|
|
|
Een automatisch meteorologisch station is een waarnemingsmeteorologisch station, gelegen op een vaste of mobiele site, waarvan de sensoren met tussenpozen een reeks meteorologische gegevens rapporteren zonder menselijke tussenkomst. Deze stations zijn ontwikkeld om te worden gebruikt op moeilijk bereikbare plaatsen (weerboeien op zee of afgelegen gebieden),
maar ze vervangen steeds vaker stations door personeel vanwege hun lagere kosten.
Ze zijn ontwikkeld voor nationale meteorologische diensten en worden nu ook gebruikt voor meteorologisch onderzoek, voor verschillende gespecialiseerde gebruikers zoals landbouwmeteorologie en monitoring van de toestand van de wegen, zelfs door amateurmeteorologen. |
 |
| (1) Schema opstelling weerstaiton |
|
|
 |
| (2) WS-GP2 weerstation op locatie |
|
|
 |
| Davis Vantage Pro2 weerstation |
|
| |
| Beschrijving van het weerstation |
| |
Een automatisch station omvat een bepaald aantal instrumenten die zijn aangesloten op een centrale processor die ze op voorgeprogrammeerde wijze ondervraagt. Deze laatste kan de
gegevens opslaan in een datalogger of deze via een kabel of radiogolven naar een of meer min of meer
verre locaties1 verzenden.
De recorder en processor zijn ondergebracht in een waterdichte behuizing. Het station wordt gevoed door een oplaadbare batterij die is aangesloten op een elektriciteitsleiding, een zonnepaneel of een windturbine. Het aantal sensoren is afhankelijk van de behoeften. Een automaat heeft minimaal: |
| |
| - een elektronische thermometer voor de luchttemperatuur |
| - een dauwpuntcel of een hygrometer voor het meten van vochtigheid |
| - een anemometer en een windvaan voor de meting en richting van de wind |
| - een regenmeter / sneeuwmeter om de hoeveelheid neerslag te meten die is gevallen |
| - een barometer voor atmosferische druk. |
| |
| Voor stations die bedoeld zijn om data-acquisitie door een mens te simuleren, worden de volgende sensoren toegevoegd: |
| - een lasercelometer om wolkenlagen en hun basis te meten |
| - een optische scatterometer of transmissometer om de horizontale zichtbaarheid te meten |
| - een ultrasone sensor voor het meten van de hoeveelheid sneeuw op de grond |
| - een neerslagdetector die de verschillende typen kan onderscheiden door hun valsnelheid |
| - een indicator voor ijsophoping |
| - een pyranometer om de instraling te meten |
| |
In tegenstelling tot handmatige weerstations, kunnen geautomatiseerde weerstations op luchthavens de klasse en het aantal wolken niet rapporteren. Neerslagmetingen zijn ook moeilijk,
vooral voor sneeuw, omdat de meter zichzelf tussen waarnemingen moet leegmaken. Bij het huidige weer
blijven alle verschijnselen die de sensor niet raken, zoals mistvlekken, onopgemerkt. De overgang van handmatige waarnemingen naar automatische weerstations is een belangrijke niet-klimatologische verandering in het klimaatrecord. De verandering in instrumentatie,
behuizing en locatie kan leiden tot een sprong in bijvoorbeeld de gemeten temperatuur of neerslagwaarden, wat kan leiden tot foutieve schattingen van klimaattrends.
Ten slotte kunnen bepaalde andere instrumenten worden toegevoegd voor bepaalde toepassingen, zoals een ultravioletdetector, een bliksemdetector, een meteocam, een vervuilingsdetector (zoals DIEM-platen), een cryopedometer, enz. |
| |
| De nauwkeurigheid van de metingen, |
| |
| De nauwkeurigheid van directe metingen, zoals temperatuur of druk, varieert van instrument tot instrument, maar is over het algemeen hetzelfde als voor een menselijk station. Aan de andere kant wordt bepaalde informatie, zoals het meten van bewolking of het onderscheid tussen regen, sneeuw en mist, verkregen door correlatie tussen verschillende sensoren en is het resultaat soms onjuist1. Zo is het voor een automatisch station erg moeilijk om onderscheid te maken tussen ijspoeder, mist en heel lichte sneeuw. Alle drie hebben ze zeer vergelijkbare kenmerken (slecht zicht, bijna geen valsnelheid, enz.) Voor hun sensoren3. Opgemerkt moet worden dat sommige van deze stations bovendien de wolken boven 12.000 voet niet vermelden en een 'heldere' hemel kunnen aankondigen, ondanks een volledige bewolking van altostratus op 4000 m (omdat ze zich boven die 12.000 voet bevinden). |
| De datalogger is het hart van het automatische weerstation.In weerstations van hoge kwaliteit kan de datalogger door de leverancier worden ontworpen om de perfecte oplossing te zijn voor een bepaalde meteorologische klant. Inderdaad, dataloggers die op de markt worden gevonden, voldoen meestal niet aan de vereisten op het gebied van stroomverbruik, input, communicatie, bescherming tegen dieren (mieren, ratten, enz.), Vochtigheid, zoute lucht, zand, enz.
