Мережа інформації про погоду громади (Co-WIN) – це спільний проект Гонконгської обсерваторії (HKO), Гонконгського університету та Китайського університету Гонконгу. Вона надає школам-учасникам та громадським організаціям онлайн-платформу для надання технічної підтримки у встановленні та управлінні автоматичними метеостанціями (AWS) та наданні громадськості даних спостережень, включаючи температуру, відносну вологість, опади, напрямок і швидкість вітру, а також стан повітря, тиск, сонячну радіацію та УФ-індекс. У процесі студенти-учасники набувають таких навичок, як робота з приладами, спостереження за погодою та аналіз даних. AWS Co-WIN простий, але універсальний. Давайте подивимося, чим він відрізняється від стандартної реалізації HKKO в AWS.
Co-WIN AWS використовує термометри опору та гігрометри, які дуже малі та встановлені всередині сонячного екрану. Екран виконує ту саму функцію, що й екран Стівенсона на стандартній AWS, захищаючи датчики температури та вологості від прямого впливу сонячного світла та опадів, забезпечуючи водночас вільну циркуляцію повітря.
У стандартній обсерваторії AWS платинові термометри опору встановлені всередині екрана Стівенсона для вимірювання температури за сухим та вологим термометрами, що дозволяє розраховувати відносну вологість. Деякі обсерваторії використовують ємнісні датчики вологості для вимірювання відносної вологості. Згідно з рекомендаціями Всесвітньої метеорологічної організації (ВМО), стандартні екрани Стівенсона слід встановлювати на висоті від 1,25 до 2 метрів над землею. Co-WIN AWS зазвичай встановлюється на даху шкільної будівлі, забезпечуючи краще освітлення та вентиляцію, але на відносно великій висоті від землі.
Як Co-WIN AWS, так і Standard AWS використовують перекидні ковшові дощоміри для вимірювання кількості опадів. Перекидний ковшовий дощомір Co-WIN розташований зверху сонячного екрану. У стандартній AWS опадомір зазвичай встановлюється на добре відкритому місці на землі.
Коли краплі дощу потрапляють у опадомір відра, вони поступово наповнюють одне з двох відер. Коли дощова вода досягає певного рівня, відро під власною вагою нахиляється на інший бік, зливаючи дощову воду. Коли це відбувається, інше відро піднімається і починає наповнюватися. Повторіть наповнення та виливання. Кількість опадів можна обчислити, підрахувавши, скільки разів воно нахиляється.
Як Co-WIN AWS, так і Standard AWS використовують чашкові анемометри та флюгери для вимірювання швидкості та напрямку вітру. Стандартний датчик вітру AWS встановлюється на 10-метровій вітровій щоглі, яка оснащена блискавковідводом і вимірює вітер на висоті 10 метрів над землею відповідно до рекомендацій ВМО. Поблизу місця встановлення не повинно бути високих перешкод. З іншого боку, через обмеження місця встановлення, датчики вітру Co-WIN зазвичай встановлюються на щоглах висотою кілька метрів на даху навчальних будівель. Поруч також можуть бути відносно високі будівлі.
Барометр Co-WIN AWS є п'єзорезистивним і вбудованим у консоль, тоді як стандартний AWS зазвичай використовує окремий прилад (наприклад, ємнісний барометр) для вимірювання тиску повітря.
Сонячні та ультрафіолетові датчики Co-WIN AWS встановлені поруч із перекидним ковшеподібним дощоміром. До кожного датчика прикріплено індикатор рівня, щоб забезпечити його горизонтальне положення. Таким чином, кожен датчик має чітке напівсферичне зображення неба для вимірювання глобальної сонячної радіації та інтенсивності ультрафіолетового випромінювання. З іншого боку, Гонконгська обсерваторія використовує більш досконалі піранометри та ультрафіолетові радіометри. Вони встановлені на спеціально виділеній AWS, де є відкрита зона для спостереження за сонячною радіацією та інтенсивністю ультрафіолетового випромінювання.
Незалежно від того, чи це безпрограшна система AWS, чи стандартна система AWS, існують певні вимоги до вибору місця. AWS слід розташовувати подалі від кондиціонерів, бетонних підлог, відбивних поверхонь та високих стін. Вона також повинна бути розташована там, де повітря може вільно циркулювати. В іншому випадку це може вплинути на вимірювання температури. Крім того, опадомір не слід встановлювати у вітряних місцях, щоб запобігти здуванню дощової води сильним вітром та її потраплянню на опадомір. Анемометри та флюгери слід встановлювати достатньо високо, щоб мінімізувати перешкоди від навколишніх споруд.
Щоб задовольнити вищезазначені вимоги щодо вибору місця для AWS, Обсерваторія докладає всіх зусиль для встановлення AWS на відкритому просторі, без перешкод з боку сусідніх будівель. Через екологічні обмеження шкільної будівлі, члени Co-WIN зазвичай повинні встановлювати AWS на даху шкільної будівлі.
Co-WIN AWS подібний до «Lite AWS». Виходячи з минулого досвіду, Co-WIN AWS є «економічно ефективним, але потужним» – він досить добре фіксує погодні умови порівняно зі стандартним AWS.
В останні роки Обсерваторія запустила мережу загальнодоступної інформації нового покоління Co-WIN 2.0, яка використовує мікросенсори для вимірювання вітру, температури, відносної вологості тощо. Датчик встановлено в корпусі у формі ліхтарного стовпа. Деякі компоненти, такі як сонячні екрани, виготовляються за допомогою технології 3D-друку. Крім того, Co-WIN 2.0 використовує альтернативи з відкритим кодом як у мікроконтролерах, так і в програмному забезпеченні, що значно знижує витрати на розробку програмного та апаратного забезпечення. Ідея Co-WIN 2.0 полягає в тому, що студенти можуть навчитися створювати власні «DIY AWS» та розробляти програмне забезпечення. З цією метою Обсерваторія також організовує майстер-класи для студентів. Гонконгська обсерваторія розробила стовпчасту AWS на базі Co-WIN 2.0 AWS та ввела її в експлуатацію для локального моніторингу погоди в режимі реального часу.
Час публікації: 14 вересня 2024 р.