En tant que chercheur, vous savez que les raisons de surveiller les paramètres météorologiques sur votre site de recherche sont pratiquement illimitées. Malheureusement, les options disponibles pour effectuer ces mesures sont également illimitées, ce qui peut être décourageant lorsque vous souhaitez savoir quelle station météorologique ou quel système de surveillance météorologique convient le mieux à votre situation particulière.
Les scientifiques de METER ont passé des milliers d'heures à installer des stations météorologiques et à contrôler, interpréter et publier les données issues des expériences sur le terrain. Au fil du temps, nous avons beaucoup appris sur la manière d'obtenir des données météorologiques de haute qualité. Dans cet article, nous partageons cette expertise avec vous. Regardez la vidéo ou lisez l'article ci-dessous pour comparer les méthodes courantes de surveillance météorologique, leurs avantages et leurs inconvénients, et savoir quelle technologie peut s'appliquer à différents types de recherche sur le terrain. Découvrez également pourquoi la surveillance météorologique moderne ne se limite pas à la station météorologique.
La figure 2 est un graphique comparant les performances des stations météorologiques à leur prix. Dans un monde idéal, un prix plus élevé équivaudrait à une meilleure qualité, et le continuum prix/performance serait une ligne droite. Mais le choix d'une station météorologique n'est pas strictement lié au rapport entre le prix et les performances. Dans la figure 2, l'axe transversal est un axe de "valeur". Si une station météorologique vous offre un meilleur rapport prix/performance (ce qui signifie que vous pouvez obtenir exactement la bonne performance à un prix abordable), alors cette station météorologique offrira une valeur plus élevée pour vos besoins de mesure uniques.
Les prix des stations météorologiques figurant sur l'axe des x de la figure 2 sont fixes, de sorte que seul l'axe des y, ou la performance d'un instrument dans votre application particulière, modifie la valeur. De nombreux facteurs différents affectent la performance relative d'un système de surveillance météorologique :
La performance est définie par vos besoins uniques en matière de mesure. Par exemple, si vous effectuez des mesures dans un endroit éloigné où vous ne pouvez pas accéder régulièrement au site, vous aurez besoin d'instruments extrêmement robustes. Un équipement de surveillance météorologique robuste est également nécessaire si la vie de personnes est en jeu (par exemple, si un capteur se brise et qu'une crue soudaine n'est pas détectée, la vie de personnes peut être mise en danger). Dans ces situations, la robustesse d'un système de surveillance météorologique déterminera la performance relative. D'autres scénarios peuvent être envisagés :
Scénario 1: vous êtes peut-être un climatologue qui surveille la température de l'air pour étudier les effets du changement climatique. Dans ce cas, vous aurez besoin d'un enregistrement continu et précis de la température de l'air pendant plusieurs décennies. Dans ce cas, la précision et la stabilité d'une station météorologique ou d'une solution de surveillance météorologique est le facteur déterminant qui affecte la performance par rapport à vos besoins de mesure.
Scénario 2: Si vous gérez un vaste réseau de stations météorologiques à distance et que le coût d'une visite sur le terrain pour la maintenance et l'installation est important et éclipse en fait le coût d'achat de l'équipement, il est possible que ce soient les exigences de maintenance de l'instrument qui déterminent les performances de votre application.
Scénario 3: Les chercheurs ont souvent besoin de mesures spécialisées. Vous pouvez avoir besoin de plus que les mesures météorologiques typiques telles que la température de l'air, l'humidité et les précipitations pour répondre à la question de recherche. Dans ce cas, le type d'ensemble de mesures contenant les mesures spécialisées dont vous avez besoin est ce qui détermine la performance de la station météorologique.
Scénario 4: Certains systèmes ont des capacités de trois saisons et d'autres de quatre saisons. Les systèmes à quatre saisons sont chauffés et peuvent fonctionner et donner des résultats précis dans les hautes latitudes en hiver. Si vous étudiez les précipitations hivernales, vous aurez besoin d'un pluviomètre chauffé capable de capter les précipitations neigeuses. En revanche, si vous réalisez une étude agricole, vous n'aurez pas besoin d'un système à quatre saisons car les plantes ne poussent pas.
