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  1. #11
    Uragano L'avatar di burian br
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    Predefinito Re: Medie grezze VS medie integrali

    Citazione Originariamente Scritto da albedo Visualizza Messaggio
    Bel thread su una questione annosa e, secondo me, non sempre presa nella dovuta considerazione. Prendendo in esame la mia serie che ha inzio nel 1971, mi sono dovuto scontrare fin da ragazzo con l'impossibilità di poter disporre di una media integrale calcolata strumentalmente in modo automatico, in quanto la prima Davis l'ho acquistata nel 2002. Per un certo periodo ho calcolato una media ponderata a 6 valori (4 presi in ore fisse della giornata + minima e massima /6). Poi sono passato a trascrivere su foglio excel 24 valori orari da dividere per 24. Criteri più che di dubbia affidalità, di ovvia difficoltà e non sempre rispettati alla lettera perché occorre avere a disposizione molto tempo da dedicare a questa passione. Alla fine però, grazie al data logger della Davis, l'automatismo "integrale" è arrivato e, qualche anno fa, ho ricalcolato per quanto potevo anche le medie diurne precedenti al 2002 applicando le differenze della quindicina d'anni a disposizione con le nuove medie. Ne è venuto fuori questo quadro (il segno -/+ indicano la differenza fra media grezza e media integrale):

    Gennaio -0.2
    Febbraio - 0.3
    Marzo - 0.2
    Aprile - 0.3
    Maggio - 0.2
    Giugno - 0.1
    Luglio - 0.1
    Agosto - 0.1
    Settembre - 0.2
    Ottobre - 0.3
    Novembre - 0.2
    Dicembre - 0.2

    Media annuale - 0.2°

    CONSIDERAZIONI:

    1) La media integrale della mia stazione è, mediamente, sempre più bassa di qualunque altra media grezza. La differenza è trascurabile, praticamente nulla, nel caso della media su 24 ore.

    2) Sono riscontrabili due "picchi" coincidenti con la fine inverno-inizio primavera e il mezzo autunno. Quello autunnale me lo spiego con un effetto tipicamente post-equinoziale, quando le masse d'aria possono essere ancora calde, a connotazione addirittura estiva, ma l'insolazione è molto minore rispetto ai mesi estivi. Per cui le temperature vicine alla minima sono in numero maggiore rispetto a quelle vicine alla massima. Nel caso del mese di aprile, concorrono diversi fattori: la possibilità di avere irruzioni di aria ancora fredda facilita la persistenza di temperature più basse rispetto ai picchi massimi che si possono avere per la maggiore insolazione; aprile solitamente da queste parti è un mese con molte nuvole e qualcuno ha già sottolineato che nei mesi perturbati le medie integrali sono più inferiori del solito rispetto a quelle grezze. Non trascurerei fattori di esposizione micro-locale della stazione, con la collina ed est che "rinfresca" le temperature delle prime ore del mattino occultando il sole per più tempo rispetto alla vicina pianura libera da ostacoli.

    3) Rispetto al quadro delineato in cui la differenza fra i due valori è mediamente intorno a 0.2°, ho avuto dei periodi (giorni, settimane, mesi, stagioni) in cui questa differenza è stata ancora più sensibile, fino a toccare punte di 0.8/1°. Ma per ora mi fermerei qui.
    Bellissimo intervento Albedo! Va dritto al cuore della questione!

    Pertanto da te, essendo la media integrale più bassa di quella grezza, fa in realtà "più freddo" di quanto sembrerebbe consultando la grezza appunto.

    Le tue considerazioni sono ottime, a partire dalla difficoltà di calcolarla: io ieri con Excel ho provato a calcolare la media mensile di alcuni mesi del 2019 a Brindisi Casale, di cui dispongo di METAR semiorari e dei SYNOP ovviamente. Però i dati dei METAR sono arrotondati, e questo è un grosso problema, perchè introduce errori potenzialmente notevoli, e dovrei riportare i risultati con un errore relativo. Ma non saprei come calcolarlo.
    Mi sono limitato pertanto a usare i soli SYNOP, che però sono emessi ogni tre ore, ma hanno il pregio di essere decimali. Solo che, appunto, non rendono proprio al meglio la media integrale, anche se vi si avvicinano, perchè nel mezzo di quelle tre ore potrebbero esserci anche forti sbalzi. Mi salvo in parte solo perchè abitando sul mare questi sbalzi sono davvero rari.

