The work of this master thesis is based on analyses of monthly precipitation data from 70 stations of the SMHI (Swedish Meteorological and Hydrological Institute) in Sweden, in the period 1860-2014, using the information for the year of introduction of the wind shield at each station. The primary goal is the calculation of correction factors which will be applied on the precipitation data in the period of measurements before the introduction of the wind shield. This correction will counterbalance the underestimation of the collected precipitation by the unshielded precipitation gauges due to the effect of the wind. The wind induced error, related to aerodynamical effects, increases with increasing wind speed. The stronger the wind, the more capable it is of deflecting the precipitation water droplets or snowflakes, falling towards the gauge orifice, away from it. In spite of the important efficiency of the wind shield which acts to diminish the wind error, the long-term effect of changing the measuring instrumentation at some time in the observations history is the production of inhomogeneous data in the measurements records. Inhomogeneous precipitation data are sources of errors in climatology and hydrology and result in misleading conclusions regarding the climate change and climate variations, hence they should be identified and corrected through a homogenization method. The analysis includes the comparison of the precipitation data of each station during two periods, one before and one after the introduction of the wind shield. This comparison leads to the calculation of ratios representing the increase in the catch between the two periods due to the introduction of the wind shield. Temperature data are also processed in order to estimate the type of precipitation (snow/rain) in each case. The monthly corrections ranged between 5 %, for rain, and 27 % for snow precipitation. The absolute value of the increase of the average annual precipitation due the implementation of the correction was 50 mm. The comparison of the corrected against the uncorrected precipitation time series indicated a less pronounced increase (0.74 mm/y) of the precipitation during the last 150 years, after the application of the correction, compared to the increase indicated from the uncorrected data (1.19 mm/y). / Kontinuerliga samt felfria nederbördsmätningar är av stor betydelse för geovetenskaper som klimatologi och hydrologi därför att nederbördsdata är en av de primära meteorologiska parametrarna för forskning om klimatförändringen. Att säkerställa felfria (homogena) nederbörds tidsserier betyder i stort sett att säkerställa homogenitet genom att identifiera och korrigera inhomogena data. Icke homogena data uppkommer på grund av förändringar i mätmetoder och mätförhållanden under observationstiden, sedan 1860-talet tills idag alltså. Denna studies syfte är att beräkna en korrektion som ska användas för att korrigera nederbördsmätningar som utfördes sedan 1860 utan vinskydd. Vindskyddet eller vindskärmen, en speciell utrustning som användas på nederbördsinsamlare, infördes gradvis under perioden 1900-1960 vid de svenska nederbördstationerna. Vindskyddet introducerades med avsikt att minska vindens påverka vid nederbördsinsamling. Men trotts den positiva effekten som vindskyddet ledde till, genom den ökade nederbördsmängden som samlades in, skapade denna förändring av mätarutrustningen inhomogena data. Bearbetningen skedde för månadsnederbördsdata från 70 stationer från SMHIs meteorologiska nätverk genom att jämföra nederbördsobservationer som genomfördes under perioderna tio år före och tio år efter införandet av vindskydd. Dessutom användes temperaturdata från samma stationer för att uppskatta nederbördslag (snö/regn). Skälet till detta är att vinskyddseffekten är olika mellan snö och regn. Beräkningarna och bestämningen av nederbördslag ledde till en 5 % respektive 27 % nederbörds ökning för regn och snö för de mätningarna som utfördes utan vindskydd. I genomsnitt har de korrigerade värdena, under perioden som vinskyddet saknades, ökat med omkring 50 mm.

