Het Community Weather Information Network (Co-WIN) is een gezamenlijk project van het Hong Kong Observatory (HKO), de Universiteit van Hong Kong en de Chinese Universiteit van Hong Kong. Het biedt deelnemende scholen en maatschappelijke organisaties een online platform met technische ondersteuning voor de installatie en het beheer van automatische weerstations (AWS). Het platform stelt het publiek in staat om observatiegegevens te verzamelen, zoals temperatuur, relatieve luchtvochtigheid, neerslag, windrichting en -snelheid, luchtdruk, zonnestraling en UV-index. Tijdens dit proces verwerven deelnemende studenten vaardigheden zoals instrumentbediening, weersobservatie en data-analyse. AWS Co-WIN is eenvoudig maar veelzijdig. Laten we eens kijken hoe het verschilt van de standaard HKO-implementatie in AWS.
Co-WIN AWS maakt gebruik van zeer kleine weerstandsthermometers en hygrometers die in het zonnescherm zijn geïnstalleerd. Het scherm heeft dezelfde functie als het Stevenson-scherm op de standaard AWS: het beschermt de temperatuur- en vochtigheidssensoren tegen directe blootstelling aan zonlicht en neerslag, terwijl het vrije luchtcirculatie mogelijk maakt.
In een standaard AWS-observatorium worden platinaweerstandsthermometers in het Stevenson-scherm geïnstalleerd om de droge- en natteboltemperatuur te meten, waardoor de relatieve luchtvochtigheid kan worden berekend. Sommige systemen gebruiken capacitieve vochtigheidssensoren om de relatieve luchtvochtigheid te meten. Volgens de aanbevelingen van de Wereld Meteorologische Organisatie (WMO) moeten standaard Stevenson-schermen tussen 1,25 en 2 meter boven de grond worden geïnstalleerd. Co-WIN AWS wordt meestal op het dak van een schoolgebouw geïnstalleerd, wat zorgt voor betere lichtinval en ventilatie, maar wel op een relatief grote hoogte boven de grond.
Zowel het Co-WIN AWS als het standaard AWS gebruiken kantelbakregenmeters om de regenval te meten. De Co-WIN kantelbakregenmeter bevindt zich bovenop het zonnescherm. Bij een standaard AWS is de regenmeter meestal op een open plek op de grond geïnstalleerd.
Terwijl regendruppels in de regenmeter van de emmer vallen, vullen ze geleidelijk een van de twee emmers. Wanneer het regenwater een bepaald niveau bereikt, kantelt de emmer door zijn eigen gewicht naar de andere kant, waardoor het regenwater wegstroomt. Op dat moment komt de andere emmer omhoog en begint zich te vullen. Dit vullen en uitgieten wordt herhaald. De hoeveelheid regenval kan vervolgens worden berekend door te tellen hoe vaak de emmer kantelt.
Zowel Co-WIN AWS als Standard AWS gebruiken komvormige anemometers en windvaantjes om de windsnelheid en -richting te meten. De standaard AWS-windsensor is gemonteerd op een 10 meter hoge windmast, die is voorzien van een bliksemafleider en de wind op 10 meter boven de grond meet, conform de WMO-aanbevelingen. Er mogen geen hoge obstakels in de buurt van de locatie aanwezig zijn. Co-WIN-windsensoren worden daarentegen, vanwege beperkingen qua installatielocatie, meestal op masten van enkele meters hoog op het dak van onderwijsgebouwen geplaatst. Ook kunnen er relatief hoge gebouwen in de omgeving staan.
De Co-WIN AWS-barometer is piëzoresistief en ingebouwd in de console, terwijl een standaard AWS doorgaans een apart instrument (zoals een capaciteitsbarometer) gebruikt om de luchtdruk te meten.
De Co-WIN AWS-zonne- en UV-sensoren zijn naast de kantelbakregenmeter geïnstalleerd. Aan elke sensor is een waterpas bevestigd om ervoor te zorgen dat de sensor horizontaal staat. Zo heeft elke sensor een helder hemisferisch beeld van de hemel om de globale zonnestraling en UV-intensiteit te meten. Het Hong Kong Observatory daarentegen gebruikt geavanceerdere pyranometers en ultravioletradiometers. Deze zijn geïnstalleerd op een speciaal daarvoor bestemd AWS-station, waar een open ruimte is voor het observeren van zonnestraling en UV-intensiteit.
Of het nu gaat om een win-win AWS of een standaard AWS, er zijn bepaalde eisen waaraan de locatie moet voldoen. Een AWS moet uit de buurt van airconditioners, betonnen vloeren, reflecterende oppervlakken en hoge muren worden geplaatst. Ook moet de locatie vrij zijn voor luchtcirculatie. Anders kunnen temperatuurmetingen worden beïnvloed. Daarnaast mag de regenmeter niet op een winderige plek worden geïnstalleerd om te voorkomen dat regenwater door harde wind wordt weggeblazen en de regenmeter bereikt. Anemometers en windvaantjes moeten hoog genoeg worden gemonteerd om obstructie door omliggende gebouwen te minimaliseren.
Om aan de bovengenoemde eisen voor de locatiekeuze van het AWS te voldoen, doet het observatorium er alles aan om het AWS op een open plek te installeren, vrij van obstakels door nabijgelegen gebouwen. Vanwege de omgevingsbeperkingen van het schoolgebouw moeten Co-WIN-leden het AWS meestal op het dak van het schoolgebouw installeren.
Co-WIN AWS is vergelijkbaar met "Lite AWS". Op basis van eerdere ervaringen is Co-WIN AWS "kosteneffectief maar zeer robuust" – het registreert weersomstandigheden veel beter dan standaard AWS.
De afgelopen jaren heeft het Observatorium een nieuwe generatie openbaar informatienetwerk gelanceerd, Co-WIN 2.0, dat gebruikmaakt van microsensoren om wind, temperatuur, relatieve luchtvochtigheid, enzovoort te meten. De sensor is geïnstalleerd in een behuizing in de vorm van een lantaarnpaal. Sommige componenten, zoals zonneschermen, worden geproduceerd met behulp van 3D-printtechnologie. Daarnaast maakt Co-WIN 2.0 gebruik van open-source alternatieven voor zowel microcontrollers als software, waardoor de ontwikkelingskosten voor software en hardware aanzienlijk worden verlaagd. Het idee achter Co-WIN 2.0 is dat studenten kunnen leren hun eigen "DIY AWS" te bouwen en software te ontwikkelen. Hiertoe organiseert het Observatorium ook masterclasses voor studenten. Het Hong Kong Observatory heeft een kolomvormig AWS ontwikkeld op basis van Co-WIN 2.0 AWS en in gebruik genomen voor lokale realtime weermonitoring.
Geplaatst op: 14 september 2024