    Il resto delle tue osservazioni è esemplare, e mi ci trovo d'accordo. Acuto è il fatto che riconosca un possibile fattore causale nell'ombra della collinetta.
    E' interessante anche che per i giorni piovosi sia giunto alle mie stesse conclusioni.

    Sarebbe molto interessante, a questo punto, confrontare due mesi molto simili per configurazioni sinottiche (per esempio entrambi atmosfericamente stabili, o piovosi) ma che siano agli antipodi per la temperatura media. Perchè magari tra un mese caldo e un mese freddo le differenze usando la media integrale potrebbero essere maggiori (o minori) di quanto sembrerebbe usando una media grezza.

  2. #12
    Uragano L'avatar di Lou_Vall
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    Predefinito Re: Medie grezze VS medie integrali

    Breve considerazione personale: la media "grezza" per me non ha alcun valore.
    La temperatura media del giorno X ci serve a capire, nell'arco di tutta quella giornata, che temperatura c'era. E con il semplice (max+min)/2 non si può capire. Ci si può avvicinare, certo, anche di molto in alcune zone e in determinate condizioni atmosferiche, ma non di più.
    Per di più in zone come le mie, soggette a fohn pressochè continuo e incessante da novembre a marzo, il metodo della media grezza è sbagliatissimo.
    Esempio classico in inverno: notte e giornata di cieli coperti per afflusso da E. Minima mattutina a 0° e per tutto il giorno la temperatura sta tra i +1° e i +3°. Prima di mezzanotte entra il fohn, e alle 23:50 la temperatura schizza a +8°/+9°. Risultato? Con la media giornaliera (mettiamo un tot di rilevazioni al giorno) otterrò un valore sui +2° circa, perchè per tutto il giorno la temperatura è stata più o meno lì. Se faccio la grezza cosa ottengo? (0°+9°)/2 = +4,5°, un valore lontanissimo dalla media di tutta la giornata, che di fatto non significa nulla. E questo è un esempio classico, ma ci sono mille altri eventi che inficiano questa media grezza: l'ora di copertura del cielo (giornata di cielo coperto, nelle ore più calde si apre e esce un bel sole, la massima schizza in alto e si trascina con sè la media), la presenza di fohn o di nuvolosità bassa, la presenza di nebbia, ecc.ecc. Da un'analisi fatta sui dati di Boves Arpa si vede che la media grezza è sempre più alta di quella integrale, in alcuni mesi anche di più di 1° (Gennaio 2017, ad esempio, ha avuto 0,0°C di media integrale e ben +1,5° di media grezza.. non è poco), un mese (forse Aprile, non ricordo) ha avuto un delta di quasi 2°C.
    Proprio per questo ritengo la media grezza non indicativa per il clima di una zona. Certo, è sempre meglio che niente e un'idea la può sicuramente dare, ma non è adatta per misurare la temperatura reale di una data stazione, tantomeno per fare confronti sul riscaldamento globale.
    Lou soulei nais per tuchi

  3. #13
    Uragano L'avatar di burian br
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    Predefinito Re: Medie grezze VS medie integrali

    Citazione Originariamente Scritto da Lou_Vall Visualizza Messaggio
    Breve considerazione personale: la media "grezza" per me non ha alcun valore.

    [...]
    Proprio per questo ritengo la media grezza non indicativa per il clima di una zona. Certo, è sempre meglio che niente e un'idea la può sicuramente dare, ma non è adatta per misurare la temperatura reale di una data stazione, tantomeno per fare confronti sul riscaldamento globale.
    Concordiamo

    La media grezza è un artefatto umano adoperato per semplificarsi i calcoli. Ma se in molte zone le differenze sono minime, in altre (come le tue e nelle condizioni che hai descritto) sono molto più importanti.

    Il problema è che molti enti meteorologici (la stragrande maggioranza degli stati) utilizza appunto la media grezza, anche perchè omogeneizzare i dati e ricalcolare tutti gli archivi storici è un'opera non da niente. Inoltre molte stazioni meteorologiche originariamente erano aeronautiche. Queste sono praticamente le più antiche (salvo qualche osservatorio) e queste pubblicavano i dati decimali solo ogni 3 ore, come anche oggi. Ma mentre oggi si potrebbe ovviare al problema conservando un archivio digitale con i decimali, per il passato non è possibile. Queste stazioni infatti emettevano ogni ora o mezz'ora dati arrotondati, che sono quindi associati a un certo errore relativo. Ergo, usando questi dati del passato comunque esistenti, non si otterrebbe una media integrale vera e propria.

