Validação do Dados

O primeiro processo de validação dos dados foi feito durante o mestrado do colaborador Leonardo Sehn e os detalhes e resultados dessa análise podem ser conferidos em sua Dissertação de Mestrado.

A elaboração da análise estatística, o desenvolvimento do script para fundamentar a análise e a análise em si podem ser conferidos na tarefa #519.

O processo de comparação foi feito por meio da instalação de uma EMM, a EMM Butiá INMET, próximo a uma estação oficial automática do INMET no Oitavo Distrito do INMET, no Jardim Botânico, em Porto Alegre.

A EMM foi instalada no dia 22/01/2018 na finalização do Segundo Mutirão das EMM (Tarefa #484) e os dados comparados são os dados do dia 26/01/2018 a 09/02/2018.

Comparações das Estatísticas

Foram realizadas comparações para verificar se a divergência dos resultados obtidos com a EMM com relação à referência são maiores do que a acurácia informada nas fichas técnicas dos sensores (DHT22 e BMP180). Essas apurações foram feitas para diferentes recortes, como médias de faixas de hora e médias diárias. Com esse objetivo, também foi calculado o erro quadrático médio de cada um dos parâmetros.

Os resultados obtidos foram os seguintes:

  • Temperatura com DHT22: 0.2779893
  • Umidade Relativa do Ar: 10.74063
  • Pressão Atmosférica: 1.786894
  • Temperatura com BMP180: 0.288641

Portanto, o erro quadrático médio foi menor do que a acurácia dos sensores testados em todos os casos à exceção das medidas de umidade relativa do ar, para as quais o erro quadrático médio superou os 10 % de umidade relativa do ar.

Temperatura

Médias de temperatura por faixa de horário de 26 de Janeiro de 2018 a 09 de Fevereiro de 2018.

As medidas de temperatura foram consideradas válidas, pelo fato de a diferenças entre ambos os sensores estar abaixo da acurácia dos sensores, que é de 0,5 grau celsius.

Mais informações sobre o DHT22 podem ser encontrados na página de caracterização e calibração do DHT22 . Detalhes e pesquisas sobre os abrigos meteorológicos podem ser encontrados na página Abrigo Meteorrológico .

Umidade Relativa do Ar

Série completa das medidas de umidade relativa do ar de 26 de Janeiro de 2018 a 09 de Fevereiro de 2018.

Médias de umidade relativa do ar por faixa de horário de 26 de Janeiro de 2018 a 09 de Fevereiro de 2018.

As medidas de umidade relativa do ar foram as que apresentaram diferenças mais expressiva, em especial nos períodos mais secos do dias, para os quais a EMM mediu valores mais baixos do que os medidos pela estação oficial. Dada a diferença, foram verificadas as medidas com a estação oficial manual do INMET, a princípio a referência mais confiável, para as quais as diferenças foram grande, porém menores.

Medidas com a EMM Butiá INMET em laranja, com a estação automática do INMET em azul e com a estação manual do INMET em amarelo

E de fato, diferenças expressivas como 15 % foram observadas mesmo entre medidas das estações oficiais manual e automática. Um dos aprendizados deste trabalho é de que as medidas de umidade relativa do ar são desafiadoras e incertas, sendo compreensível que as medidas deste parâmetro tenham apresentado a maior divergência.

Pressão Atmosférica

Série completa das medidas de pressão atmosférica de 26 de Janeiro de 2018 a 09 de Fevereiro de 2018.

Médias de pressão atmosférica por faixa de horário de 26 de Janeiro de 2018 a 09 de Fevereiro de 2018.

Por fim, as medidas de pressão atmosférica também foram consideradas válidas, pois a diferenças entre as medidas foi em média menor do que a acurácia do barômetro utilizado. Além disso, a curva da medida com ambas as estações meteorológicas é praticamente idêntica, sendo que ambas ficaram separadas por um desvio de menor de 2 hPa.

As medidas de temperatura e de pressão atmosférica ficaram todas dentro da acurácia informada nas fichas técnicas de acordo com essas estatísticas geradas. O único parâmetro que divergiu foi a umidade relativa do ar. Os resultados dos erros quadráticos médios corroboram esta conclusão.

Testes de Correlação

Também foram feitos testes de correlação para verificar se a correspondência entre os sensores usados na EMM e na estação oficial do INMET é forte ou não.

Para os testes realizados, apenas as medidas de temperatura com o sensor DHT22 mostram correspondência forte com o sensor de referência e pode se dizer que seus comportamentos foram muito próximos. Embora haja correlação em todos os casos, a intensidade varia.

Gráfico de correlação das medidas de temperatura com o sensor DHT22 e com a estação oficial do INMET, acompanhado da regressão linear.

EMM x Estação Automática Oficial do INMET

Foi gerado um gráfico com as medidas de temperatura com a EMM Butiá INMET e a estação oficial do INMET ao longo do dia 2 de Fevereiro de 2018 para comparar as taxas de registro de ambas as estações.

Gráfico com registros de temperatura da EMM Butiá INMET e da estação oficial do INMET no dia 2 de Fevereiro.

EMM OraProNobis CTA x EMM Butiá INMET

Também foi gerado um gráfico com as medidas de temperatura com a EMM OraProNobis CTA e com a EMM Butiá INMET para o mesmo dia para comparar os dados de cada ambiente.

Gráfico com registros de temperatura da EMM OraProNobis CTA e da EMM Butiá INMET no dia 2 de Fevereiro.

Em breve, mais detalhes expostos análises serão trazidos para esta página.