ما هي محطة الأرصاد الجوية الأوتوماتيكية؟

تُعد محطة الأرصاد الجوية الآلية جهازًا بالغ الأهمية في مجال الأرصاد الجوية، إذ تلعب دورًا محوريًا في رصد وتحليل الأحوال الجوية. وهي مصممة لجمع ونقل البيانات المناخية تلقائيًا، مما يوفر معلومات دقيقة وفورية عن أحوال الطقس.

أنواع محطات الأرصاد الجوية الآلية:

• محطة الأرصاد الجوية: نوع قياسي يوفر مجموعة واسعة من قياسات الأرصاد الجوية ويستخدم غالبًا في مواقع ثابتة لجمع البيانات وتحليلها على المدى الطويل.

• محطة أرصاد جوية محمولة: كما يوحي اسمها، فهي مصممة لتكون سهلة الحمل ويمكن تركيبها في مواقع مختلفة حسب الحاجة. مثالية للبحوث الميدانية، والفعاليات الخارجية، أو متطلبات الرصد المؤقتة.

• محطة الأرصاد الجوية المتنقلة: عادةً ما يتم تركيب هذا النوع على مركبة أو منصة متحركة، مما يسمح بجمع البيانات المناخية أثناء التنقل. وهي مفيدة في المناطق التي تتطلب مراقبة مستمرة على مساحة واسعة أو على طول مسار محدد.

• محطة أرصاد جوية صغيرة: تتميز بحجمها الصغير، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في الأماكن ذات المساحة المحدودة أو للاستخدام الشخصي. وعلى الرغم من صغر حجمها، إلا أنها توفر معلومات أرصاد جوية دقيقة وضرورية.

مكونات محطة الأرصاد الجوية الأوتوماتيكية:

1. أجهزة الاستشعار المناخية: تشمل هذه الأجهزة الشائعة مثل مقاييس سرعة الرياح ذات الأكواب ومقاييس سرعة الرياح فوق الصوتية، وأجهزة استشعار اتجاه الرياح، وأجهزة استشعار درجة الحرارة، وأجهزة استشعار الرطوبة، وأجهزة استشعار الضغط الجوي، وأجهزة استشعار الإشعاع الشمسي، ومقاييس المطر (ذات الدلو القلاب أو الوزن)، وأجهزة استشعار الرؤية، وأجهزة استشعار الغازات. بالإضافة إلى ذلك، توجد أجهزة استشعار متخصصة لاستخدامات محددة، مثل أجهزة استشعار التربة للزراعة، وأجهزة استشعار عمق الثلج لحركة المرور، وأجهزة استشعار مستوى السوائل لمراقبة مستوى المياه.

٢. مسجل البيانات: هو بمثابة "العقل المدبر" لخدمات AWS. يقوم بجمع البيانات من جميع أجهزة الاستشعار وتخزينها ومعالجتها. كما يمكنه إرسال أوامر إلى أجهزة الاستشعار من منصة المراقبة. يتميز بوحدة تخزين محلية، ويمكنه إرسال تنبيهات عبر الرسائل النصية القصيرة والبريد الإلكتروني والتطبيق عند تجاوز المعايير المناخية للحدود المحددة.

3. نظام إمداد الطاقة: يتكون عادةً من الألواح الشمسية والكهرباء الرئيسية. ويمكن لمعظم أنظمة الطاقة الآلية استخدام كليهما لضمان استمرار التشغيل أثناء انقطاع التيار الكهربائي.

4. نظام الاتصالات: هو بمثابة "الجهاز العصبي" لخدمات أمازون السحابية (AWS). ينقل البيانات والتعليمات بين أجهزة الاستشعار ومنصة الخدمة، ويرسل البيانات المُحللة إلى المستخدمين. تشمل خيارات الاتصال ما يلي:

-موصل سلكي RS232 (نطاق 0 - 10 أمتار)،

- سلكي RS485 (0 - 1000 متر)،

- شبكة لورا اللاسلكية (0 - 3 كم)،

راديو ميكروويف لاسلكي (0 - 500 متر)،

- خدمة GPRS اللاسلكية (مدى غير محدود مع تكلفة بيانات إضافية)،

- اتصال واي فاي (نطاق غير محدود مع إعداد واي فاي).