The work of this master thesis is based on analyses of monthly precipitation data from 70 stations of the SMHI (Swedish Meteorological and Hydrological Institute) in Sweden, in the period 1860-2014, using the information for the year of introduction of the wind shield at each station. The primary goal is the calculation of correction factors which will be applied on the precipitation data in the period of measurements before the introduction of the wind shield. This correction will counterbalance the underestimation of the collected precipitation by the unshielded precipitation gauges due to the effect of the wind. The wind induced error, related to aerodynamical effects, increases with increasing wind speed. The stronger the wind, the more capable it is of deflecting the precipitation water droplets or snowflakes, falling towards the gauge orifice, away from it. In spite of the important efficiency of the wind shield which acts to diminish the wind error, the long-term effect of changing the measuring instrumentation at some time in the observations history is the production of inhomogeneous data in the measurements records. Inhomogeneous precipitation data are sources of errors in climatology and hydrology and result in misleading conclusions regarding the climate change and climate variations, hence they should be identified and corrected through a homogenization method. The analysis includes the comparison of the precipitation data of each station during two periods, one before and one after the introduction of the wind shield. This comparison leads to the calculation of ratios representing the increase in the catch between the two periods due to the introduction of the wind shield. Temperature data are also processed in order to estimate the type of precipitation (snow/rain) in each case. The monthly corrections ranged between 5 %, for rain, and 27 % for snow precipitation. The absolute value of the increase of the average annual precipitation due the implementation of the correction was 50 mm. The comparison of the corrected against the uncorrected precipitation time series indicated a less pronounced increase (0.74 mm/y) of the precipitation during the last 150 years, after the application of the correction, compared to the increase indicated from the uncorrected data (1.19 mm/y). / Kontinuerliga samt felfria nederbördsmätningar är av stor betydelse för geovetenskaper som klimatologi och hydrologi därför att nederbördsdata är en av de primära meteorologiska parametrarna för forskning om klimatförändringen. Att säkerställa felfria (homogena) nederbörds tidsserier betyder i stort sett att säkerställa homogenitet genom att identifiera och korrigera inhomogena data. Icke homogena data uppkommer på grund av förändringar i mätmetoder och mätförhållanden under observationstiden, sedan 1860-talet tills idag alltså. Denna studies syfte är att beräkna en korrektion som ska användas för att korrigera nederbördsmätningar som utfördes sedan 1860 utan vinskydd. Vindskyddet eller vindskärmen, en speciell utrustning som användas på nederbördsinsamlare, infördes gradvis under perioden 1900-1960 vid de svenska nederbördstationerna. Vindskyddet introducerades med avsikt att minska vindens påverka vid nederbördsinsamling. Men trotts den positiva effekten som vindskyddet ledde till, genom den ökade nederbördsmängden som samlades in, skapade denna förändring av mätarutrustningen inhomogena data. Bearbetningen skedde för månadsnederbördsdata från 70 stationer från SMHIs meteorologiska nätverk genom att jämföra nederbördsobservationer som genomfördes under perioderna tio år före och tio år efter införandet av vindskydd. Dessutom användes temperaturdata från samma stationer för att uppskatta nederbördslag (snö/regn). Skälet till detta är att vinskyddseffekten är olika mellan snö och regn. Beräkningarna och bestämningen av nederbördslag ledde till en 5 % respektive 27 % nederbörds ökning för regn och snö för de mätningarna som utfördes utan vindskydd. I genomsnitt har de korrigerade värdena, under perioden som vinskyddet saknades, ökat med omkring 50 mm.

Flooding is of great concern world-wide, causing damage to infrastructure, property and loss of life. Low-income countries, in particular, can be negatively affected by flood events due to their inherent vulnerabilities. Moreover, data to perform studies for flood risk management in low-income regions are often scarce or lacking sufficient quality. This thesis proposes new methodologies and explores the use of unconventional sources of information in flood hazard assessment in areas where the quantity or sufficient quality of traditional hydrometrical data are lacking.  One method was developed to account for errors in spatially averaged rainfall, from a sparse rain-gauge network, used as input to a rainfall-runoff model. A spatially-averaged and event-dependent rainfall depth multiplier led to improvements of the hydrographs at calibration. And by using a distribution of the multiplier, identified from previous events in the catchment, improvement in predictions could also be obtained. A second method explored the possibility of reproducing an unmeasured extreme flood event using a combination of models, post-event data, precipitation and an uncertainty-analysis framework. This combination allowed the identification of likelihood-associated parameter sets from which the flood hazard map for the extreme event could be obtained. A third and fourth study made at the regional scale explored the value of catchment similarities, and the effects of climate on the hydrological response of catchments. Flood frequency curves were estimated for 36 basins, assumed ungauged, using