Vochtigheid - hoofdstuk 4
 
Benaming van de basisgrootheden
Algemene Benaming: Relatieve vochtigheid, Dauwpuntstemperatuur
Internationale aanduiding: relative humidity, dewpoint temperature
 
Definitie; omschrijving van de begrippen
 
De relatieve vochtigheid (RV) wordt berekend uit de dampspanning (e) en de verzadigingsdampspanning (eS) bij de heersende temperatuur (T).
De dampspanning is de druk die door de in de atmosfeer aanwezige water dampmoleculen wordt uitgeoefend. Deze druk maakt deel uit van
de totale luchtdruk.
 
De verzadigingsdampspanning is de dampspanning waarbij de lucht in even wicht is met een water- c.q. ijsoppervlak. Een hogere dampspanning
is bij de gegeven condities niet mogelijk omdat de waterdamp dan condenseert, dat wil zeggen van gasfase (of dampfase) overgaat in
vloeistoffase. De verzadigingsdampspanning is onder meer afhankelijk van de temperatuur.
 
Voor lucht met temperatuur T en dampspanning e geldt: RV = e / eS (T) * 100%
 
De dauwpuntstemperatuur (Td) is de temperatuur tot welke de lucht bij gelijk blijvende overige omstandigheden moet worden afgekoeld om
een volledige verzadiging van de in de lucht aanwezige waterdamp te bereiken.
 
Eenheden
De gebruikte eenheden zijn conform het internationale stelsel van eenheden (SI)
- Dampspanning en verzadigingsdampspanning: hPa
  1 hPa = 100 Pa; 1 Pa = 1 N/m2 (N is Newton: 1 N = 1 kg m / s2)
- Relatieve vochtigheid: %
- Dauwpuntstemperatuur: K (afgeleide: °C)
  De erkende eenheid volgens SI voor de temperatuur is Kelvin (K).
  1 Kelvin (1 K) is de fractie 1/273,16 van de temperatuur van het triple point van water (gemeten in K).
 
Elementcodes (zie handboek H04)
 
Operationele eisen
 
Bereik
Het operationeel gebied voor de waarnemingen relatieve vochtigheid respectievelijk dauwpuntstemperatuur is:
- relatieve vochtigheid: 5 - 100%
- dauwpuntstemperatuur: < -60 - +35°C
Waarneemresolutie in verband met berichtgeving
De synoptische meteorologie en de klimatologie vereisen een resolutie in de waarnemingen van de relatieve vochtigheid van 1% en een resolutie
in de waarnemingen van de dauwpuntstemperatuur van 0,1 K of 0,1°.
De resolutie van de dauwpuntstemperatuur in de metar-berichtgeving is: 1 K of 1°C
 
Vereiste nauwkeurigheid
Internationale regelgeving betreffende het woordgebruik en begrippen als nauwkeurigheid, onzekerheid en hysterese zijn vastgelegd in de International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology.
 
- De onzekerheid in de gemeten c.q berekende dauwpuntstemperatuur dient niet groter te zijn dan: 0.5 K
- De onzekerheid in de gemeten c.q berekende relatieve vochtigheid dient niet groter te zijn dan: 3%
- De gewenste operationele nauwkeurigheid van de dauwpuntstemperatuur in de synoptische berichtgeving (synop) is: 0.5 K
- De gewenste operationele nauwkeurigheid van de relatieve vochtigheid in de synoptische berichtgeving (synop) is:
   5% (indien RV ≤ 50%) en 3% (indien RV >50%)
- De gewenste operationele nauwkeurigheid van de dauwpuntstemperatuur ten behoeve van de luchtvaartmeteorologische berichtgeving
  (metar) is : 1 K
 
Vereiste waarneemfrequentie en -tijdstippen
 
1-minuut gemiddelde
De registratie van de 1-minuut waarde van de relatieve vochtigheid, respectievelijk van de dauwpuntstemperatuur is de basis voor alle gewenste herleid ingen, alsmede voor alle berichtgevingen conform wmo.
 