Scénario 5: Les besoins en énergie sont importants si vous effectuez des contrôles dans un endroit éloigné. Vous aurez besoin d'un système alimenté par batterie et peu gourmand en énergie , afin de réduire la durée et le coût des déplacements .Ainsi, dans un graphique performance/valeur, les solutions qui ne répondent pas à vosexigences en matière de surveillancemétéorologiquese situent plus bas sur l'axe de la valeur, et celles qui répondent à vos exigences se situent plus haut sur l'axe de la valeur. Par exemple, si un système de qualité OMM particulier nécessite tellement de maintenance de routine que vous ne pouvez pas faire évoluer votre réseau, il peut se situer plus bas sur l'axe des valeurs, comme le montre la figure 3.
Si vous réalisez une étude sur le bilan hydrique, vous aurez besoin d'un pluviomètre de précision. Cependant, la station météorologique tout-en-un la plus chère peut n'avoir qu'un pluviomètre rudimentaire qui mesure le son généré par les gouttes d'eau frappant un tambour. Les performances et la valeur de ce système particulier s'en trouveraient diminuées (figure 4).
Ainsi, une fois que vous avez déterminé vos besoins en matière de mesure et que vous avez classé les différents systèmes sur l'axe de la valeur, vous pouvez voir quels sont ceux qui ont le plus de valeur pour vous et où ils se situent sur le continuum des coûts. Cela vous permet de prendre des décisions plus éclairées quant au choix du système à utiliser pour votre application.
Vous trouverez ci-dessous les définitions des différents types et classes de stations météorologiques que vous pouvez rencontrer sur le marché.
Les systèmes de surveillance météorologique destinés à l'aviation se distinguent par leurs observations spécialisées.
C'est pourquoi, dans la figure 2, si vous regardez le continuum performances/prix, les systèmes aéronautiques occupent le coin supérieur droit où les performances et le prix sont très élevés (c'est-à-dire 200 000 dollars et plus). Il peut s'agir, par exemple, d'un capteur de visibilité et de conditions météorologiques actuelles qui indique la distance à laquelle un pilote peut raisonnablement voir, d'un ceilomètre qui indique la hauteur cloud , ou d'un instrument qui indique la pluie verglaçante ou l'accumulation de glace. Ces mesures spécialisées ne se retrouvent pas dans la plupart des solutions de surveillance météorologique, mais elles déterminent les performances des systèmes météorologiques pour l'aviation. Les systèmes aéronautiques disposent également de moyens de communication spécialisés, avec des transmissions VHF et des systèmes téléphoniques redondants. Et comme la santé et la sécurité humaines dépendent de ces systèmes, ils sont extrêmement robustes et fonctionnent en toute saison (sauf s'ils se trouvent sous les tropiques). En outre, la précision des systèmes aéronautiques est très élevée, car la plupart de ces données sont intégrées dans les archives climatologiques.
Les systèmes de surveillance météorologique conformes aux normes de l'Organisation météorologique mondiale (OMM) sont souvent présents dans les réseaux météorologiques nationaux de nombreux pays. Certains mésonets à moyenne échelle adhèrent également aux recommandations et aux lignes directrices de l'OMM.
Les systèmes de surveillance météorologique de l'OMM nécessitent une tour pour les mesures à dix mètres, et d'autres mesures sont effectuées plus bas dans le profil atmosphérique, à deux ou trois mètres. Les systèmes conformes aux normes de l'OMM doivent être capables de mesurer les quatre saisons et doivent être d'une grande précision, car ces données alimentent également nos archives climatologiques. Le coût de ces systèmes est élevé : environ 20 000 à 50 000 dollars, auxquels s'ajoutent des exigences de maintenance importantes qui font grimper le coût annuel d'exploitation. Le coût est donc prohibitif pour les réseaux spatiaux denses.
Les chercheurs ont souvent besoin de systèmes de surveillance météorologique personnalisés avec un ensemble de mesures adapté à la question de recherche à laquelle ils tentent de répondre. De même, certains réseaux météorologiques utilisent des stations météorologiques personnalisées dotées d'un ensemble de mesures répondant aux besoins de leurs partenaires. Ainsi, en plus de mesurer les paramètres météorologiques normaux, les utilisateurs peuvent ajouter des éléments tels que :
Il existe un nombre presque infini de mesures que les chercheurs peuvent intégrer dans un système d'acquisition de données. C'est pourquoi, dans le continuum prix/performance de la figure 1, ces systèmes de stations météorologiques personnalisées sont dispersés sur l'un ou l'autre axe. Vous verrez souvent ces systèmes de surveillance météorologique utilisés dans des réseaux météorologiques non mésonets et non nationaux.
Au cours des deux dernières décennies, nous avons assisté à une prolifération de stations météorologiques tout-en-un. Cela signifie qu'au lieu d'assembler des stations météorologiques avec des capteurs personnalisés intégrés dans un système d'acquisition de données, de nombreux fabricants intègrent désormais les différents capteurs météorologiques dans une station tout-en-un de petite taille.