De belangrijkste functies van een datalogger zijn: |
| |
| - Meting: de datalogger verzamelt de informatie van elke sensor en archiveert deze. |
| - Berekening: de datalogger verwerkt de meeste meteorologische gegevens voor de gebruikers (avg, min, max ...). |
| - Gegevensopslag: de datalogger slaat alle gegevens op in zijn eigen geheugen of op een uSD-geheugenkaart. |
| - Stroomvoorziening: de datalogger beheert de stroomvoorziening van het automatisch weerstation, bijv. door middel van een zonnepaneel. |
- Communicatie: de datalogger beheert de communicatieprotocollen met de remote server. De verschillende communicatieprotocollen zijn
meestal GSM, GPRS, RTC, WiFi, uSD en RS232. |
| |
 |
| (3) Datalogger |
|
|
 |
| (4) Behuizing voor het weerstation |
|
|
 |
| (5) Zonnepaneel voor de energie voorziening |
|
| |
| De belangrijkste stroombron voor een automatisch weerstation is afhankelijk van het gebruik. Veel stations met apparatuur met een lager vermogen gebruiken meestal een of meer
zonnepanelen die parallel zijn aangesloten met een regelaar en een of meer oplaadbare batterijen. Als vuistregel geldt dat de zonne-energieopbrengst slechts 5 uur per dag optimaal is. Als zodanig zijn montagehoek en positie van vitaal belang. Op het noordelijk halfrond zou het zonnepaneel op het zuiden worden gemonteerd en vice versa voor het zuidelijk halfrond.
De output van de zonnepanelen kan worden aangevuld met een windturbine om stroom te leveren tijdens perioden van weinig zonlicht, of door directe aansluiting op het lokale elektriciteitsnet.
De meeste geautomatiseerde weerstations op luchthavens zijn aangesloten op het commerciële elektriciteitsnet vanwege de hogere stroombehoeften van de ceilometer en de huidige weersensoren, die actieve sensoren zijn en energie rechtstreeks in de omgeving afgeven. |
Behuizingen die worden gebruikt met automatische weerstations zijn typisch weerbestendig glasvezel, ABS of roestvrij staal, waarbij ABS de goedkoopste is, gegoten aluminiumverf of
roestvrij staal het meest duurzaam en glasvezel een compromis
De standaard gebruikte masthoogtes bij automatische weerstations zijn 2, 3, 10 en 30 meter. Andere maten zijn beschikbaar, maar meestal zijn deze maten gebruikt als standaard voor verschillende toepassingen
| |
-
De mast van 2 meter (6,6 voet) wordt gebruikt voor het meten van parameters die van invloed zijn op een menselijke persoon.
De masthoogte is gerelateerd aan de kophoogte. |
-
De mast van 3 meter (9,8 voet) wordt gebruikt voor het meten van parameters die van invloed zijn op gewassen (zoals tarwe, suikerriet enz.).
De masthoogte is gerelateerd aan de top van het gewas. |
-
De mast van 10 meter (32,8 voet) wordt gebruikt voor het meten van parameters zonder interferentie van objecten zoals bomen, gebouwen of
andere obstakels. Typisch de belangrijkste weerparameter die op deze hoogte wordt gemeten, is windsnelheid en -richting. |
-
De mast van 30 meter (98,4 voet) wordt gebruikt voor het meten van parameters over gestratificeerde afstanden ten behoeve van
datamodellering. Een veel voorkomende toepassing is het meten van wind, vochtigheid en temperatuur op 30, 10 en 2 meter. Andere sensoren
worden rond de 2 meter of lager gemonteerd |
| Bronnen: (1, 2, 3, 4, 5) Alphaomega, Wikipedia-en, Wikipedia-fr |
| |
|
|
|
|
|
|
|
