Het Community Weather Information Network (Co-WIN) is een gezamenlijk project van het Hong Kong Observatory (HKO), de Universiteit van Hongkong en de Chinese Universiteit van Hongkong. Het biedt deelnemende scholen en maatschappelijke organisaties een online platform voor technische ondersteuning bij de installatie en het beheer van automatische weerstations (AWS) en voorziet het publiek van observatiegegevens, waaronder temperatuur, relatieve vochtigheid, neerslag, windrichting en -snelheid, luchtdruk, zonnestraling en uv-index. Tijdens dit proces verwerven deelnemende studenten vaardigheden zoals het bedienen van instrumenten, het observeren van het weer en data-analyse. AWS Co-WIN is eenvoudig maar veelzijdig. Laten we eens kijken hoe het verschilt van de standaard HKKO-implementatie in AWS.
Co-WIN AWS maakt gebruik van zeer kleine weerstandsthermometers en hygrometers die in het zonnescherm zijn ingebouwd. Het scherm dient hetzelfde doel als het Stevenson-scherm op de standaard AWS: het beschermt de temperatuur- en vochtigheidssensoren tegen directe blootstelling aan zonlicht en neerslag, terwijl vrije luchtcirculatie mogelijk blijft.
In een standaard AWS-observatorium worden platinaweerstandsthermometers in het Stevenson-schild geïnstalleerd om de drogebol- en natteboltemperatuur te meten, zodat de relatieve vochtigheid kan worden berekend. Sommige observatoria gebruiken capacitieve vochtigheidssensoren om de relatieve vochtigheid 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 op een relatief grote hoogte.
Zowel Co-WIN AWS als Standard AWS gebruiken kantelbare regenmeters om de regenval te meten. De Co-WIN kantelbare regenmeter bevindt zich bovenop het zonnestralingsschild. In een standaard AWS wordt de regenmeter meestal op een open plek op de grond geïnstalleerd.
Wanneer regendruppels de regenmeter van de emmer binnendringen, vullen ze geleidelijk een van de twee emmers. Wanneer het regenwater een bepaald niveau bereikt, kantelt de emmer onder zijn eigen gewicht naar de andere kant, waardoor het regenwater wordt afgevoerd. Wanneer dit gebeurt, komt de andere emmer omhoog en begint zich te vullen. Herhaal het vullen en gieten. De hoeveelheid regen kan vervolgens worden berekend door te tellen hoe vaak de emmer kantelt.
Zowel Co-WIN AWS als Standard AWS gebruiken cupanemometers en windvaantjes om windsnelheid en -richting te meten. De Standard AWS-windsensor is gemonteerd op een 10 meter hoge windmast, voorzien van een bliksemafleider, en meet de wind 10 meter boven de grond volgens de WMO-aanbevelingen. Er mogen zich geen hoge obstakels in de buurt van de locatie bevinden. Vanwege de beperkingen van de installatielocatie worden Co-WIN-windsensoren daarentegen meestal geïnstalleerd op metershoge masten op het dak van onderwijsgebouwen. Er kunnen ook relatief hoge gebouwen in de buurt 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.
Co-WIN AWS-zonne- en UV-sensoren zijn naast de regenmeter met kantelbak geïnstalleerd. Aan elke sensor is een niveau-indicator bevestigd om ervoor te zorgen dat de sensor horizontaal staat. Zo heeft elke sensor een duidelijk halfrond beeld van de hemel om de wereldwijde zonnestraling en UV-intensiteit te meten. De Hongkongse sterrenwacht gebruikt daarentegen geavanceerdere pyranometers en ultraviolette radiometers. Deze zijn geïnstalleerd op een speciaal daarvoor aangewezen AWS, waar een open ruimte is voor het observeren van zonnestraling en UV-intensiteit.
Of het nu om een win-win AWS of een standaard AWS gaat, er zijn bepaalde eisen aan de locatiekeuze. AWS moet uit de buurt van airconditioners, betonnen vloeren, reflecterende oppervlakken en hoge muren worden geplaatst. Het moet ook op een plek worden geplaatst waar de lucht vrij kan circuleren. Anders kunnen de temperatuurmetingen worden beïnvloed. Bovendien mag de regenmeter niet op winderige plaatsen worden geïnstalleerd om te voorkomen dat regenwater door harde wind wordt weggeblazen en de regenmeter bereikt. Windmeters en windvanen moeten hoog genoeg worden gemonteerd om obstructie door omliggende gebouwen te minimaliseren.
Om te voldoen aan bovenstaande locatievereisten voor de AWS, streeft de Sterrenwacht ernaar de AWS in een open ruimte te installeren, vrij van obstakels van nabijgelegen gebouwen. Vanwege de omgevingsbeperkingen van het schoolgebouw moeten Co-WIN-leden de AWS doorgaans 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 krachtig" – het registreert weersomstandigheden aanzienlijk beter dan standaard AWS.
De afgelopen jaren heeft de Sterrenwacht een nieuw publiek informatienetwerk gelanceerd, Co-WIN 2.0, dat microsensoren gebruikt om wind, temperatuur, relatieve vochtigheid, enz. te meten. De sensor is geïnstalleerd in een lantaarnpaalvormige behuizing. Sommige componenten, zoals zonneschermen, worden geproduceerd met behulp van 3D-printtechnologie. Daarnaast maakt Co-WIN 2.0 gebruik van open-sourcealternatieven in 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 maken en software te ontwikkelen. Daartoe organiseert de Sterrenwacht ook masterclasses voor studenten. De Sterrenwacht van Hongkong heeft een zuilvormig AWS ontwikkeld op basis van Co-WIN 2.0 AWS en dit in gebruik genomen voor lokale realtime weermonitoring.
Plaatsingstijd: 14-09-2024