Il existe différents types de stations météorologiques tout-en-un, ce qui signifie que vous avez le choix entre différentes suites de mesures et différents niveaux de prix. Les stations météorologiques tout-en-un coûtent entre 1 000 et 5 000 dollars, selon la série de mesures et selon qu'il s'agit d'un instrument à trois saisons ou à quatre saisons. Les stations météorologiques tout-en-un présentent l'avantage d'être beaucoup moins complexes à installer et à entretenir que les systèmes de surveillance météorologique personnalisés ou de l'OMM. Elles constituent donc une bonne option pour les réseaux de stations météorologiques denses. Vous verrez souvent des stations de classe OMM constituer l'épine dorsale d'un réseau. Les stations météorologiques tout-en-un comblent ensuite les lacunes spatiales entre ces stations de classe OMM, ce qui permet d'obtenir un réseau plus dense avec des informations beaucoup plus riches. L'inconvénient des stations météorologiques "tout-en-un" est qu'elles ne peuvent pas suivre strictement les recommandations de l'OMM car elles n'effectuent des mesures qu'à une seule hauteur. Les stations météorologiques "tout-en-un" ont donc leur place, tout comme les stations de l'OMM.
Les stations météorologiques destinées à la surveillance météorologique sont généralement conçues pour les particuliers et les bâtiments commerciaux. Ces stations ne sont pas particulièrement robustes et ne sont pas adaptées à la recherche ou à la surveillance à long terme.
L'un des avantages de ces stations est que le système d'acquisition de données et de communication transmet les informations à une console permettant d'effectuer des mesures météorologiques localisées dans une maison ou un lieu de travail. Une recherche sur Amazon vous permettra de trouver de nombreuses stations météorologiques de ce type dans les résultats de recherche.
Explorez les études de cas ci-dessous pour savoir comment les chercheurs et les cultivateurs choisissent la station météorologique scientifique adaptée à leur application particulière.
L'évapotranspiration de référence de Penman-Monteith est une mesure couramment effectuée dans l'agriculture irriguée. L'équation de Penman-Monteith est une équation mécanique qui quantifie l'évapotranspiration ou la perte d'eau d'une surface d'herbe ou de luzerne. Par exemple, si vous avez une surface d'herbe ou de luzerne bien arrosée, vous pouvez introduire des variables météorologiques dans l'équation pour connaître la quantité de vapeur d'eau que vous perdriez dans l'atmosphère.
Cette mesure est généralement utilisée dans l'agriculture irriguée à forte valeur ajoutée, comme les vignobles et les arbres fruitiers, mais elle est également utilisée dans les applications agricoles à pivot central. Les agriculteurs ont besoin de connaître le bilan hydrique (la quantité d'eau perdue ou gagnée dans le système) afin de pouvoir compenser la perte nette par de l'eau d'irrigation. Pour cette mesure particulière, les cultivateurs peuvent donc avoir besoin de mesures localisées à de nombreux endroits différents.
Un cultivateur n'a généralement pas besoin d'un système de surveillance météorologique complexe pour effectuer cette mesure. Il a besoin d'un système facile à mettre en place, facile à installer, nécessitant peu d'entretien, permettant l'accès aux données à distance et consommant peu de piles. Par exemple, l'enregistreur de données de la figure 10 est équipé d'un petit panneau solaire qui permet de faire fonctionner la station météorologique indéfiniment.
L'élément clé du choix d'un système de surveillance météorologique pour l'évapotranspiration de référence FAO 56 est la nécessité de disposer à la fois du rayonnement solaire et des précipitations. Les agriculteurs ont besoin de connaître la quantité de précipitations qui renouvellent l'eau dans le sol, et ils ont besoin d'une mesure du rayonnement solaire pour les mesures de l'évapotranspiration de référence de Penman Monteith (FAO 56). Certaines stations "tout-en-un" ne disposent pas à la fois des précipitations et du rayonnement solaire. Cependant, la station météorologique tout-en-un ATMOS 41 mesure à la fois le rayonnement solaire et les précipitations. C'est donc un bon choix pour ce type de surveillance météorologique en milieu agricole.
La figure 11 est un graphique tiré du logiciel de gestion des données ZENTRA Cloud qui fonctionne avec les enregistreurs de données ZL6 .