uurwaarde dauwpuntstemperatuur (synop)
De 1 minuut gemiddelde waarde van de dauwpuntstemperatuur zoals geregistreerd op precies 10 minuten voor het gehele uur (dit is de 1 minuut gemiddelde waarde over het tijdvak van 11 minuten voor het gehele uur tot precies 10 minuten voor het gehele uur) wordt gebruikt als dauwpuntstemperatuur Td
 
halfuurwaarde dauwpuntstemperatuur (metar)
Het tijdstip voor het metar-bericht is precies 5 minuten vóór het gehele uur c.q. precies 5 minuten vóór het halve uur. De dauwpuntstemperatuur
in de metar (code T’dT’d) wordt afgeleid uit de 1 minuut gemiddelde waarde op precies 5 minuten vóór het tijdstip metar-bericht, dat wil zeggen
op precies 10 minuten voor het hele uur c.q. precies 10 minuten voor het halve uur.
 
vereiste data-aanwezigheid per specifieke periode
Een gemiddelde over een bepaald tijdvak kan worden gebaseerd op beschikbare 12-seconde meetwaarden. Gelet op de aard van de
parameter en het betrekkelijk geringe verloop per tijdseenheid ervan is voor het (operationeel) vaststellen van een 1-minuutgemiddelde
c.q. 10-minutengemiddelde een 100% beschikbaarheid van 12-seconde meetwaarden in het onderhavige tijdvak niet vereist.
Minimale eis: één enkele 12-seconde waarde in het onderhavige tijdvak.
 
Instrumenten en techniek
 
Het knmi gebruikt de capacitatieve vochtigheidsmeter (Vaisala) als standaardinstrument voor de meting van de relatieve vochtigheid.
De dauwpuntstemperatuur wordt afgeleid uit de temperatuur en de
relatieve vochtigheid. Het vaststellen van de dauwpuntstemperatuur
vereist derhalve 2 sensoren:
 
- sensor voor de temperatuurmeting
- sensor voor de meting van de relatieve vochtigheid.
 
De technische specificaties van de vochtigheidsmeter zijn als volgt:
 
Meetbereik: 2 tot 100% RV
Resolutie: 1% RV
Nauwkeurigheid: ±3,5% RV
Meetfrequentie: 1/12 Hz
 
 
Onderhoud- en calibratieprocedures
De calibratieprocedures zijn vastgelegd in het iso-9001 kwaliteitssysteem. De ijkingen c.q. controles vinden plaats in een klimaatkamer waarin
de relatieve vochtigheidssensor wordt vergeleken met een Michell S4000 dauw puntsspiegel. Dit referentie-instrument wordt op zijn beurt gecalibreerd in het npl (uk) en heeft volgens die calibratie een meetonzekerheid van ± 0.13 °C voor het dauwpunt.
 
Procedures
 
Procedures bij uitval automatische waarnemingen
De richtlijnen bij afwezigheid van data zijn als volgt:
 
a) niet-luchtvaartstations:
    Indien de vochtmeting van omringende stations aanwezig is, wordt de reparatie uitgevoerd op de eerstvolgende werkdag.
    Indien de vochtmeting van omringende stations (tenminste 2 binnen 50km. afstand) onvoldoende aanwezig is, wordt de reparatie
    aangevangen binnen 12 uur na het begin van de storing.
b) luchtvaartstations:
    Indien kan worden teruggevallen op de metingen van een andere vochtsensor op het vliegveld, wordt de reparatie uitgevoerd op de
    eerstvolgende werkdag. Indien geen backup vochtmeting ter plaatse beschikbaar is, wordt de reparatie onmiddellijk na het begin van de
    storing uitgevoerd.
 
procedures voor achteraf validatie
De corresponderende waarden relatieve vochtigheid worden berekend uit de temperatuur en de dauwpuntstemperatuur. Per station per uurwaarde RVh wordt er vervolgens een automatische controleprocedure toegepast, een verdachte c.q. ontbrekende waarde wordt zo mogelijk handmatig vervangen.  De alternatieve waarde wordt gebaseerd op:
- lineaire interpolatie van aangrenzende (correcte) waarden in de tijdreeks
- ruimtelijke interpolatie op grond van synchrone waarden van 2 of meer nabije stations
- inschatting van de uurwaarde op grond van de tijdserie 10-minuten waarden.
 
procedures voor inspectie
Iedere vochtigheidsmeter met een operationele functie in het knmi-waarneem net wordt gemiddeld 2 maal per jaar geïnspecteerd door een stationsinspecteur kan een extra tussentijdse inspectie plaatsvinden, indien de validatie van data daartoe aanleiding geeft. Voorts kan inspectie geschieden in het geval van plaatsing van een vochtigheidsmeter op en nieuw meetstation. In dit laatste geval wordt vooraf door meetsysteem beheer geïnformeerd door middel van een tijdsplan van de ophanden zijnde plaatsing.
 
