Sieć Informacji Pogodowej Społeczności (Co-WIN) to wspólny projekt Obserwatorium w Hongkongu (HKO), Uniwersytetu w Hongkongu i Chińskiego Uniwersytetu w Hongkongu. Zapewnia ona uczestniczącym szkołom i organizacjom społecznym platformę internetową, która zapewnia wsparcie techniczne w instalacji i zarządzaniu automatycznymi stacjami meteorologicznymi (AWS) oraz udostępnia społeczeństwu dane obserwacyjne, takie jak temperatura, wilgotność względna, opady, kierunek i prędkość wiatru oraz warunki atmosferyczne, ciśnienie, promieniowanie słoneczne i indeks UV. W ramach projektu studenci zdobywają umiejętności takie jak obsługa instrumentów, obserwacja pogody i analiza danych. Platforma AWS Co-WIN jest prosta, ale wszechstronna. Zobaczmy, czym różni się od standardowej implementacji HKKO w AWS.
Co-WIN AWS wykorzystuje termometry oporowe i higrometry, które są bardzo małe i zainstalowane wewnątrz osłony przeciwsłonecznej. Osłona pełni tę samą funkcję, co osłona Stevensona w standardowym systemie AWS, chroniąc czujniki temperatury i wilgotności przed bezpośrednim działaniem promieni słonecznych i opadów, jednocześnie umożliwiając swobodną cyrkulację powietrza.
W standardowym obserwatorium AWS, platynowe termometry oporowe są instalowane wewnątrz osłony Stevensona, mierząc temperaturę suchego i mokrego termometru, co pozwala na obliczenie wilgotności względnej. Niektóre urządzenia wykorzystują pojemnościowe czujniki wilgotności do pomiaru wilgotności względnej. Zgodnie z zaleceniami Światowej Organizacji Meteorologicznej (WMO), standardowe ekrany Stevensona powinny być instalowane na wysokości od 1,25 do 2 metrów nad ziemią. System Co-WIN AWS jest zazwyczaj instalowany na dachu budynku szkolnego, zapewniając lepsze oświetlenie i wentylację, ale na stosunkowo dużej wysokości od podłoża.
Zarówno Co-WIN AWS, jak i Standard AWS wykorzystują deszczomierze z wiadrem uchylnym do pomiaru opadów. Deszczomierz Co-WIN z wiadrem uchylnym znajduje się na górze osłony przed promieniowaniem słonecznym. W standardowym AWS deszczomierz jest zazwyczaj instalowany w dobrze widocznym miejscu na ziemi.
Gdy krople deszczu wpadają do deszczomierza, stopniowo napełniają jedno z dwóch wiader. Gdy poziom wody deszczowej osiągnie określony poziom, wiadro przechyla się na drugą stronę pod własnym ciężarem, wylewając wodę. W takim przypadku drugie wiadro unosi się i zaczyna się napełniać. Powtarzaj napełnianie i wylewanie. Ilość opadów można następnie obliczyć, licząc, ile razy się przechyliło.
Zarówno Co-WIN AWS, jak i Standard AWS wykorzystują anemometry czaszowe i wiatrowskazy do pomiaru prędkości i kierunku wiatru. Standardowy czujnik wiatru AWS jest montowany na 10-metrowym maszcie wiatrowym, wyposażonym w piorunochron, i mierzy prędkość wiatru 10 metrów nad ziemią, zgodnie z zaleceniami Światowej Organizacji Meteorologicznej (WMO). W pobliżu miejsca instalacji nie powinny znajdować się żadne wysokie przeszkody. Z drugiej strony, ze względu na ograniczenia miejsca instalacji, czujniki wiatru Co-WIN są zazwyczaj instalowane na masztach o wysokości kilku metrów na dachach budynków edukacyjnych. W pobliżu mogą znajdować się również stosunkowo wysokie budynki.
Barometr Co-WIN AWS jest piezorezystancyjny i wbudowany w konsolę, podczas gdy standardowy AWS zwykle wykorzystuje oddzielny instrument (np. barometr pojemnościowy) do pomiaru ciśnienia powietrza.
Czujniki promieniowania słonecznego i UV systemu Co-WIN AWS są zainstalowane obok deszczomierza z przechylanym wiadrem. Do każdego czujnika przymocowany jest wskaźnik poziomu, aby zapewnić jego poziome położenie. Dzięki temu każdy czujnik ma wyraźny, półkulisty obraz nieba, umożliwiający pomiar globalnego promieniowania słonecznego i natężenia promieniowania UV. Z kolei Obserwatorium w Hongkongu korzysta z bardziej zaawansowanych piranometrów i radiometrów ultrafioletowych. Są one zainstalowane na specjalnie wyznaczonym systemie AWS, gdzie znajduje się otwarta przestrzeń do obserwacji promieniowania słonecznego i natężenia promieniowania UV.
Niezależnie od tego, czy chodzi o system AWS typu win-win, czy standardowy, istnieją pewne wymagania dotyczące wyboru lokalizacji. System AWS powinien być zlokalizowany z dala od klimatyzatorów, betonowych podłóg, powierzchni odbijających światło i wysokich ścian. Powinien również zapewniać swobodną cyrkulację powietrza. W przeciwnym razie pomiary temperatury mogą być zakłócone. Ponadto, deszczomierz nie powinien być instalowany w miejscach wietrznych, aby zapobiec zdmuchiwaniu wody deszczowej przez silny wiatr i jej dopływaniu do deszczomierza. Anemometry i wiatrowskazy powinny być montowane wystarczająco wysoko, aby zminimalizować wpływ otaczających konstrukcji.
Aby spełnić powyższe wymagania dotyczące wyboru lokalizacji dla AWS, Obserwatorium dokłada wszelkich starań, aby zainstalować AWS na otwartej przestrzeni, wolnej od przeszkód ze strony pobliskich budynków. Ze względu na ograniczenia środowiskowe budynku szkolnego, członkowie Co-WIN zazwyczaj muszą instalować AWS na dachu budynku szkolnego.
Platforma Co-WIN AWS jest podobna do platformy „Lite AWS”. Bazując na dotychczasowych doświadczeniach, Co-WIN AWS jest „ekonomiczny, ale wydajny” – w porównaniu ze standardowym AWS, radzi sobie z warunkami pogodowymi całkiem dobrze.
W ostatnich latach Obserwatorium uruchomiło publiczną sieć informacyjną nowej generacji, Co-WIN 2.0, która wykorzystuje mikroczujniki do pomiaru wiatru, temperatury, wilgotności względnej itp. Czujnik jest zainstalowany w obudowie w kształcie latarni ulicznej. Niektóre komponenty, takie jak osłony przeciwsłoneczne, są produkowane w technologii druku 3D. Co-WIN 2.0 wykorzystuje również alternatywne rozwiązania open source, zarówno w mikrokontrolerach, jak i oprogramowaniu, co znacznie obniża koszty rozwoju oprogramowania i sprzętu. Ideą Co-WIN 2.0 jest umożliwienie studentom nauki tworzenia własnych, samodzielnie zarządzanych systemów AWS (DIY AWS) i tworzenia oprogramowania. W tym celu Obserwatorium organizuje również kursy mistrzowskie dla studentów. Obserwatorium w Hongkongu opracowało kolumnowy system AWS oparty na Co-WIN 2.0 AWS i wdrożyło go do lokalnego monitorowania pogody w czasie rzeczywistym.
Czas publikacji: 14.09.2024