ZENTRA Cloud effectue automatiquement des mesures de l'évapotranspiration de référence sur une base journalière et cumulative. Il vous permet d'ajouter les coefficients de culture pour convertir l'évapotranspiration de référence en évapotranspiration réelle. La station météorologique tout-en-un ATMOS 41, l'enregistreur de données ZL6 et le logiciel ZENTRA Cloud constituent donc un système clé en main précieux pour les cultivateurs.
Contrairement à l'étude de cas précédente où la facilité d'installation et de maintenance pour quelques mesures spécialisées était importante, Campbell Scientific, Inc. est impliquée dans un projet d'ingénierie de stations météorologiques déployées sur le Mont Everest. L'une de ces stations est la plus haute station météorologique active au monde. Les conditions sur le Mont Everest étant extrêmement difficiles, la robustesse de cette station est le facteur clé qui permet d'améliorer les performances pour ce besoin de mesure particulier.
Ces stations du mont Everest sont ultra robustes et quatre saisons, car elles mesurent en permanence les conditions hivernales. Elles comprennent des anémomètres spécialisés redondants, dotés de revêtements pour évacuer la glace et la neige au cas où l'un d'entre eux gèlerait. Vous pouvez constater qu'il y a également une redondance dans certaines des autres mesures. Il ne s'agit donc pas d'un projet motivé par des considérations de prix. La robustesse est le facteur clé, car le coût de l'entretien du système de surveillance météorologique dépasse de plusieurs ordres de grandeur le coût du système.
L'université de l'État de Washington gère le réseau AgWeatherNet de l'État de Washington. Chaque point vert de la figure 13 correspond à l'emplacement d'une station météorologique de niveau 1 du réseau AgWeatherNet. Ces stations sont principalement concentrées dans les régions agricoles de l'État de Washington, dans les vergers de pommiers et autres cultures à forte valeur ajoutée qui (avec la Californie) alimentent une grande partie des États-Unis.
Les stations météorologiques AgWeatherNet de niveau 1 disposent d'un ensemble de mesures conçu sur mesure pour les producteurs de cette région particulière. AgWeatherNet ingère les données de ces stations et produit un certain nombre de paramètres modélisés tels que des modèles de maladies, des modèles de ravageurs, des prévisions de gel et la surveillance du gel. Ces modèles sont extrêmement précieux pour les producteurs de la région, qui paient pour le système.
Ce qui est intéressant avec AgWeatherNet, c'est que même s'il ressemble à un réseau spatial dense, ces stations sont éloignées les unes des autres de plusieurs kilomètres. Ainsi, une station de niveau 1 située dans une vallée peut mesurer 2 °C de différence par rapport à un verger situé au sommet de la colline. Cela signifie que si l'on surveille en permanence la température et l'humidité dans la vallée et que l'on prédit l'apparition d'une maladie fongique, cette prédiction sera différente de la réalité au sommet de la colline.
Pour résoudre ce problème, AgWeatherNet permet aux producteurs individuels d'acheter et d'installer des systèmes de niveau 2 (figure 14).
La figure 14 montre une station météorologique tout-en-un ATMOS 41 utilisée dans le réseau AgWeatherNet. Elle n'a pas les spécifications de précision des stations de niveau 1, mais le manque de précision à l'échelle du point est presque sans conséquence par rapport à la différence spatiale des paramètres météorologiques à mesure que vous vous éloignez des sites de niveau 1. Ces stations de niveau 2 comblent les lacunes des observations de niveau 1 et AWN peut alors utiliser l'intelligence artificielle avec ces observations pour effectuer des prévisions hyperlocales pour les producteurs qui ont installé ces stations. Cette stratégie a permis de prévoir les moisissures, les épidémies de parasites ou les épisodes de gel sur le site d'un producteur donné. Il est facile de voir comment chaque type de station météorologique joue un rôle clé en fournissant aux parties prenantes des données essentielles pour la prise de décision.
Il est difficile de prévoir le temps si vous ne pouvez même pas l'observer. En dehors de l'Afrique du Sud, il n'existe pratiquement aucun système de surveillance météorologique sur l'ensemble du continent subsaharien. Cela a de nombreuses répercussions négatives sur les prévisions météorologiques, sur l'assurance des récoltes et sur l'agriculteur africain. C'est l'une des raisons pour lesquelles il a été difficile de faire adopter des pratiques agricoles efficaces en Afrique. Pour contribuer à résoudre ce problème, METER s'est associé à l'Observatoire hydrométéorologique transafricain(TAHMO) pour installer 20 000 stations météorologiques en Afrique.
