Quality assessment of private weather station Netatmo

Abstract

Netatmo is a brand of private weather stations that over the past decade, in many countries, have grown to outnumber the number of government based weather stations. In most fields of research, a high number of data points can increase accuracy and precision. For a weather forecast, the more weather condition throughout an area the forecasters know about, the better the forecast. All of Sweden is the area of focus for this thesis.

Weather forecasts is an important function in any society, and even crucial for certain industries that are dependent of weather patterns one way or another. Therefore, if additional data points could be added to weather forecast algorithms, likely improvements of a weather systems predicted track and development could be done (such as; will there be rain? When and how much?). Therefore it makes sense to investigate the basic usefulness of private weather stations. This bachelor project was built around investigating and evaluating Netatmo stations in Sweden. Netatmo stations are capable of measuring a couple of different types of parameters, namely pressure, temperature, wind strength and direction, precipitation and relative humidity. Precipitation is the selected parameter for this thesis. To this date, precipitation is less investigated in the scientific community, in comparison for example to temperature, which has a rather well evaluated accuracy.

The aims was to evaluate if it is worth doing further investigations of the Netatmo weather station network. The preliminary results provided by this bachelor project show some problems with the precision of the rain gauge featured with Netatmo, but the upside of having so many more points of data show some promise. Especially when handling the data from a statistical approach.

Popular Abstract (Swedish)

Vädret.

Många av oss har upplevt att väderprognosen, förutspåendes ”en fin dag på stranden”, har vart gravt missvisande, resulterandes med hagel innanför t-shirten och ett moloket humör som efterspel. Kanske även en illasinnad tanke till meteorologerna, som inte förutspådde den brutala stormen som dundrade in…
Men, tänk om alla människor som har himlen i sitt blickfång kunde göra omedelbara mätningar av typiska parametrar som behövs för att göra en prognos (temperatur, vind, nederbörd, lufttryck m.m.), och kunde uppdatera väderupplevelsen i realtid. En solidarisk värld, utan oväntade väderfenomen och dyngblöta strandparaplyer…

Detta är dock inte verkligheten (ännu!). Idag är underlaget för väderprognoser ett jämförelsevis litet antal väderstationer, vilka är både dyra att köpa in och att underhålla. Samt ett fåtal satelliter, och ett i sammanhanget någorlunda stort antal flygplan och skepp på haven, som bär mätutrustning. Det senaste årtiondet eller två har teknologiska framsteg gjort att privata väderstationer har överkomliga priser. Om dessa, vilka är stora i antal, skulle utnyttjas i professionella väderprognoser, kanske prognoserna kunde förbättras. Kanske i synnerhet lokala prognoser, vilket kunde rädda stranddagen.

Den här uppsatsen undersöker möjligheterna och problemen med att använda sig av den privata väderstationen Netatmo, fokuserat på regndata. Ett uppenbart problem är att Netatmostationerna är okontrollerade medans professionella väderstationer har underhåll, kalibrerade av yrkeskunniga. En annan nackdel är att Netatmo’s regnuppsamlare inte kan smälta snö, vilket kan leda till stora skillnader vintertid i snörika områden. Men även med ett relativt litet antal stationer kan man se att genomsnittliga regnmängder över en större region, under framförallt sommaren, ligger väldigt nära likvärdiga beräkningar med data från professionella stationer. Det är dock tydliggjort att individuella stationer kan visa både olika och liknande resultat i jämförelse med en professionell station. Skillnaderna beror på årstid, felaktigt uppsatta eller placerade Netatmostationer m.m, ytterligare undersökningar för att utröna denna problematik är nödvändiga. Gärna med genomsnitt över kortare tidsperioder (ner till 5-minutersspann), innan Netatmo-datan kan implementeras i en professionell prognos. År 2019 fanns det mer än 13000 stycken Netatmostationer, varav mer än 5000 hade regnuppsamlare. Detta jämfört med ca 600 stycken professionella stationer som samlar in alla typer av nederbörd. Detta stora, växande antal Netatmostationer är en signifikant styrka, och tillräckligt för att statistiska metoder kan ta ner betydelsen av enskilda, felaktiga stationer.

• author: Israelsson, Viktor
• supervisor: Elna Heimdal Nilsson; Heiner Körnich
• organization: Combustion Physics; Department of Physics
• course: FYSK02 20222
• year: 2023
• type: M2 - Bachelor Degree
• subject: Physics and Astronomy
• keywords: netatmo, meteorology, smhi, weatherstation
• report number: 1
• language: English
• id: 9111995
• date added to LUP: 2023-03-29 08:57:46
• date last changed: 2023-03-29 08:57:46