Community Weather Information Network (Co-WIN) är ett gemensamt projekt mellan Hong Kong Observatory (HKO), University of Hong Kong och Chinese University of Hong Kong. Det förser deltagande skolor och samhällsorganisationer med en onlineplattform för att ge teknisk support för att hjälpa dem att installera och hantera automatiska väderstationer (AWS) och förse allmänheten med observationsdata inklusive temperatur, relativ luftfuktighet, nederbörd, vindriktning och -hastighet samt luftförhållanden, tryck, solstrålning och UV-index. Genom processen förvärvar deltagande elever färdigheter som instrumentanvändning, väderobservation och dataanalys. AWS Co-WIN är enkelt men mångsidigt. Låt oss se hur det skiljer sig från standardimplementeringen av HKKO i AWS.
Co-WIN AWS använder resistanstermometrar och hygrometrar som är mycket små och installerade inuti solskyddet. Skölden tjänar samma syfte som Stevenson-skölden på standard AWS, att skydda temperatur- och fuktighetssensorerna från direkt exponering för solljus och nederbörd samtidigt som den tillåter fri luftcirkulation.
I ett vanligt AWS-observatorium installeras platinatermometrar inuti Stevenson-skölden för att mäta torr- och våttemperaturer, vilket gör det möjligt att beräkna relativ fuktighet. Vissa använder kapacitiva fuktighetssensorer för att mäta relativ fuktighet. Enligt rekommendationer från Världsmeteorologiska organisationen (WMO) bör vanliga Stevenson-skärmar installeras mellan 1,25 och 2 meter över marken. Co-WIN AWS installeras vanligtvis på taket till en skolbyggnad, vilket ger bättre ljus och ventilation, men på en relativt hög höjd från marken.
Både Co-WIN AWS och Standard AWS använder tippbara regnmätare för att mäta nederbörd. Co-WIN tippbara regnmätare är placerad ovanpå solstrålningsskyddet. I en standard AWS installeras regnmätaren vanligtvis på en väl öppen plats på marken.
När regndroppar når hinkens regnmätare fyller de gradvis en av de två hinkarna. När regnvattnet når en viss nivå lutar hinken åt andra sidan under sin egen vikt och dränerar regnvattnet. När detta händer höjs den andra hinken och börjar fyllas. Upprepa påfyllning och hällning. Mängden regn kan sedan beräknas genom att räkna hur många gånger den lutar.
Både Co-WIN AWS och Standard AWS använder koppanemometrar och vindflöjlar för att mäta vindhastighet och -riktning. Standard AWS-vindsensorn är monterad på en 10 meter hög vindmast, som är utrustad med en åskledare och mäter vinden 10 meter över marken i enlighet med WMO:s rekommendationer. Det bör inte finnas några höga hinder nära platsen. Å andra sidan, på grund av begränsningar på installationsplatsen, installeras Co-WIN-vindsensorer vanligtvis på master flera meter höga på taket till utbildningsbyggnader. Det kan också finnas relativt höga byggnader i närheten.
Co-WIN AWS-barometern är piezoresistiv och inbyggd i konsolen, medan en vanlig AWS vanligtvis använder ett separat instrument (t.ex. en kapacitansbarometer) för att mäta lufttryck.
Co-WIN AWS sol- och UV-sensorer är installerade bredvid tippskopans regnmätare. En nivåindikator är fäst vid varje sensor för att säkerställa att sensorn är i horisontellt läge. Således har varje sensor en tydlig halvsfärisk bild av himlen för att mäta global solstrålning och UV-intensitet. Å andra sidan använder Hong Kong Observatory mer avancerade pyranometrar och ultravioletta radiometrar. De är installerade på en speciellt utsedd AWS, där det finns ett öppet område för att observera solstrålning och UV-strålningsintensitet.
Oavsett om det är en win-win-lösning för alla typer av vindkraftverk eller en vanlig vindkraftverk, finns det vissa krav för val av plats. Vindkraftverk bör placeras borta från luftkonditioneringsapparater, betonggolv, reflekterande ytor och höga väggar. De bör också placeras där luften kan cirkulera fritt. Annars kan temperaturmätningarna påverkas. Dessutom bör regnmätaren inte installeras på blåsiga platser för att förhindra att regnvatten blåses bort av starka vindar och når regnmätaren. Vindmätare och väderflöjlar bör monteras tillräckligt högt för att minimera hinder från omgivande strukturer.
För att uppfylla ovanstående platsvalskrav för AWS gör observatoriet allt för att installera AWS i ett öppet område, fritt från hinder från närliggande byggnader. På grund av skolbyggnadens miljöbegränsningar måste Co-WIN-medlemmar vanligtvis installera AWS på skolbyggnadens tak.
Co-WIN AWS liknar ”Lite AWS”. Baserat på tidigare erfarenheter är Co-WIN AWS ”kostnadseffektiv men robust” – den fångar väderförhållanden ganska bra jämfört med standard AWS.
Under senare år har observatoriet lanserat ett nytt generations offentligt informationsnätverk, Co-WIN 2.0, som använder mikrosensorer för att mäta vind, temperatur, relativ fuktighet etc. Sensorn är installerad i ett lyktstolpeformat hölje. Vissa komponenter, såsom solskydd, tillverkas med 3D-utskriftsteknik. Dessutom utnyttjar Co-WIN 2.0 öppen källkod-alternativ i både mikrokontroller och programvara, vilket avsevärt minskar kostnaderna för programvaru- och hårdvaruutveckling. Tanken bakom Co-WIN 2.0 är att studenter kan lära sig att skapa sina egna "DIY AWS" och utveckla programvara. För detta ändamål organiserar observatoriet även mästarklasser för studenter. Hongkongobservatoriet har utvecklat ett kolumnformat AWS baserat på Co-WIN 2.0 AWS och tagit det i drift för lokal väderövervakning i realtid.
Publiceringstid: 14 september 2024