Автоматическая метеостанция

Автоматическая метеостанция ( AWS ) — это автоматизированная версия традиционной метеостанции , предназначенная либо для экономии человеческого труда, либо для обеспечения измерений из отдаленных районов. ^[1] AWS обычно состоит из защищенного от атмосферных воздействий корпуса, содержащего регистратор данных , перезаряжаемую батарею , телеметрию (опционально) и метеорологические датчики с прикрепленной солнечной панелью или ветряной турбиной , установленные на мачте. Конкретная конфигурация может варьироваться в зависимости от назначения системы. ^[1] Система может сообщать данные почти в реальном времени через систему Argos , LoRa и Глобальную телекоммуникационную систему . ^[2] или сохраните данные для последующего восстановления. ^[3]

Раньше автоматические метеостанции часто размещали там, где электричество было и линии связи. В настоящее время солнечные панели , ветряные турбины и технологии мобильных телефонов позволили иметь беспроводные станции, которые не подключены к электрической сети или жесткой телекоммуникационной сети. ^[4]

Одним из основных преимуществ автоматической метеостанции является то, что она может предоставлять точные и надежные данные о погоде в отдаленных, недоступных или опасных местах. AWS можно запрограммировать на оповещение властей в случае суровых погодных явлений.

Датчики

Большинство автоматических метеостанций имеют ^[1]^[5]

Термометр для измерения температуры
Анемометр для измерения скорости ветра
Флюгер для измерения направления ветра
Гигрометр для измерения влажности
Барометр для измерения атмосферного давления

Некоторые станции также могут иметь ^[4]

Облакомер для измерения высоты облаков
Датчик текущей погоды и/или видимости датчик
Дождемер в жидком эквиваленте для измерения осадков
Ультразвуковой датчик глубины снега для измерения глубины снега.
Пиранометр для измерения солнечной радиации

В отличие от метеостанций с ручным управлением, автоматизированные метеостанции в аэропортах не могут сообщать о классе и количестве облаков . Кроме того, измерения осадков затруднены, особенно в отношении снега , поскольку между наблюдениями датчик должен опорожняться. При текущей погоде все явления, не затрагивающие датчик, например, пятна тумана , остаются незамеченными. ^[1] Переход от ручных наблюдений к автоматическим метеостанциям является крупным неклиматическим изменением в климатических данных. ^[6] Изменение приборов, корпуса и местоположения может привести к скачку, например, измеренных значений температуры или осадков, что может привести к ошибочным оценкам климатических тенденций. Это изменение и связанные с ним неклиматические изменения необходимо устранить путем гомогенизации .

Регистратор данных

Регистратор данных является сердцем автоматической метеостанции.
На высококачественных метеостанциях регистратор данных может быть спроектирован поставщиком как идеальное решение для конкретного метеорологического клиента.Действительно, обычно регистраторы данных, представленные на рынке, не соответствуют требованиям с точки зрения энергопотребления, входных данных, связи, защиты от животных (муравьев, крыс и т. д.), влажности, соленого воздуха, песка и т. д.
Основными функциями регистратора данных являются:

Измерение: регистратор данных собирает информацию с каждого датчика и архивирует ее.
Расчет: регистратор данных обрабатывает большую часть метеорологических данных для пользователей (среднее, мин, макс...).
Хранение данных: регистратор данных сохраняет все данные либо в своей памяти, либо на карте памяти USB.
Электропитание: регистратор данных управляет электропитанием автоматической метеостанции, например, используя солнечную панель.
Связь: регистратор данных управляет протоколами связи с удаленным сервером. Обычно используются различные протоколы связи: GSM , GPRS , RTC , WiFi , uSD и RS-232 .