    Poichè dunque l'OMS usa dati che per la stragrande maggioranza sono calcolati con la media grezza, è possibile che in talune zone l'attuale riscaldamento sia sovrastimato, oppure al contrario sottostimato. Non solo, può anche darsi che le medie del passato (grezze) siano sballate, perchè spesso interi mesi dipendono dalle configurazioni sinottiche, e come ricordi queste possono causare sovrastime o sottostime importanti rispetto alla media grezza. Per cui, andando a confrontare i dati recenti con quelle medie grezze già sovrastimate, non è detto che il confronto sia equo e corretto.

  4. #14
    Burrasca
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    Predefinito Re: Medie grezze VS medie integrali

    Proprio in questi giorni ogni tanto da me succede che nel pomeriggio la temperatura scende oltre la minima mattutina mentre nei mesi scorsi succedeva che la sera la temperatura salisse oltre la massima presa a metà giornata.
    Forse oltre che la media integrale ci vorrebbe anche la deviazione standard.

  5. #15
    Uragano L'avatar di Lou_Vall
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    Predefinito Re: Medie grezze VS medie integrali

    Citazione Originariamente Scritto da burian br Visualizza Messaggio
    Concordiamo

    La media grezza è un artefatto umano adoperato per semplificarsi i calcoli. Ma se in molte zone le differenze sono minime, in altre (come le tue e nelle condizioni che hai descritto) sono molto più importanti.

    Il problema è che molti enti meteorologici (la stragrande maggioranza degli stati) utilizza appunto la media grezza, anche perchè omogeneizzare i dati e ricalcolare tutti gli archivi storici è un'opera non da niente. Inoltre molte stazioni meteorologiche originariamente erano aeronautiche. Queste sono praticamente le più antiche (salvo qualche osservatorio) e queste pubblicavano i dati decimali solo ogni 3 ore, come anche oggi. Ma mentre oggi si potrebbe ovviare al problema conservando un archivio digitale con i decimali, per il passato non è possibile. Queste stazioni infatti emettevano ogni ora o mezz'ora dati arrotondati, che sono quindi associati a un certo errore relativo. Ergo, usando questi dati del passato comunque esistenti, non si otterrebbe una media integrale vera e propria.

    Poichè dunque l'OMS usa dati che per la stragrande maggioranza sono calcolati con la media grezza, è possibile che in talune zone l'attuale riscaldamento sia sovrastimato, oppure al contrario sottostimato. Non solo, può anche darsi che le medie del passato (grezze) siano sballate, perchè spesso interi mesi dipendono dalle configurazioni sinottiche, e come ricordi queste possono causare sovrastime o sottostime importanti rispetto alla media grezza. Per cui, andando a confrontare i dati recenti con quelle medie grezze già sovrastimate, non è detto che il confronto sia equo e corretto.
    Io per esempio rientrerei in quest'ultimo caso.
    Sull'ultima frase non posso che concordare, e ci avevo già pensato anche per altre cose, come la posizione di rilevamento: anticamente avveniva praticamente nel centro delle città, sul tetto di qualche edificio, o addirittura nei campanili, poi si sono usate le stazioni aeroportuali (solitamente ben lontane dai centri abitati, decisamente extraurbane).. il tutto, anche se omogeneizzato, unito al fatto che le rilevazioni giornaliere erano 3 nella migliore delle ipotesi (spesso si prendeva la minima alle ore X in inverno e all'ora Y in estate, così come le massime), oppure solo due (max e min) mi fa propendere che un confronto col passato sia da prendere molto con le molle e che non si possa guardare il decimo di grado.
    Il confronto che sto facendo riguardo le stazioni dell'Arpa Piemonte, ottimamente gestite, attive bene o male dalla fine degli anni Ottanta, ci permette di aver un dato pulito e preciso, e di conoscere esattamente quanto la temperatura sta aumentando.
    Lou soulei nais per tuchi

  6. #16
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    Predefinito Re: Medie grezze VS medie integrali

    Ho allestito la tabella di confronto tra le medie mensili ottenute dalla mia stazione. La media del datalogger è basata su campionamenti a 5 o 1 min, mentre la media semplificata usa i due estremi giornalieri registrati:

    Immagine.jpg

    Emerge chiaramente come la media semplificata sovrastimi quasi sempre rispetto la media del datalogger che in pratica è quella "reale" (ed è una cosa che stanno accertando tutti qua). Mediamente parliamo di differenze di circa 0.4°C, le differenze sono poche in aprile e più marcate in agosto e settembre.