TAHMO avait des considérations importantes qui déterminaient la valeur des performances des stations météorologiques qu'elle souhaitait installer. Tout d'abord, elle avait besoin d'une installation simple car les équipes au sol ne sont pas particulièrement qualifiées. Dans de nombreuses régions d'Afrique, il est extrêmement difficile de se rendre sur le terrain en raison des troubles civils, de l'instabilité politique et des activités malveillantes. Il est donc difficile et très coûteux d'effectuer des visites de maintenance de routine dans des champs situés à moins d'un an d'intervalle.
La station météorologique tout-en-un ATMOS 41 a été spécialement conçue pour le projet TAHMO afin d'être ultra-robuste malgré les conditions météorologiques difficiles, sans pièces mobiles susceptibles de se briser. TAHMO a maintenant installé plus de 500 de ces stations météorologiques en Afrique et constitue, à ce jour, le plus grand réseau météorologique opérationnel sur le continent africain. Ces stations ont un temps de fonctionnement d'environ 95 %, alors que, fait intéressant, les systèmes météorologiques pour l'aviation en Afrique subsaharienne fonctionnent généralement avec un temps de fonctionnement d'environ 67 %.
Aux États-Unis, le National Weather Service (division de la NOAA) met en place un réseau de systèmes de surveillance météorologique répartis sur l'ensemble du territoire, dont les données sont intégrées dans des modèles prospectifs qui aident à prévoir le temps. Les chercheurs constatent que la mise en place d'un réseau clairsemé de systèmes de surveillance météorologique très coûteux a donné d'excellents résultats. Mais les lacunes spatiales de ces réseaux de surveillance météorologique constituent un problème, en particulier pour les producteurs agricoles et les éleveurs. Ils ont besoin de savoir ce qui se passe là où ils se trouvent.
Les mesonets constituent une solution pratique pour combler les lacunes en matière de données entre les grands systèmes complexes de surveillance météorologique. Le Montana Mesonet compte actuellement 57 stations météorologiques réparties dans tout l'État et, grâce à des partenariats avec les secteurs public et privé, de nouvelles stations sont ajoutées chaque année. À chaque endroit, l'équipe du Montana Mesonet installe des stations météorologiques tout-en-un METER, des capteurs d'humidité du sol, NDVI
des capteurs et des enregistreurs de données qui s'intègrent à ZENTRA CloudLe système de mésonet de l'État du Montana : un logiciel web facile à utiliser qui s'intègre de manière transparente dans des applications tierces par le biais d'une interface de programmation (API). Kevin Hyde, coordinateur du Mesonet de l'État du Montana, explique que le système permet d'améliorer la distribution spatiale et la fiabilité. Lors du choix de l'équipement, nous nous sommes posé la question suivante : "Quel type de technologie devrions-nous utiliser ? Quel type de technologie devrions-nous utiliser ? Elle devait offrir une grande intégrité des données. Elle devait être facile à déployer et à entretenir. Et elle devait être rentable. Il n'y a pas beaucoup de monde dans ce secteur. Les systèmes METER sont discrets, abordables et fiables. Je regarde d'autres mesonets, et ils ne peuvent pas se permettre de se développer davantage parce qu'ils s'appuient sur des systèmes importants, complexes et coûteux. C'est là que le système METER entre en jeu".
Lire l'intégralité de l'étude de cas Montana Mesonet->
En résumé, ce sont vos besoins de mesure et votre application qui définissent les performances et la valeur d'une station météorologique donnée. Les questions importantes à se poser avant d'acheter sont les suivantes :
Si vous réfléchissez aux différents facteurs qui déterminent la performance par rapport à vos besoins de mesure, il devient alors beaucoup plus facile de décider ce qui est important, et vous pouvez trouver la meilleure valeur.
Nos scientifiques ont des dizaines d'années d'expérience pour aider les chercheurs et les cultivateurs à mesurer le continuum sol-plante-atmosphère.
Une serre est un environnement intéressant pour effectuer des mesures. Certaines stations tout-en-un sont bien adaptées à la serre. L'astuce consiste à trouver une suite de mesures qui n'inclut pas les précipitations, de sorte que vous ne payez pas un supplément pour cette mesure. L'éclairage artificiel est l'une des difficultés rencontrées dans les serres. Si vous essayez de mesurer le rayonnement photosynthétiquement actif, vous devrez faire attention à votre capteur quantique, car la plupart des serres utilisent des éclairages LED qui émettent par bandes discrètes. Si votre capteur quantique ne mesure pas dans cette bande, vous obtiendrez une mauvaise réponse. Mais il existe de nombreuses options si vous ne recherchez que la température et l'humidité. Même le vent est parfois important. Mais je vous conseillerais plutôt l'une des stations météorologiques tout-en-un pour cette application.