De inspectie omvat de volgende controles:
a) Een vergelijking van de door de sensor gemeten waarde relatieve vochtigheid met de waarde relatieve vochtigheid, zoals gemeten door een
    referentie sensor. Deze sensor is een cf. knmi-ijkprocedures gecalibreerde capacitatieve vochtigheidsmeter. Indien de waarde relatieve
    vochtigheid een absolute afwijking van 3% of meer heeft kwalificeert de inspecteur de betreffende locatie voor wat betreft de
    operationele waarnemingen relatieve vochtigheid als onvoldoende. Op grond van de geconstateerde afwijkingen informeert de inspecteur de
    afdeling meetsysteem beheer en treedt in overleg, c.q. maakt afspraken voor eventuele correctieve acties. Deze afspraken worden vastgelegd
    en de inspecteur ziet toe op het verloop van de afspraken.
b) Controle of de ijktermijn van het meetinstrument nog niet is verlopen. Is dit het geval dan wordt de afdeling meetsysteem beheer hierover
    geïnformeerd, opdat uitwisseling zal plaatsvinden.
c) Een visuele beoordeling of de meetomstandigheden en de omgeving aan de gestelde condities voldoen (zie par.6). Indien dit niet het geval is,
    kwalificeert de inspecteur de betreffende locatie voor wat betreft de operationele waarnemingen relatieve vochtigheid als onvoldoende.
    Afhankelijk van de situatie beoordeelt de stationsinspecteur welke correctieve acties ondernomen dienen te worden om een en ander te
    herstellen conform de operationele eisen. De acties kunnen variëren van een opdracht c.q. verzoek aan de beheerder van het betreffende
    waarneemterrein tot aanpassing van de terreinsituatie tot de start van een procedure om een nieuw waarneemterrein te zoeken. Bij defecten
    aan de meetopstelling wordt een opdracht voor herstel aan de afdeling meetsysteem beheer gestuurd.
 
Opstellingseisen en omgevingscondities
 
De wmo adviseert dat de sensoren voor de meting van de relatieve vochtigheid plus de dauwpuntstemperatuur worden geplaatst op een
hoogte tussen 1.25 en 2.00 meter boven een vlak terrein van ca. 15 x 15 m2, dat bedekt is met gras van ca. 4 - 10 cm. hoogte.
Het knmi hanteert als standaard een hoogte van 1,5 meter.
 
Condities m.b.t. omgeving en meetlocatie, c.q. representativiteit waarnemingen
In de nabijheid mogen zich geen obstakels als gebouwen en bomen bevinden. Deze kunnen door uitstraling de temperatuur en daarmee de
relatieve vochtigheid beïnvloeden. Deze objecten kunnen ook warmte of koude langer vasthouden en aldus langsstromende lucht beïnvloeden.
Door deze verschijnselen wordt de representativiteit van de waarneming aangetast. Tevens kan tussen dergelijke objecten warme of koude lucht blijven hangen. De temperatuur van deze lucht kan zo afwijken van de luchttemperatuur in de wijdere omgeving.
Concreet gaat het om de volgende conditie:
 
- er mogen zich geen obstakels binnen een straal van 100 meter vanaf de locatie van de sensor bevinden; bovendien zal het aardoppervlak
   binnen deze straal voldoende vlak moeten zijn; voor eventuele objecten buiten de straal van 100 meter zal de hoogte minder dan 10x de
   afstand van het object tot het meetterrein dienen te zijn.
 
De vochtigheidsensor moet zich op een afstand van tenminste 5 meter van wateroppervlakten bevinden (sloten, kanalen, plassen, rivieren, etc,).


      Bronnen: KNMI handboek waarnemen hoofstuk-4 - Versie 2001  
      Categorieën: Handboek waarnemen  I  Meteorologische instrumenten  I  Weer A tot Z  
 
Web Design