    Per quanto riguarda possibili discrepanze nelle considerazioni climatiche storiche dovute a queste differenze, non credo si possa fare un discorso troppo lineare, nel senso che dipende che tipo di serie abbiamo di fronte,

    -In primo luogo è da vedere se sono state omogeneizzate le influenze esterne sulle misure (esposizione, spostamenti, ecc.).

    -Secondariamente accertato ciò, il metodo di calcolo deve pure essere omogeneizzato, perché è facile avere una serie climatologica mista con osservazioni manuali e automatiche, ma non possiamo permetterci una serie calcolata per metà con il metodo semplificato e poi un'altra parte con l'altro in modo da introdurre d'ufficio quella discrepanza di mezzo grado. Allora si trovano modi per ricalcolare e ponderare i dati del passato secondo i metodi odierni per ottenere dati coerenti, ed è un lavoro enorme da climatologi.

    -In terzo luogo, ottenuta una serie coerente si calcola la norma 1981/2010 e automaticamente i confronti saranno veritieri avendo eliminato già all'origine le discrepanze. Questo è la mia scaletta ideale.

    Ovviamente come detto non ha senso confrontare stazioni diverse con metodi di calcolo diversi. Penso che comunque anche se una serie venisse strutturata unicamente con il metodo della norma semplificata non dovrebbero sussistere troppi problemi, al netto di un'imprecisione intrinseca, l'importante è che tutto il metodo sia coerente.

    Riassumendo:
    -La media grezza o semplificata ha lo svantaggio di non essere necessariamente precisa, ma il grande vantaggio che è semplicissima da calcolare, richiede poche risorse ed è versatile perché permette confronti in serie anche messe male come ad esempio buchi nei grafici orari.

    -La media integrale o automatica da datalogger ha il vantaggio di essere nettamente più precisa a condizione però che sia integra senza buchi, e questo non è sempre possibile, così come pure le risorse richieste. È più precisa ma pure più impegnativa. Al giorno d'oggi con l'informatica la media integrale è sicuramente più facile da calcolare che in passato.

    È anche questione di pragmatismo in base a cosa si dispone.
    Ultima modifica di AbeteBianco; 21/11/2019 alle 21:35
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  7. #17
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    Predefinito Re: Medie grezze VS medie integrali

    Citazione Originariamente Scritto da capriccio Visualizza Messaggio
    e mi pare giustissimo Immagine

    la media grezza, o per meglio dire min+max/2 non ha alcun valore scientifico, perlomeno a mio parere, ciò non toglie che, casualmente, essa possa coincidere con la media integrale, o matematica, ma solo in rari casi in cui l'andamento della temperatura giornaliera segua un andamento standard, non deviato da copertura nuvolosa, precipitazioni, repentini cambi degli strati termici etc
    in tutti gli altri casi la media grezza non potrà mai essere affidabile e rispondente alla realtà tanto quanto una media matematica su 24 minimo, meglio su 144 rilevamenti, meglio ancora su 288 etc

    Mauro
    Certo Mauro, vogliamo mettere in discussione quale sia più affidabile tra una media mensile calcolata su 62 valori rispetto una con oltre 40'000? La risposta viene da se, il problema è che non è sempre applicabile la seconda opzione. Poi a un certo punto se campioni la media a 1 min o 1 ora non ci sono differenze apprezzabili, andrebbe indagato con che campionamento iniziano a mostrarsi discrepanze. Il caso del min+max/2 è comunque diverso rispetto un sistema orario perché va a prendere due estremi qualsiasi della giornata.
    Ultima modifica di AbeteBianco; 21/11/2019 alle 21:38
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  8. #18
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    Predefinito Re: Medie grezze VS medie integrali

    Citazione Originariamente Scritto da AbeteBianco Visualizza Messaggio
    Certo Mauro, vogliamo mettere in discussione quale sia più affidabile tra una media mensile calcolata su 62 valori rispetto una con oltre 40'000? La risposta viene da se, il problema è che non è sempre applicabile la seconda opzione.
    Assolutamente ovvio e assolutamente d'accordo, fatto sta che oggi non è plausibile l'utilizzo della media grezza, la più scadente stazione AWS utilizzata in qualunque ambito professionale è in grado di calcolare la media integrale, per il passato il discorso è ovviamente diverso, ma questo rientra nel lavoro che è già stato effettuato volto ad "armonizzare" dei valori sulla base delle diverse metodologie di misurazione, del differente impatto delle isole di calore, delle differenti caratteristiche di precisione e accuratezza dei sensori etc etc, oggi non è più accettabile

    Mauro
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  9. #19
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    Predefinito Re: Medie grezze VS medie integrali

    E' corretto fare la media integrale di ogni singolo mese e poi fare la media grezza della temperatura media annuale?

