Датчик текущей погоды
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( июнь 2020 г. ) |
Датчик текущей погоды (ДПВ) — компонент автоматической метеостанции , обнаруживающий наличие гидрометеоров и определяющий их тип ( дождь , снег , морось и т. д.) и интенсивность. Он работает по принципу, аналогичному бистатическому радару , отслеживая прохождение капель или хлопьев между передатчиком и датчиком. Эти инструменты на автоматических метеостанциях используются для имитации наблюдений, проводимых человеком-наблюдателем. Они позволяют быстро сообщать о любых изменениях типа и интенсивности осадков, но имеют ограничения по интерпретации.
Принцип
[ редактировать ]Типы
[ редактировать ]Для обнаружения осадков используются как минимум два типа устройств:
- Датчик погоды со светоизлучающим диодом ( LEDWI ) измеряет мерцающую картину осадков, падающих через инфракрасный луч датчика (диаметром около 50 миллиметров), и на основе анализа структуры размера частиц и скорости падения определяет, являются ли осадки дождем или снегом . . [1]
- POSS радар ( Система датчиков наблюдения за осадками ) представляет собой небольшой бистатический доплеровский . Передатчик направлен вверх под определенным углом от приемника, ориентированного на зондируемый объем и улавливающего сигнал, рассеянный обратно гидрометеорами или другими отражающими частицами в его объеме обнаружения. [2] Таким образом, устройство может измерять скорость падения целей по эффекту Доплера и его интенсивность по отражательной способности . Затем анализатор берет средневзвешенное значение последних 15 опросов за одну минуту, чтобы получить важную информацию.
Обработка данных
[ редактировать ]Зная скорость падения и размер частиц, можно определить тип осадков (например, дождь выпадает гораздо быстрее, чем снежинки) с помощью таблицы непредвиденных обстоятельств . Детектор сообщит о типе осадков с наибольшей численностью в пробах. [2] Однако в некоторых случаях характеристики двух типов осадков могут быть схожими (морось и снег выпадают со скоростями, очень близкими друг к другу) или может наблюдаться смесь осадков (например, дождь и тающий снег).
Чтобы уточнить обнаружение в случае неоднозначности, эти устройства используют температуру точки росы (или, если она отсутствует, температуру окружающей среды) и выходной сигнал детектора обледенения . Таким образом, если детектор определяет скорость падения для двойного снега/дождя при температуре окружающей среды выше 1 °C (34 °F), он классифицирует ее как дождь, а ниже -1 °C (30 °F) будет снег. [2] Детектор обледенения также будет использоваться для определения того, замерзает ли дождь или морось, когда температура опускается ниже нуля.
Если эти дополнительные данные все еще не позволяют различить (например, если точка росы в предыдущем примере находится в диапазоне от -1 до 1 °C), тип сообщается как «неизвестный». Таким образом, на данный момент эти устройства не могут сообщать о граде , ледяной крупе и различных других промежуточных формах осадков. [1] [2]
Мгновенная интенсивность осадков рассчитывается по интенсивности мерцания (LED-датчик) или отражательной способности (POSS). О нем говорят как об очень слабом, слабом, умеренном или сильном. [1] [2]
Частота отчетности
[ редактировать ]Автоматические станции предоставляют отчеты по регулярному графику в зависимости от их использования, большинство из них отправляют отчеты ежечасно. Однако они выпустят специальный отчет, если один или несколько их датчиков обнаружат значительное изменение погодных условий. Такие специальные предложения выдаются в случае начала или прекращения осадков хотя бы небольшой интенсивности либо изменения типа осадков.
Датчик текущей погоды каждую минуту отбирает пробы, а автоматическая система обработки станции сохраняет их в течение 15 минут. Специальная передача будет транслироваться, если в течение 15 минут на старте будет зафиксировано не менее трех осадков, если пройдет не менее 12 минут без осадков или если изменение интенсивности соответствует значительному изменению.
Ограничения
[ редактировать ]Детализация смешанных осадков обычно невозможна, поскольку датчик выдает только преобладающие осадки. Отчет действителен только для местоположения датчика, поэтому он не учитывает осадки дальше, которые могут быть значительными. Наконец, он сам по себе не может отличить ливни от непрерывного дождя/снега.
Ложные наблюдения за осадками обычно происходят из-за: [1] [2]
- Помехи со стороны радиочастот или световых лучей;
- Птицы или насекомые, проходящие сквозь луч;
- Сдуваемая ветром пыль, снег или песок;
- Термические пузыри .
- Неоднозначные ситуации, когда таблица сопряженности не может правильно определить тип.
Улучшения
[ редактировать ]Громовые ливни и продолжительные осадки можно разделить с помощью детектора молний с результатом датчика. Наземные и мобильные детекторы определяют направление и силу молнии .
Горизонтальную видимость дадут скаттерометры и трансмиссометры , в которых отмечается затухание визуального сигнала по воздуху от источника к приемнику. Если PWS не сообщит об осадках, это будет означать туман или мглу .
Датчик молнии.
Аэропортовый скаттерометр (или диффузометр).
Трансмиссометр, предоставляющий информацию о дальности видимости на взлетно-посадочной полосе (RVR).
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д Уэйд, Чарльз Г. (июнь 2003 г.). «Мультисенсорный подход к обнаружению дождя на ASOS» . Журнал атмосферных и океанических технологий . 20 (6). Американское метеорологическое общество : 820. Бибкод : 2003JAtOT..20..820W . doi : 10.1175/1520-0426(2003)020<0820:AMATDD>2.0.CO;2 . Проверено 23 марта 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж «Осадки – появление [ так в оригинале ]»; . Автоматизированная система наблюдения за погодой — AWOS . Метеорологическая служба Канады . Архивировано из оригинала 10 мая 2006 года . Проверено 23 марта 2020 г.