٥. ملحقات التركيب: تتضمن دعامات من الفولاذ المقاوم للصدأ، ومسامير تثبيت، وغيرها. يمكن تصميم أعمدة وعوارض قابلة لتعديل الارتفاع وفقًا للاحتياجات الفعلية. كما تتوفر صناديق مقاومة للماء للاستخدام الخارجي، وأجهزة حماية من الصواعق مثل مانعات الصواعق وأجهزة التأريض.

مزايا محطات الأرصاد الجوية الآلية:

1. المراقبة الآلية: يمكنها جمع ومعالجة ونقل البيانات المناخية المتنوعة بشكل مستقل، ومراقبة التغيرات في العناصر المناخية بشكل مستمر وتوفير البيانات في الوقت الفعلي بعد التثبيت.

2. دقة عالية: بالاستفادة من تقنيات إنترنت الأشياء المتقدمة وتقنيات أجهزة الاستشعار للأرصاد الجوية، فإنه يضمن قياسات دقيقة ونقل معلومات موثوق به.

3. المراقبة عن بعد: يمكن نشرها في مواقع متعددة والتحكم فيها مركزياً، مما يسهل البحث العلمي في المناخ في المناطق النائية أو القطبية.

4. مشاركة البيانات: يمكن نقل البيانات عبر الشبكات، مما يتيح سهولة المشاركة مع محطات الأرصاد الجوية الأخرى، وإدارات الأرصاد الجوية، ووكالات حماية البيئة، مما يعزز تبادل وتطبيق المعلومات المتعلقة بالأرصاد الجوية.

5. أنواع متنوعة: أدى التقدم التكنولوجي إلى ظهور أنواع مختلفة من محطات الأرصاد الجوية، مثل المحطات الصغيرة، ومحطات الموجات فوق الصوتية، والمحطات المحمولة. ويمكن للمستخدمين اختيار أجهزة الاستشعار المناسبة وتخصيصها وفقًا لاحتياجاتهم لتلبية متطلبات الرصد في مختلف المناطق.

مقارنة مع محطات الأرصاد الجوية التقليدية:

1. أسلوب الرصد: تعتمد محطات الأرصاد الجوية التقليدية بشكل أساسي على العمليات اليدوية لتسجيل البيانات، وهو أمر يستغرق وقتًا طويلاً وعرضة للأخطاء البشرية. أما محطات الأرصاد الجوية الآلية فتستخدم أجهزة استشعار متطورة وتقنيات أتمتة لإتمام عمليات جمع البيانات ونقلها ومعالجتها تلقائيًا، مما يوفر بيانات أكثر دقة ويقلل من تكاليف العمالة.

2. معالجة البيانات: تعتمد المحطات التقليدية على النسخ اليدوي والمكالمات الهاتفية لنقل البيانات، وهو أمر غير فعال وعرضة للتأثير البشري. أما محطات الأرصاد الجوية الآلية فتستخدم تقنيات النقل اللاسلكي لتحديث البيانات ومشاركتها بسرعة، وهي مجهزة بأنظمة معالجة بيانات قوية لتحليل كميات هائلة من البيانات ومعالجتها وتخزينها.

3. الدقة: تتميز المحطات التقليدية بنطاقات رصد محدودة وأخطاء قياس كبيرة. أما محطات الأرصاد الجوية الآلية، فتغطي مساحة رصد أوسع بفضل معدات الرصد والخوارزميات المُحسّنة، وتُجري عمليات رصد مستمرة، مما يُحسّن الدقة المكانية والزمانية للبيانات.

تطبيقات محطات الأرصاد الجوية الآلية:

1. التنبؤ بالطقس: يمكنه توفير معلومات عن أحوال الطقس الحالية والتنبؤ بتغيرات الطقس المستقبلية، مما يساعد السكان على اتخاذ الاحتياطات اللازمة ضد الطقس القاسي مسبقاً وحماية الأرواح والممتلكات.

2. الإنتاج الزراعي: يمكن للمزارعين اختيار المحاصيل المناسبة وتحديد توقيت الري والتسميد بناءً على بيانات التربة والطقس، مما يعزز الإنتاجية الزراعية.

3. السلامة المرورية: في مجال النقل، تساعد بياناتها في الملاحة الآمنة للطائرات والسفن في ظروف جوية معقدة.

4. حماية البيئة: يمكنها مراقبة ملوثات الهواء والتنبؤ باتجاه انتشار الملوثات بناءً على بيانات سرعة الرياح واتجاهها.