  10. #20
    Uragano L'avatar di burian br
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    Predefinito Re: Medie grezze VS medie integrali

    Citazione Originariamente Scritto da AbeteBianco Visualizza Messaggio
    Ho allestito la tabella di confronto tra le medie mensili ottenute dalla mia stazione. La media del datalogger è basata su campionamenti a 5 o 1 min, mentre la media semplificata usa i due estremi giornalieri registrati:

    Immagine.jpg

    Emerge chiaramente come la media semplificata sovrastimi quasi sempre rispetto la media del datalogger che in pratica è quella "reale" (ed è una cosa che stanno accertando tutti qua). Mediamente parliamo di differenze di circa 0.4°C, le differenze sono poche in aprile e più marcate in agosto e settembre.

    Per quanto riguarda possibili discrepanze nelle considerazioni climatiche storiche dovute a queste differenze, non credo si possa fare un discorso troppo lineare, nel senso che dipende che tipo di serie abbiamo di fronte,

    -In primo luogo è da vedere se sono state omogeneizzate le influenze esterne sulle misure (esposizione, spostamenti, ecc.).

    -Secondariamente accertato ciò, il metodo di calcolo deve pure essere omogeneizzato, perché è facile avere una serie climatologica mista con osservazioni manuali e automatiche, ma non possiamo permetterci una serie calcolata per metà con il metodo semplificato e poi un'altra parte con l'altro in modo da introdurre d'ufficio quella discrepanza di mezzo grado. Allora si trovano modi per ricalcolare e ponderare i dati del passato secondo i metodi odierni per ottenere dati coerenti, ed è un lavoro enorme da climatologi.

    -In terzo luogo, ottenuta una serie coerente si calcola la norma 1981/2010 e automaticamente i confronti saranno veritieri avendo eliminato già all'origine le discrepanze. Questo è la mia scaletta ideale.

    Ovviamente come detto non ha senso confrontare stazioni diverse con metodi di calcolo diversi. Penso che comunque anche se una serie venisse strutturata unicamente con il metodo della norma semplificata non dovrebbero sussistere troppi problemi, al netto di un'imprecisione intrinseca, l'importante è che tutto il metodo sia coerente.

    Riassumendo:
    -La media grezza o semplificata ha lo svantaggio di non essere necessariamente precisa, ma il grande vantaggio che è semplicissima da calcolare, richiede poche risorse ed è versatile perché permette confronti in serie anche messe male come ad esempio buchi nei grafici orari.

    -La media integrale o automatica da datalogger ha il vantaggio di essere nettamente più precisa a condizione però che sia integra senza buchi, e questo non è sempre possibile, così come pure le risorse richieste. È più precisa ma pure più impegnativa. Al giorno d'oggi con l'informatica la media integrale è sicuramente più facile da calcolare che in passato.

    È anche questione di pragmatismo in base a cosa si dispone.
    Sì, la media grezza è stata adoperata, e continua tuttora ad esserlo, perchè è veloce da calcolare e, tutto sommato, gli scarti dalla media reale sono di solito contenuti sul lungo termine. Però questi scarti possono dipendere da vari fattori climatici, per cui confrontare due medie grezze di uno stesso mese di due anni diversi, per esempio, non sempre restituisce la stessa differenza che si avrebbe confrontando le due medie integrali degli stessi mesi.

    Ad esempio: leggo dalla tabella che hai postato che Giugno 2018 ha avuto media grezza e media integrale identici. Entrambe 21,1°. Se volessi confrontare questo Giugno con quello del 2017 o del 2019 otterresti:
    1) usando le medie grezze:

    • Tmedia(2019)-Tmedia(2018)= +0,9


    • Tmedia(2017)-Tmedia(2019)= +1,1

    2) usando invece le medie integrali, invece:

    • Tmedia(2019)-Tmedia(2018)= +0,5


    • Tmedia(2019)-Tmedia(2017)= +0,5

    In altre parole: usando le medie grezze, sembrerebbe che Giugno 2017 sia stato più caldo del Giugno 2019. Ma la verità, usando le medie integrali, è che è l'esatto contrario! Non solo, è anche sovrastimata l'anomalia e dunque il caldo (in questo caso), perchè con le grezze risulta mezzo grado più caldo rispetto a quanto è stato davvero.
    Questo è solo un esempio, interessante sarebbe un confronto tra un mese molto piovoso e uno secco della stessa mensilità. Magari pur avendo le stesse medie grezze si osserverà come la media integrale sia stata inferiore.

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