Датчик текущей погоды - Present weather sensor

Для других вариантов использования «PWS» см. PWS.
Датчик текущей погоды ASOS

В датчик текущей погоды (PWS) является составной частью автоматическая метеостанция который обнаруживает присутствие гидрометеоры и определяет их тип (дождь, снег, морось и др.) и интенсивности. Он работает по принципу, аналогичному принципу бистатический радар, отмечая прохождение капель или хлопьев между преобразователем и датчиком. Эти инструменты в автоматические метеостанции используются для имитации наблюдения, сделанного человеком-наблюдателем. Они позволяют быстро сообщать о любых изменениях типа и интенсивности осадков, но включают ограничения интерпретации.

Принцип

Типы

Для обнаружения осадков используются как минимум два типа устройств:

  • А светодиодный индикатор погоды (LEDWI) датчик измеряет мерцание характер выпадения осадков через датчик инфракрасный луч (приблизительно 50 миллиметров в диаметре) и определяет на основе анализа структуры размера частиц и скорости падения, являются ли осадки дождь или снег.[1]
  • В ПОСС (Система датчиков наблюдения за осадками) - небольшой бистатический доплеровский радар. Передатчик направлен вверх под определенным углом от приемника, ориентированного на исследуемый объем, и который улавливает сигнал, обратно рассеянный гидрометеорами или другими отражающими частицами в своем объеме обнаружения.[2] Таким образом, прибор может измерять скорость падения мишени с помощью Эффект Допплера и его интенсивность отражательная способность. Затем анализатор берет средневзвешенное значение последних 15 опросов за одну минуту, чтобы получить важную информацию.

Обработка данных

По скорости падения и размеру частиц можно затем определить тип осадков (например, дождь падает намного быстрее, чем снежинки) с помощью Таблица сопряженности. Детектор сообщит о типе осадков с наибольшим количеством в выборках.[2]. Однако в некоторых случаях характеристики двух типов осадков могут быть схожими (морось и снег падают со скоростью, очень близкой друг к другу), или может быть смесь осадков (например, дождь и тающий снег).

Чтобы улучшить обнаружение в случае двусмысленности, эти устройства используют точка росы температура (или, если отсутствует, температура окружающей среды) и детектор обледенения вывод. Таким образом, если детектор определяет скорость падения двойного снега / мороси при температуре окружающей среды выше 1 ° C (34 ° F), он классифицирует это как морось, а ниже -1 ° C (30 ° F), он будет снег.[2] Детектор обледенения также будет использоваться для определения, идет ли дождь или изморозь, когда температура ниже нуля.

Когда эти дополнительные данные все еще не позволяют различить (например, если точка росы в предыдущем примере находится между -1 и 1 ° C), тогда тип сообщается как «неизвестный». Таким образом, на данный момент эти устройства не могут сообщать град, ледяная крупа, и различные другие промежуточные формы осадков.[1][2]

Мгновенная интенсивность осадков рассчитывается по интенсивности сцинтилляции (светодиодный датчик) или отражательной способности (POSS). Сообщается как об очень слабом, слабом, умеренном или сильном.[1][2]

Частота представления отчетов

Автоматические станции отчитываются по регулярному графику в зависимости от их использования, большинство - ежечасно. Однако они выпустят специальный отчет, если один или несколько их датчиков обнаружат значительное изменение погодных условий. Такие спецвыпускаются, когда начинаются или прекращаются осадки хотя бы малой интенсивности, либо изменяется тип осадков.

Датчик текущей погоды собирает пробы каждую минуту, а автоматическая система обработки данных сохраняет их в течение 15 минут. Специальное сообщение будет транслироваться, когда по крайней мере три обнаружения осадков будут выполнены за 15 минут для начала, если по крайней мере 12 минут пройдут без осадков или если изменение интенсивности соответствует значительному изменению.

Ограничения

Детализация смешанных осадков обычно невозможна, поскольку датчик выдает только доминирующий. Отчет действителен только для положения датчика, поэтому в нем будут пропущены осадки на удалении, которые могут быть значительными. Наконец, он сам по себе не может отличить ливень от продолжительного дождя / снега.

Ошибочные наблюдения за осадками обычно происходят из-за:[1][2]

  • Помехи радиочастоты или световых лучей;
  • Птицы или насекомые, проходящие через луч;
  • Метель пыли, снега или песка, поднятого ветром;
  • Тепловые пузыри.
  • Неоднозначные ситуации, когда таблица непредвиденных обстоятельств не может правильно определить тип.

Улучшения

Грозовой ливень и непрерывные осадки можно разделить с помощью детектор молнии с результатом датчика. Наземные и мобильные детекторы получают направление и степень серьезности молния.

Скаттерометры и трансмиссометры, где отмечается исчезновение визуального сигнала через воздух от источника к приемнику, даст горизонтальную видимость. Если PWS не сообщает об осадках, вывод будет изменен на туман или мгла.

использованная литература

  1. ^ а б c d Уэйд, Чарльз Г. (июнь 2003 г.). «Мультисенсорный подход к обнаружению мороси на ASOS». Журнал атмосферных и океанических технологий. Американское метеорологическое общество. 20 (6): 820. Bibcode:2003JAtOT..20..820Вт. Дои:10.1175 / 1520-0426 (2003) 020 <0820: AMATDD> 2.0.CO; 2. Получено 23 марта, 2020.
  2. ^ а б c d е ж «Осадки - Происшествие [sic];". Автоматизированная система наблюдения за погодой - AWOS. Метеорологическая служба Канады. Архивировано из оригинал 10 мая 2006 г.. Получено 23 марта, 2020.