Detektor występowania opadów atmosferycznych

Detektor występowania opadów atmosferycznych Detektor występowania opadów atmosferycznych z diod elektroluminescencyjnych . Prezentacja

Rodzaj	Czujnik

Detektor występowanie opadów to urządzenie montowane na automatycznej stacji meteorologicznej , która wykrywa obecność hydrometeors i określa ich rodzaj ( deszcz , śnieg , mżawka , etc.), jak i intensywności, ale bez ich kumulacji, w przeciwieństwie do miernika deszczu i skrajni śniegu . Działa na zasadzie podobnej do bistatycznego radaru , rejestrując przepływ kropli lub płatków między emiterem a czujnikiem. Przyrządy te służą do symulacji obserwacji dokonanej przez człowieka i umożliwiają szybkie raportowanie wszelkich zmian w rodzaju i intensywności opadów, ale mają ograniczenia interpretacyjne.

Zasada

Istnieją co najmniej dwa typy urządzeń:

• Detektor diod elektroluminescencyjnych (LED) jest utworzony przez emiter podczerwieni skierowany na odbiornik, jak na rysunku. Czujnik mierzy modulację natężenia wiązki indukowanej przejściem hydrometeorów na jego drodze, zjawisko scyntylacji . Urządzenie analizuje widmo tej modulacji i może na tej podstawie wydedukować szacunkową średnią średnicę i końcową prędkość opadania cząstek przechodzących przez wiązkę;
• POSS ( Precipitation Observation Sensor System ) to mały bistatyczny radar dopplerowski . Nadajnik jest skierowany w górę pod kątem od odbiornika zorientowanego w kierunku sondowanej objętości i który odbiera sygnał rozproszony wstecznie przez hydrometeory lub inne odbijające cząstki w swojej objętości wykrywania. Urządzenie może więc mierzyć prędkość spadania celów za pomocą efektu Dopplera i jego intensywność. Następnie analizator przeprowadza średnią ważoną z ostatnich 15 badań w ciągu jednej minuty, aby uzyskać znaczące informacje.

Dzięki szybkości opadania i wielkości cząstek można określić rodzaj opadów (na przykład deszcz pada znacznie szybciej niż płatki śniegu) za pomocą tabeli kontyngentów . Detektor zgłosi rodzaj opadów przy największej populacji w próbkach. Jednak w niektórych przypadkach charakterystyka dwóch rodzajów opadów może być podobna (mżawka i śnieg przy bardzo zbliżonych do siebie prędkościach) lub mieszanka opadów (np. Deszcz i topnienie śniegu).

Aby udoskonalić wykrywanie w przypadku niejasności, urządzenia te wykorzystują temperaturę punktu rosy (lub, jeśli jej nie ma, temperaturę otoczenia) i wyjście czujnika oblodzenia . Jeśli więc wykrywacz zidentyfikuje śnieg i mżawkę z temperaturą rosy powyżej 1  ° C , zaklasyfikuje je jako mżawkę, a poniżej -1  ° C będzie to śnieg. Jeśli tych dodatkowych danych nadal nie można rozróżnić (np. Jeśli punkt rosy w poprzednim przykładzie wynosi od −1  ° C do 1  ° C ), wówczas typ jest zgłaszany jako „nieznany”. Detektor oblodzenia będzie również używany do określenia, czy deszcz lub mżawka marznie, gdy temperatura jest poniżej zera.

Natężenie chwilowego opadu jest obliczane na podstawie intensywności scyntylacji (czujnik LED) lub współczynnika odbicia (POSS). Jest zgłaszany jako bardzo słaby, słaby, umiarkowany lub silny.

Częstotliwość raportów

Stacje automatyczne generują raporty według regularnego harmonogramu, który zależy od ich wykorzystania, większość raportuje co godzinę. Jednak wydadzą specjalny raport, jeśli jeden lub więcej ich czujników wykryje znaczną zmianę warunków pogodowych. Takie oferty specjalne są wydawane, gdy opady o co najmniej natężeniu światła zaczynają się lub kończą lub zmienia się rodzaj opadów.

Detektor występowania opadów atmosferycznych pobiera próbki co minutę, a system automatycznej obróbki stacji przechowuje je przez 15 minut. Informacja zostanie wydana, gdy co najmniej trzy detekcje opadu zostaną wykryte w ciągu 15 minut przed startem, jeśli minie co najmniej 12 minut bez opadów lub jeśli zmiana intensywności odpowiada znaczącej zmianie.

Ograniczenia

Detektor nie sygnalizuje aktualnej pogody, a jedynie rodzaj i intensywność opadów. Automatyczna stacja musi być wyposażona w inne czujniki do wykrywania wyładowań atmosferycznych, burz lub przeszkód w widoczności. W związku z tym nie:

• Rozróżnienie między przelotnymi opadami a ciągłymi opadami;
• Szczegółowość opadów mieszanych, podając tylko dominujący;
• Sygnalizacja opadów w pobliżu, tylko w miejscu umieszczenia czujnika.

Fałszywe obserwacje opadów przez detektor występowania opadów są generalnie spowodowane:

• Zakłócenia spowodowane falami radiowymi lub świetlnymi
• Ptaki lub owady przechodzące przez belkę;
• Kurz, śnieg lub piasek niesiony wiatrem;
• Pęcherzyki termiczne .
• Niejednoznaczne sytuacje, w których tabela kontyngencji nie może poprawnie określić typu.

Koordynacja z innymi sondami

Te burze można odróżnić od ciągłego deszczu przez detektor pioruna . Takie urządzenia współpracujące z czujnikiem pozwalają na identyfikację obecności i natężenia wyładowań atmosferycznych w bezpośrednim sąsiedztwie czujnika opadów.

W rozproszenia i transmissiometers , które wykrywają ekstynkcji światła sygnału między nadajnikiem i odbiornikiem, dają poziomą widoczność. W przypadku braku opadów stacja pogodowa może stwierdzić, że występuje zamglenie , zamglenie lub mgła .

• detektor wyładowań atmosferycznych.

• Dyfuzjometr powiązany z automatyczną stacją pogodową.

• Transmisjometr drogi startowej zapewniający widoczność wzdłuż drogi startowej.

Uwagi i odniesienia

1. (w) Charles G. Wade , „  A multisensor Approach to Detecting Drizzle we ASOS  ” , Journal of Atmospheric and Oceanic Technology , American Meteorological Society , vol.  20, n o  6,Czerwiec 2003( DOI  10.1175 / 1520-0426 (2003) 020 <0820: AMATDD> 2.0.CO; 2 , czytaj online , przeglądano 23 marca 2020 r. ).
2. "  Automated System Obserwacji pogody - AWOS  " , Służba Meteorologiczna Kanady (dostęp 18 marca 2015 ) .

Zobacz też

• czujnik deszczu