مبدأ عمل وتطبيق أجهزة استشعار المطر والثلج

يُعدّ كلٌّ من المطر والثلج ظاهرتين طبيعيتين للهطول، وهما ناتجان عن اضطرابات في الدورة الجوية، ويُشكّلان جزءًا لا يتجزأ من دورة الماء على الأرض، فضلاً عن كونهما الوسيلة الوحيدة لتجديد المياه العذبة للكائنات الحية على اليابسة بعيدًا عن الأنهار والبحيرات. ويُعتبر الهطول المصدر الرئيسي للجريان السطحي والمصدر الأساسي لتغذية المياه الجوفية.

الهطول هو تكثف بخار الماء في الغلاف الجوي وسقوطه على الأرض على شكل ماء سائل أو صلب.

يُعدّ كلٌّ من المطر والثلج ظاهرتين طبيعيتين للهطول، وهما ناتجان عن اضطرابات في الدورة الجوية، ويُشكّلان جزءًا لا يتجزأ من دورة الماء على الأرض، كما أنهما الوسيلة الوحيدة لتجديد المياه العذبة للكائنات الحية على اليابسة بعيدًا عن الأنهار والبحيرات. ويُعتبر الهطول المصدر الرئيسي للجريان السطحي والمصدر الأساسي لتغذية المياه الجوفية. ويُعدّ التوزيع المكاني غير المتكافئ للهطول وعدم استقراره الزمني سببًا مباشرًا للفيضانات وتشبّع التربة بالمياه والجفاف.

يوجد نوعان من أجهزة الاستشعار المتعلقة بالمطر والثلج: مقاييس المطر التي تُستخدم لقياس كمية الأمطار، وأجهزة استشعار المطر والثلج التي ترصد هطول الأمطار أو الثلوج. أثناء بحثي في ​​المعلومات ذات الصلة، وجدتُ العديد من المقالات حول مقاييس المطر، ولكن القليل منها يتناول أجهزة استشعار المطر والثلج، لذا ستتناول هذه المقالة أجهزة استشعار المطر والثلج.

أجهزة استشعار المطر والثلج

يُعدّ مستشعر المطر والثلج أحد مكونات نظام رصد الأحوال الجوية. وهو جهاز متخصص مصمم لقياس هطول المطر أو الثلج في الهواء الطلق أو في الطبيعة. تُستخدم مستشعرات المطر والثلج في تطبيقات واسعة النطاق في مجالات الأرصاد الجوية والزراعة والصناعة والبحر والبيئة والمطارات والموانئ والنقل، وذلك لإجراء قياسات نوعية لوجود المطر أو الثلج أو عدمه.

مبدأ عمل مستشعر المطر والثلج

مراقبة هطول الأمطار: تستخدم أجهزة استشعار المطر والثلج أقطابًا شبكية فوق المستشعر للاستفادة من التوصيل الكهربائي للماء، مما يتسبب في حدوث ماس كهربائي في الأقطاب عندما تسقط الأمطار على منطقة الاستشعار حتى يتمكن الجهاز من مراقبة هطول الأمطار.

مراقبة تساقط الثلوج: يستطيع مستشعر المطر والثلج قياس تساقط الثلوج بفضل خاصية التسخين التلقائي التي تمنع تكون الجليد والتكثف على الثلج، خاصةً عند انخفاض درجة الحرارة عن الصفر المئوي لفترات طويلة وفي البيئات ذات الرطوبة العالية. كما يمكن ضبط درجة حرارة التسخين.

التطبيقات العملية لأجهزة استشعار المطر والثلج (المطر)

يمكن استخدام أجهزة استشعار المطر والثلج في البيوت الزجاجية. في أوقات العواصف المطرية المتكررة، وبعد أن يرصد جهاز استشعار المطر معلومات المطر، يمكنه تقليل خسائر محاصيل البيوت الزجاجية بشكل فعال عن طريق ربط معدات تجنب المطر في البيت الزجاجي من خلال النظام المناسب وإرسال إشارات إلى فريق إدارة البيت الزجاجي في الوقت نفسه.

بالإضافة إلى ذلك، في حال عدم انتباه مديري المزارع للأحوال الجوية، يقوم النظام بإرسال إشعار تذكيري للمزارع خلال فترة زمنية محددة عند رصد بيانات غير طبيعية، ما يُمكّن مدير الدفيئة من اتخاذ الإجراءات اللازمة عن بُعد للحد من الخسائر حتى في حال تعذر وصوله إلى موقع الدفيئة في الوقت المناسب. وفي حال عدم وجود مشغلين، تستطيع مستشعرات المطر والثلج إدارة الدفيئة تلقائيًا من خلال ربط الأنظمة ذات الصلة عبر إعدادات المعلمات، ما يضمن توفير بيئة النمو المثالية للخضراوات داخل الدفيئة.

التطبيقات العملية لأجهزة استشعار المطر والثلج (الثلج)

يمكن استخدام أجهزة استشعار المطر والثلج على الطرق السريعة أو خطوط السكك الحديدية. في شمال الصين، غالبًا ما تشهد الطرق السريعة أو خطوط السكك الحديدية في فصل الشتاء طقسًا سيئًا مصحوبًا برياح وثلوج. وكما نعلم جميعًا، تُغلق الطرق السريعة عند سوء الأحوال الجوية. تخيل الإحراج الذي قد تشعر به إذا علقت سيارتك على الطريق السريع أثناء تساقط الثلوج بكثافة بسبب سوء الأحوال الجوية، ولم تتمكن من الدخول أو الخروج.

يُعدّ مستشعر الثلج والمطر جهاز قياس دقيق لرصد تساقط الثلوج في الهواء الطلق. يتميز هذا المستشعر بوظيفة تسخين تلقائية تمنع انحرافات البيانات الناتجة عن الجليد والندى أثناء تساقط الثلوج. فعندما تنخفض درجة الحرارة إلى ما دون الصفر المئوي لفترة طويلة، وفي بيئات ذات رطوبة عالية، يتم تسخين شبكة المستشعر تلقائيًا. بعد رصد تساقط الثلوج، يقوم المستشعر بتحميل البيانات إلى منصة سحابية عبر محطة الأرصاد الجوية على الطريق السريع أو محطة الأرصاد الجوية على خط السكة الحديد. وبعد إجراء تقييم دقيق لتساقط الثلوج باستخدام مستشعرات أخرى، يتم تنبيه السائقين، سواء كانوا لا يزالون على الطريق السريع أو قد وصلوا إليه بالفعل، لاتخاذ الاستعدادات اللازمة.

تمت الترجمة باستخدام موقع www.DeepL.com/Translator (النسخة المجانية)