Корпуса

Корпуса, используемые с автоматическими метеостанциями, обычно изготавливаются из устойчивого к атмосферным воздействиям стекловолокна , АБС-пластика или нержавеющей стали . Наиболее дешевым вариантом является АБС-пластик, окрашенный литым алюминием. ^[7] или нержавеющая сталь – самая прочная, а стекловолокно – компромиссный вариант. ^[1]

Источник питания

Основной источник питания автоматической метеостанции зависит от ее использования. На многих станциях с оборудованием меньшей мощности обычно используются одна или несколько солнечных панелей, подключенных параллельно с регулятором, и одна или несколько аккумуляторных батарей. Как показывает практика, оптимальная солнечная мощность сохраняется только 5 часов в день. Таким образом, угол и положение установки имеют решающее значение. В Северном полушарии солнечная панель будет установлена лицом на юг, а в Южном полушарии наоборот. Выход солнечных панелей может быть дополнен ветряной турбиной для обеспечения электроэнергией в периоды плохого солнечного света или путем прямого подключения к местной электросети. Большинство автоматизированных метеостанций аэропортов подключены к коммерческой электросети из-за более высоких потребностей в мощности облакомера и датчиков текущей погоды, которые являются активными датчиками и излучают энергию непосредственно в окружающую среду. ^[4]

Мачта

Стандартная высота мачты, используемая с автоматическими метеостанциями, составляет 2, 3, 10 и 30 метров. Доступны и другие размеры, но обычно эти размеры используются в качестве стандартов для различных применений. ^[1]

Мачта высотой 2 метра (6,6 футов) используется для измерения параметров, влияющих на человека. Высота мачты привязана к высоте головы.
3-метровая (9,8 фута) мачта используется для измерения параметров, влияющих на сельскохозяйственные культуры (например, пшеница, сахарный тростник и т. д.). Высота мачты относится к вершине урожая.
10-метровая (33 фута) мачта используется для измерения параметров без помех со стороны таких объектов, как деревья, здания или другие препятствия. Обычно наиболее важным параметром погоды, измеряемым на этой высоте, является скорость и направление ветра.
30-метровая (98 футов) мачта используется для измерения параметров на стратифицированных расстояниях в целях моделирования данных. Обычное применение — измерение ветра , влажности и температуры на расстоянии 30, 10 и 2 метров. Другие датчики устанавливаются на высоте 2 метра или ниже.

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Кинг, Джереми. «Автоматические метеостанции» . Архивировано из оригинала 22 мая 2009 года . Проверено 15 апреля 2009 г.
^ «О проекте Автоматической метеостанции» . Проект автоматической метеостанции . Управление полярных программ Национального научного фонда. Архивировано из оригинала 4 февраля 2009 года . Проверено 15 апреля 2009 г.
^ «АДДИ Автоматические метеостанции» . АДДИ. Архивировано из оригинала 26 марта 2009 г. Проверено 15 апреля 2009 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Автоматические метеостанции для сельского хозяйства» . Австралийское бюро метеорологии. Архивировано из оригинала 31 мая 2009 года . Проверено 15 апреля 2009 г.
^ «Погода Норт-Хантса — AWS» . Архивировано из оригинала 7 января 2009 г. Проверено 15 апреля 2009 г.
^ Бегерт М., Шлегель Т. и Кирххофер В.: Ряды однородных температур и осадков в Швейцарии с 1864 по 2000 год. Int. Ж. Климатол., 25, 65–80, 2005.
^ «AWS с корпусом из литого алюминия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. Проверено 16 декабря 2013 г.

[AWSs-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Кинг, Джереми. «Автоматические метеостанции» . Архивировано из оригинала 22 мая 2009 года . Проверено 15 апреля 2009 г.

[AWSP-2] «О проекте Автоматической метеостанции» . Проект автоматической метеостанции . Управление полярных программ Национального научного фонда. Архивировано из оригинала 4 февраля 2009 года . Проверено 15 апреля 2009 г.

[ADDI-3] «АДДИ Автоматические метеостанции» . АДДИ. Архивировано из оригинала 26 марта 2009 г. Проверено 15 апреля 2009 г.

[ABM-4] Jump up to: ^а ^б ^с «Автоматические метеостанции для сельского хозяйства» . Австралийское бюро метеорологии. Архивировано из оригинала 31 мая 2009 года . Проверено 15 апреля 2009 г.

[NHW-5] «Погода Норт-Хантса — AWS» . Архивировано из оригинала 7 января 2009 г. Проверено 15 апреля 2009 г.

[begert-6] Бегерт М., Шлегель Т. и Кирххофер В.: Ряды однородных температур и осадков в Швейцарии с 1864 по 2000 год. Int. Ж. Климатол., 25, 65–80, 2005.

[AWS-AluminiumEnclosure-7] «AWS с корпусом из литого алюминия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. Проверено 16 декабря 2013 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]