Il s'agit d'une question complexe, car la majeure partie de la consommation d'énergie des systèmes de surveillance météorologique est liée à la diffusion des données vers le site cloud. Si vous avez besoin d'une observation en temps quasi réel, la plupart des stations météorologiques peuvent enregistrer toutes les 5 à 15 minutes. Mais la plupart des personnes qui effectuent une étude de terrain sur le continuum sol-plante-atmosphère collectent des données toutes les 30 à 60 minutes. Vous pouvez programmer votre enregistreur et certaines stations météorologiques sont préprogrammées pour vous donner les vitesses maximale et minimale des rafales de vent afin que vous n'ayez pas à suréchantillonner, ce qui vous évitera de devoir effectuer le post-traitement de téraoctets de données.
Les stations tout-en-un sont conçues pour cette application. Vous pouvez trouver des stations tout-en-un de l'ordre de 2 000 dollars qui effectueront des mesures précises. Vous pouvez en placer plusieurs dans le vignoble, en fonction de la topographie, pour comprendre les différences spatiales qui détermineront vos décisions en matière d'irrigation dans ce vignoble.
Vous pouvez acheter un capteur de niveau 1, tel qu'un capteur météorologique py ranométrique de niveau 1 dont la traçabilité remonte à Davos, et comparer vos mesures du rayonnement solaire à cette norme. Vous pouvez également acheter un thermomètre à résistance de platine bien étalonné, équipé d'un bouclier antirayonnement aspiré pour mesurer la température de l'air. Vous comparerez alors vos mesures de la température de l'air à cet étalon. Si vous effectuez ces études sur le long terme, vous pouvez quantifier la dérive d'un capteur particulier et formuler des recommandations raisonnables pour le réétalonnage. À METER, nous avons passé beaucoup de temps à faire cela avec notre station météorologique ATMOS 41. Nous quantifions la dérive que nous avons observée et formulons des recommandations de réétalonnage ou de remise à neuf qui sont raisonnables.
Les coûts de maintenance peuvent être importants. L'envoi de personnes chargées de l'entretien des stations météorologiques dans de vastes réseaux est coûteux. La plupart des fabricants de stations météorologiques offrent une bonne assistance. Si vous avez un problème, vous pourrez donc trouver la réponse. Toutefois, si vous assistez aux réunions de l'American Meteorological Society et que vous examinez les nouveaux instruments, vous constaterez qu'un certain nombre de nouvelles entreprises proposent des offres qui ressemblent aux instruments d'entreprises réputées ayant une longue expérience. Ces nouvelles stations peuvent ne pas avoir les mêmes performances. Vous devez donc vous assurer d'acheter auprès d'une entreprise réputée.
Il est extrêmement important de savoir quand vos différents capteurs ont été produits et calibrés, et de connaître la hauteur et l'emplacement des capteurs. Les recommandations de l'OMM garantissent que vous disposez des métadonnées appropriées, mais même dans les applications de recherche, les métadonnées peuvent faire le succès ou l'échec d'une étude. Il se peut qu'un collègue parte et que son cahier de laboratoire ait soudainement disparu. Vous recevez des données, mais vous ne savez pas ce qu'elles signifient parce que vous avez perdu toutes les informations complémentaires. À METER, nous avons passé beaucoup de temps à rendre les métadonnées disponibles depuis le capteur jusqu'à l'enregistreur de données ZL6 et jusqu'à ZENTRA cloud . Vous disposez ainsi de ces métadonnées dans tous vos enregistrements permanents
La station météorologique tout-en-un ATMOS 41 est un instrument trois saisons, elle n'est donc pas chauffée. En hiver, le principal inconvénient est que votre entonnoir se remplira de neige et que vous n'obtiendrez aucune mesure des précipitations pendant la période de gel de l'année. De plus, la neige et la glace risquent de boucher l'ouverture de l'anémomètre sonique et d'atténuer la vitesse du vent ainsi que la température de l'air. Une bonne mesure des précipitations en hiver est un processus assez intensif. Il s'agit généralement d'une jauge de pesage chauffée sur laquelle on ajoute un peu d'huile et d'antigel pour éviter qu'elle ne gèle ou ne s'évapore. Il s'agit donc d'un processus gourmand en énergie et assez difficile à réaliser correctement.
