipcu 2023), a dokonane zmiany/uzupełnienia znajdą swoje odzwierciedlenie w samej bazie, jak również zostaną zapisane w zestawieniu, które będzie można pobrać pod niniejszym tekstem w formie pliku.

Życzymy owocnego zagłębiania się w historię naszych stacji. Jednocześnie, zdajemy sobie sprawę, że w konsekwencji wielu zmian administracyjnych na przestrzeni lat mogły zajść nieudokumentowane zmiany. Dopuszczamy zatem zaistnienie sytuacji, że nasze zasoby nie są w pełni kompletne, stąd zwracamy się z prośbą do osób dysponujących stosowną wiedzą o kontakt w razie zauważenia jakichkolwiek nieścisłości (mmarosz@imgw.pl). Za okazaną pomoc będziemy niezmiernie wdzięczni.

Autorzy: Janusz Filipiak, Piotr Kozak, Michał Marosz, Mirosław Miętus, Krzysztof Borowiecki, Tomasz Szydeł, Jolanta Krupa-Marchlewska