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自動気象観測所（AWS）は、従来の気象観測所の自動化バージョンであり、人的労力を節約するか、遠隔地からの測定を可能にします。[1] AWSは通常、データロガー、充電式バッテリー、テレメトリ（オプション）、およびマストに取り付けられたソーラーパネルまたは風力タービンを備えた気象センサーを含む耐候性筐体で構成されます。具体的な構成は、システムの目的によって異なる場合があります。 [1]システムは、 Argosシステム、LoRa、およびGlobal Telecommunications Systemを介してほぼリアルタイムでレポートするか、[2]後で回復できるようにデータを保存します。[3]
過去には、自動気象観測所は電気や通信回線が利用できる場所に設置されることが多かった。今日では、ソーラーパネル、風力タービン、携帯電話技術により、電力網や有線通信ネットワークに接続されていない無線ステーションの設置が可能になった。[4]
自動気象観測所の主な利点の 1 つは、遠隔地、アクセスできない場所、または危険な場所でも正確で信頼性の高い気象データを提供できることです。AWS は、悪天候が発生した場合に当局に警告するようにプログラムできます。
センサー
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ほとんどの自動気象観測所には[1] [5]
一部の駅では[4]
手動の気象観測所とは異なり、自動化された空港気象観測所は雲の種類や量を報告することができません。また、降水量の測定は困難であり、特に雪の場合は、観測の合間にゲージを空にする必要があります。現在の天気については、霧の斑点など、センサーに触れないすべての現象は観測されません。[1]手動観測から自動気象観測所への変更は、気候記録における主要な非気候的変化です。[6]機器、囲い、場所の変更により、たとえば測定された温度や降水量の値に急激な変化が生じる可能性があり、気候の傾向の推定に誤りが生じる可能性があります。この変化、および関連する非気候的変化は、均質化によって除去する必要があります。
データロガー
データロガーは自動気象ステーションの心臓部です。
高品質の気象ステーションでは、データロガーは特定の気象クライアントに最適なソリューションとなるようにサプライヤーによって設計される場合があります。実際、市場で販売されているデータロガーは、通常、電力消費、入力、通信、動物 (アリ、ネズミなど) からの保護、湿度、塩分を含んだ空気、砂などの点で要件を満たしていません。
データロガーの主な機能は次のとおりです。
- 測定: データロガーはすべてのセンサーから情報を収集し、アーカイブします。
- 計算: データロガーは、ユーザーのためにほとんどの気象データを処理します (平均、最小、最大など)。
- データ保存: データロガーはすべてのデータを自身のメモリまたは uSD メモリ カードに保存します。
- 電源: データロガーは、たとえばソーラーパネルを使用して、自動気象ステーションの電源を管理します。
- 通信: データロガーはリモート サーバーとの通信プロトコルを管理します。通常、さまざまな通信プロトコルには、GSM、GPRS、RTC、WiFi、uSD、RS-232などがあります。
エンクロージャ
自動気象観測所で使用される筐体は、通常、耐候性のあるグラスファイバー、ABS、またはステンレス鋼でできています。ABSが最も安価で、鋳造アルミニウム塗装[7]またはステンレス鋼が最も耐久性があり、グラスファイバーは妥協案です。[1]
電源
自動気象ステーションの主な電源は、その用途によって異なります。低電力機器の多くのステーションでは、通常、レギュレータと並列に接続された 1 つ以上のソーラー パネルと1 つ以上の充電式バッテリーを使用します。経験則として、太陽光出力が最適になるのは 1 日 5 時間だけです。そのため、取り付け角度と位置が重要です。北半球では、ソーラー パネルは南向きに取り付け、南半球ではその逆になります。ソーラー パネルからの出力は、日照不足の期間に電力を供給するために風力タービンで補うか、または地域の電力網に直接接続することができます。ほとんどの自動空港気象ステーションは、能動センサーであり、エネルギーを直接環境に放出するシーロメーターと現在気象センサーの電力需要が高いため、商用電力網に接続されています。[4]
マスト
自動気象観測所で使用される標準的なマストの高さは2、3、10、30メートルです。他のサイズも利用可能ですが、通常、これらのサイズはさまざまな用途の標準として使用されています。[1]
- 2 メートル (6.6 フィート) のマストは、人間の被験者に影響を及ぼすパラメータの測定に使用されます。マストの高さは、頭の高さを基準とします。
- 3 メートル (9.8 フィート) のマストは、作物 (小麦、サトウキビなど) に影響を与えるパラメータの測定に使用されます。マストの高さは作物の頂部を基準とします。
- 10 メートル (33 フィート) のマストは、木、建物、その他の障害物などの物体からの干渉を受けずにパラメータを測定するために使用されます。通常、この高さで測定される最も重要な気象パラメータは風速と風向です。
- 30 メートル (98 フィート) のマストは、データ モデリングの目的で、層別距離にわたるパラメータの測定に使用されます。一般的な用途は、 30 メートル、10 メートル、2 メートルの高さで風、湿度、温度を測定することです。その他のセンサーは、2 メートル以下の高さに設置されます。
参照
参考文献
- ^ abcdef King, Jeremy. 「Automatic Weather Stations」。2009年5月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年4月15日閲覧。
- ^ 「自動気象ステーション プロジェクトについて」。自動気象ステーション プロジェクト。国立科学財団極地プログラム局。2009 年 2 月 4 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009 年 4 月 15日閲覧。
- ^ 「ADDI Automatic weather stages」。ADDI。2009年3月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年4月15日閲覧。
- ^ abc 「農業用自動気象ステーション」。オーストラリア気象局。2009年5月31日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年4月15日閲覧。
- ^ 「North Hants Weather - AWS」。2009年1月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年4月15日閲覧。
- ^ Begert, M., Schlegel, T., Kirchhofer, W.: 1864年から2000年までのスイスの均一な気温と降水量シリーズ。Int. J. Climatol., 25, 65–80, 2005.
- ^ 「鋳造アルミニウム筐体を備えたAWS」(PDF) 。 2016年3月4日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2013年12月16日閲覧。