D'après le tableau 1 du document "Measurement and Reporting Practices for Automatic Agricultural Weather Stations", la séquence de mesure interne de l'enregistreur ATMOS 41 est conforme aux directives relatives aux intervalles d'échantillonnage pour les variables météorologiques énumérées. L'enregistreur de données ZL6 peut être configuré pour rapporter les valeurs toutes les heures, comme indiqué dans le tableau 1 ; cependant, certaines valeurs instantanées min/max ne sont pas disponibles lorsque vous utilisez le ZL6 pour l'acquisition et la transmission des données. Consultez le manuel de l'utilisateur ATMOS 41 pour plus de détails sur les valeurs de sortie traitées par les enregistreurs de données METER.
Le ATMOS 41 est un capteur de microclimat, vous devez donc le positionner de manière à ce qu'il soit représentatif du climat correspondant aux questions de recherche que vous vous posez. La FAO56 donne des directives sur le positionnement et la taille des capteurs, donc si vous avez l'intention d'utiliser le capteur pour l'ET de référence, suivez ces directives. L'empreinte d'une mesure micrométéorologique dépend de la hauteur du (des) capteur(s), de la vitesse du vent et du flux de chaleur sensible et n'est pas un calcul simple.
Le site ZL6 effectue une mesure à partir de chacun des ports de capteur utilisés toutes les 60 s. Toutefois, l'intervalle de mesure minimal est de cinq minutes pour le téléchargement des données vers ZENTRA Cloud . Un intervalle de mesure d'une minute est possible si vous désactivez le téléchargement des données vers ZENTRA Cloud , et ces instructions sont disponibles sur demande.
Le site ATMOS 41 mesure le rayonnement solaire et la température toutes les 10 s et enregistre les valeurs instantanées. Lorsqu'il est interrogé, le site ATMOS 41 affiche la moyenne des mesures instantanées depuis la dernière interrogation.
Le site ATMOS 41 mesure la vitesse et la direction du vent toutes les 10 secondes et enregistre les composantes instantanées du vecteur vent. Lorsqu'il est interrogé, le site ATMOS 41 fournit la moyenne des mesures instantanées depuis la dernière interrogation pour la vitesse et la direction du vent et la valeur instantanée maximale de la vitesse du vent pour la rafale de vent.
Si vous utilisez un enregistreur non-METER, le site ATMOS 41 peut être balayé toutes les trois secondes, mais il n'est pas nécessaire de suréchantillonner le site ATMOS 41 et de calculer les moyennes, les accumulations et les maximums dans les systèmes de données externes, car le site ATMOS 41 possède une séquence de mesure interne [voir le guide de l'intégrateur pour plus d'informations]. Un échantillonnage moins fréquent présente l'avantage supplémentaire de réduire la consommation d'énergie des systèmes d'acquisition de données et de ATMOS 41.
Oui. Il n'y a aucun moyen d'obtenir des données significatives du ATMOS 41 sans l'alimenter en permanence et laisser sa séquence de mesure interne fonctionner. Le ATMOS 41 pourrait être mis sous tension à un intervalle déterminé, autorisé à prendre la première série de mesures, puis celles-ci pourraient être émises. Mais ce système ne prendrait pas en compte la quasi-totalité des précipitations, ni la quasi-totalité des éclairs, et ne prendrait qu'une seule valeur instantanée de la vitesse et de la direction du vent, ce qui n'a pratiquement aucun sens compte tenu de la variabilité inhérente au vent. Il convient de noter que le site ATMOS 41 a été spécialement conçu pour consommer le moins d'énergie possible en mode continu normal. La consommation moyenne de courant est de l'ordre de 200 micro-ampères. Même si le dispositif d'acquisition de données non-METER ne fonctionne qu'avec quelques piles AA, il devrait être capable de supporter cette consommation d'énergie pendant très longtemps.
Vous pouvez consulter le site ATMOS 41 pour des essais comparatifs et des données sur la variabilité d'un capteur à l'autre.
La limite inférieure pratique de la vitesse du vent est d'environ 0,03 m/s pour notre anémomètre sonique. C'est beaucoup mieux que les anémomètres à coupelle, par exemple, qui ont du mal à effectuer des mesures inférieures à 0,5 m/s au minimum en raison de la difficulté à démarrer et à s'arrêter. Les anémomètres soniques peuvent mesurer des vitesses cinq fois inférieures, mais ils n'affichent pas nécessairement le zéro absolu.
The ATMOS 41 collects all of the information necessary to correct for absorbed radiation in a biophysical model. Because the ATMOS 41 also measures wind speed and solar radiation, it is possible to use a simple energy balance calculation to correct the Tair measurement. After correction, error decreases to < 0.5 °C and yields better accuracy than commonly used passive ventilation radiation shields.