regional information of short flow records, and local information about the frequency of the storm. In the second regional study, hydro-climatic information provided great value to constrain predictions of series of daily flow from a hydrological model. Previously described methods, used in combination with unconventional information within an uncertainty analysis, proven to be useful for flood hazard assessment at basins with data limitations. The explored data included: post-event measurements of an extreme flood event, hydro-climate regional information and local precipitation data. The methods presented in this thesis are expected to support development of hydrological studies underpinning flood-risk reduction in data-poor areas. / Extremt höga vattenflöden ställer till stora problem i hela världen. De skadar infrastruktur och egendom och orsakar död. Framför allt kan låg- och medelinkomstländer vara väldigt sårbara för extrema flöden. I dessa länder saknas dessutom ofta data som behövs för att kunna bedöma översvämningsrisker, eller så finns bara data av dålig kvalitet. Denna avhandling föreslår nya metoder som använder okonventionella informationskällor vid bedömning av översvämningsrisker i områden där traditionella hydrologiska data saknas eller har otillräcklig kvalitet. En metod utvecklades för att ta hänsyn till fel i rumslig medelnederbörd beräknad från ett glest nät av nederbördsmätare att användas som indata i en nederbörds-avrinningsmodell. Användning av en multiplikator för medelvärdesbildad nederbörd, i tid och rum, för enskilda högflödestillfällen ledde till förbättrad modellkalibrering. Genom att använda multiplikatorfördelningar, identifierade från tidigare högflödestillfällen i avrinningsområdet, kunde också prognoser förbättras. En andra metod använde sig av möjligheten att reproducera ett extremt högflöde inom ramen för en osäkerhetsanalys med hjälp av en kombination av modeller, nederbördsdata och data som uppmätts i efterhand. Denna kombination gjorde det möjligt att identifiera parametervärdesuppsättningar med hophörande sannolikheter ur vilka det gick att erhålla en översvämningskarta för det höga flödet. En tredje och fjärde studie i regional skala utforskade värdet av likheter mellan avrinningsområden och hur områdenas hydrologiska gensvar beror av klimatet. Kurvan för kumulativa högflödesfrekvenser (flood frequency curve, FFC) kunde skattas med hjälp av lokal nederbördsinformation och regional information om korta tidsserier av vattenföring från 36 avrinningsområden som antogs sakna vattenföringsdata. I den andra regionala studien visade sig hydroklimatisk information av värde för att avgränsa godtagbara prognoser för daglig vattenföring från en hydrologisk modell. Tidigare beskrivna metoder, använda tillsammans med okonventionell information inom ramen för en osäkerhetsanalys, visade sig vara användbara för att bedöma översvämningsrisker i avrinningsområden med databegränsningar. Bland utforskade data fanns: mätningar i efterhand av ett extremt högflöde, hydroklimatisk regional information och lokala nederbördsmätningar. Metoderna i denna avhandling förväntas kunna stödja utvecklingen av hydrologiska studier av höga flöden och översvämningar i områden med bristande datatillgång. / Las inundaciones ocasionan daños a la infraestructura, propiedad y pérdida de vidas a nivel mundial. Los países en desarrollo son los más vulnerables a inundaciones, la calidad y cantidad de datos hidro-climatológicos disponibles en los mismos dificulta el desarrollo de estudios para la evaluación de riesgo a esta amenaza. Esta tesis propone métodos en la que se hace uso de fuentes de información no-convencionales para la evaluación de riesgo por inundación en regiones con datos escasos o limitados. Un método considera el error asociado a la precipitación promedio sobre cuencas en modelos lluvia-escorrentía como un factor multiplicador del histograma del evento. El uso de la precipitación promedio junto con una distribución probabilística del factor multiplicador como datos de entrada a un modelo de lluvia-escorrentía mejoraron los hidrogramas durante los periodos de calibración y predicción. Un segundo método exploró la posibilidad de reproducir un evento extremo de inundación usando una combinación de modelos hidrológicos e hidráulico, un análisis de incertidumbre, datos hidrométricos recopilados después del evento y datos de precipitación registrados durante-el-evento. Dicha combinación permitió la identificación de los parámetros de los modelos y la elaboración un mapa de amenaza por inundaciones para dicho evento. Adicionalmente, se estimaron curvas de frecuencia de inundaciones para 36 cuencas, asumidas no aforadas, mediante un método de regionalización que usa registros de caudal de corta duración disponibles en la región. Dichas curvas fueron extendidas haciendo uso de información local sobre la frecuencia de las tormentas. Se encontró que la información hidro-climatológica tiene un gran valor para reducir el rango de incertidumbre de las simulaciones de caudal diaria de un modelo hidrológico. Los métodos anteriores se usaron en combinación con información no-convencional dentro de un análisis de incertidumbre y han probado su utilidad para la evaluación de riesgo por inundaciones en cuencas con registros escasos o limitados. Los datos utilizados en esta tesis incluyen datos hidrométricos recopilados pasado el evento, registros hidro-climatológicos regionales y precipitación local. Se espera que los métodos presentados aquí contribuyan al desarrollo de estudios hidrológicos importantes para la reducción del riesgo por inundaciones en regiones con déficit de registros hidro-climatológicos.