L'équation et les résultats expérimentaux sont disponibles dans notre note d'application et dans la vidéo ci-dessous.
1. L'emplacement : Assurez-vous que l'emplacement que vous choisissez pour un système de surveillance météorologique vous permettra d'obtenir les réponses aux questions que vous vous posez. Si vous souhaitez une surveillance météorologique générale, assurez-vous que l'emplacement est éloigné (au moins 3 fois la hauteur de l'obstacle le plus élevé) de tout obstacle au vent. Assurez-vous que la végétation est représentative et que la situation topographique est représentative. Les toits sont généralement peu propices, tout comme les vallées profondes ou les sommets de collines. Si vous recherchez une référence ET, vous devrez déployer votre système dans un champ avec au moins quelques mètres de culture de tous les côtés de l'installation. Assurez-vous également que rien ne viendra ombrager le capteur de rayonnement solaire.
2. Hauteur : De nombreux groupes montent le site ATMOS 41 à une hauteur de 2 m, car c'est la norme pour l'évapotranspiration de référence. D'autres vont plus haut pour les observations météorologiques. Certains le déploient même dans la canopée pour des questions de recherche spécialisées. Vous pouvez facilement déployer l'appareil à la hauteur que vous souhaitez, à condition d'avoir l'appareil de montage adéquat.
3. Appareil de montage : Le ATMOS 41 est conçu pour être monté sur une tige verticale (voir le manuel d'utilisation et le guide de démarrage rapide pour les dimensions exactes). Il est souvent déployé sur un poteau vertical ancré par des haubans ou un trépied de bonne qualité. Certains le montent même sur des poteaux en T, de préférence avec des haubans pour plus de stabilité.
4. Niveau : Ceci est important pour le site ATMOS 41. Vous devez avoir un niveau à 2 degrés près en X et en Y. Il y a un niveau à bulle sous l'entonnoir de pluie que vous pouvez voir d'en bas et utiliser pour obtenir le niveau. Le ATMOS 41 fournit également les niveaux X et Y en sortie standard, ce qui vous permet de vous assurer que vous êtes à 2 degrés du zéro. Vous devrez utiliser les haubans pour mettre l'appareil de montage à niveau ou ajouter des cales pour obtenir un niveau correct.
5. Vérifiez le flux de données avant de quitter le terrain : Munissez-vous d'un ordinateur portable (ou d'un appareil de poche si vous utilisez l'enregistreur de données ZL6 ) et du logiciel adéquat pour vous assurer que toutes les connexions sont bonnes et que votre système d'acquisition de données enregistre et/ou transmet les données correctement. Une bonne pratique consiste à tout installer d'abord au laboratoire ou au bureau, à résoudre les problèmes éventuels, puis à se rendre sur le terrain.
6. Emportez toujours une panoplie complète d'outils : Vous ne savez jamais vraiment ce dont vous aurez besoin pour résoudre des situations particulières.
7. Mettez de l'ordre dans les câbles : Le mode de défaillance le plus important pour les capteurs environnementaux d'un système de surveillance météorologique est le câblage. En attachant un fil supplémentaire au mât de montage, vous éviterez qu'il ne soit accroché par des animaux ou qu'il ne soit ballotté par des tempêtes de vent et débranché de l'enregistreur de données. Protéger le câblage dans une cage ou un autre conteneur est une bonne chose si vous en avez la possibilité. Tous ces éléments donnent à l'installation un aspect plus professionnel, ce qui est un avantage supplémentaire.
8. Pour plus d'informations : Visionnez le webinaire ci-dessous-7 erreurs d'installation de stations météorologiques à éviter
Nos scientifiques ont des dizaines d'années d'expérience pour aider les chercheurs et les cultivateurs à mesurer le continuum sol-plante-atmosphère.
Nous avons effectué des tests de comparaison entre ATMOS 41 et des capteurs non-METER de haute qualité et de niveau recherche, ainsi que des tests de séries temporelles pour la variabilité d'un capteur à l'autre. Voici les résultats.
Une comparaison des méthodes courantes de surveillance météorologique, des avantages et des inconvénients, et des technologies susceptibles de s'appliquer à différents types de recherche sur le terrain.
Les instruments de laboratoire et de terrain utilisés conjointement peuvent fournir aux chercheurs une symphonie d'informations et constituer des outils puissants pour comprendre les données et prévoir le comportement d'un sol dans le temps.
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