科学測候所の性能データと気象センサーの比較
我々は、ATMOS 41 vs. 高品質で研究グレードの非METERセンサーの比較テストを実施し、センサー間変動の時系列テストを行った。以下はその結果である。
気象モニタリングシステムの比較：どれが最適？
研究者であれば、研究現場で気象パラメータをモニタリングする理由は実質的に無限であることをご存じでしょう。残念なことに、これらの測定を行うために利用可能なオプションもまた無限であるため、どのウェザーステーションや気象モニタリングシステムがあなたのユニークな状況に適しているかを知りたいときには、気が遠くなることがあります。
METERの科学者たちは、気象観測所の設置、フィールド実験からのデータのモニタリング、解釈、公表に何千時間も費やしてきました。長い時間をかけて、私たちは高品質の気象データを得る方法について多くのことを学んできました。この記事では、そのノウハウをご紹介します。一般的な気象モニタリング方法の比較、長所と短所、そしてどのテクノロジーが異なるタイプのフィールド研究に適用できるかについては、以下のビデオをご覧になるか、記事をお読みください。また、現代の気象モニタリングが単なる測候所以上のものである理由についてもご紹介します。
気象モニタリングシステム：性能と価格のスイートスポット
図2は測候所の性能と価格を比較したグラフである。理想的な世界では、価格が高いほど品質も高くなり、価格対性能の連続線は直線になる。しかし、ウェザーステーションの選択は価格対性能という厳密なものではない。図2において、横軸は「価値」軸である。もしある測候所が価格対性能比に優れていれば（つまり、購入可能な価格で適切な性能を得ることができれば）、その測候所は独自の測定ニーズに対してより高い価値を提供することになる。
気象観測システムの価値に影響を与える要因
図2のx軸に示されているウェザーステーションの価格は設定されているので、値を変えるのはy軸、つまり特定の用途における機器の性能だけである。気象観測システムの相対的な性能には、次のようなさまざまな要因が影響する：
- 堅牢性
- 精度
- 設置およびメンテナンスの要件 測定スイート
- 遠隔データ収集
- リアルタイムのデータ可視化
- 4シーズン対応
- 電源要件
性能は、お客様独自の測定ニーズによって決まります。例えば、日常的にアクセスできない遠隔地で計測を行う場合は、極めて堅牢な計測器が必要になります。また、人命に関わる場合（センサーが壊れて鉄砲水が検知されない場合、人命が危険にさらされる可能性がある）には、堅牢な気象モニタリング機器が必要になります。このような状況では、気象モニタリングシステムの堅牢性が相対的な性能を左右することになる。その他のシナリオとしては、以下のようなものが考えられる：
シナリオ1：あなたは気候変動の影響を研究するために気温をモニターしている気候学者かもしれない。その場合、数十年にわたって継続的に正確な気温の記録が必要になります。この場合、測候所または気象モニタリング・ソリューションの精度と安定性の両方が、測定ニーズに対する性能を左右する原動力となります。
シナリオ2：遠隔地の測候所の巨大なネットワークを運用している場合、メンテナンスや設置のために現地に赴くコストが大きく、そもそも機器を購入するコストを凌駕してしまう。
シナリオ3：研究者はしばしば専門的な測定を必要とする。研究課題に答えるためには、気温、湿度、降雨量などの典型的な気象測定値以上のものが必要になる場合があります。この場合、必要な特殊な測定値を含む測定スイートのタイプが、ウェザーステーションの性能を左右します。
シナリオ4：システムによっては3シーズン対応と4シーズン対応のものがある。4シーズンシステムは加熱式で、高緯度の冬期でも機能し、正確な結果を得ることができる。冬期の降水量を研究する場合は、雪の降水量を捕捉できる加熱式雨量計が必要です。しかし、農業研究をしているのであれば、植物は成長しないので、四季システムは重要ではないでしょう。
シナリオ5：遠隔地でモニタリングする場合は、電力要件が重要になります。移動時間とコストを削減するため 、電力 要件の 低い バッテリー駆動のシステムが必要です。 このように、性能対価値のグラフでは、気象モニタリングの要件を満たさないソリューションは価値軸上で低くなり、要件を満たすものは価値軸上で高くなります。例えば、あるWMOグレードのシステムに定期的なメンテナンスが必要で、ネットワークの規模を拡大できない場合、図3に示すように、価値軸が低くなる可能性がある。
あるいは、水収支の調査を行うのであれば、精密な雨量計が必要になる。しかし、より高価なオールインワン・ウェザーステーションには、水滴がドラムに当たって発生する音を測定する初歩的な雨量計しか付いていないかもしれない。これでは、この特別なシステムの性能と価値が下がってしまう（図4）。
そのため、一度測定ニーズを決定し、様々なシステムを価値軸上に並べると、どのシステムがあなたにとってより価値があるのか、またそれらがコストの連続体のどの位置にあるのかがわかります。これにより、アプリケーションにどのシステムを使うべきかについて、より賢明な判断ができるようになる。
測候所のクラス
以下に、市場で見かけるさまざまな種類とクラスのウェザーステーションの定義を示す。
航空クラスの気象観測システム
航空クラスの気象観測システムは、その特殊な観測によって差別化されている。
図2において、性能対価格の連続体を見ると、航空システムが性能と価格の両方が非常に高い（つまり20万ドル以上）右上隅を占めているのはそのためである。例えば、パイロットが合理的に見ることができる距離を示す視界・現況気象センサー、cloud の高さを示す天井計、凍結雨や氷の蓄積を示す計器などが含まれる。これらの特殊な測定は、ほとんどの気象モニタリング・ソリューションでは見られないが、航空気象システムの性能を左右する。航空システムはまた、VHF通信と冗長電話システムによる特殊な通信も行っている。また、人間の健康と安全がこれらのシステムに依存しているため、極めて堅牢で、（熱帯地方でない限り）4シーズン性能を備えている。加えて、航空システムの精度は非常に高く、これらのデータのほとんどは気候学的記録に組み込まれている。
WMOクラス気象観測システム
世界気象機関（WMO）に準拠した気象観測システムは、多くの国の国家気象ネットワークでしばしば見られる。また、いくつかの中規模メソネットはWMOの勧告やガイドラインに準拠している。
WMOの気象観測システムには、10メートルの高さの観測タワーが必要であり、その他の観測は2メートルや3メートルの低層で行われる。WMOに準拠したシステムには四季の機能が必要で、これらのデータは気候学的記録にも反映されるため、高い精度が要求される。これらのシステムのコストは高く、約20,000ドルから50,000ドルで、さらに年間運用コストを押し上げる大きなメンテナンスが必要となる。つまり、高密度の空間ネットワークにはコストがかかりすぎるのだ。
カスタム気象モニタリングシステム
研究者はしばしば、彼らが答えようとしている研究課題に合わせた測定スイートを備えたカスタム気象モニタリングシステムを必要とする。また、一部の気象ネットワークでは、利害関係者のニーズを満たす測定スイートを備えたカスタム気象ステーションを使用しています。そのため、通常の気象パラメーターの測定に加えて、ユーザーは以下のようなものを追加することができる：
- 表面温度測定用赤外線温度計NDVI
- 冗長雨量計
- 地表エネルギーバランス研究のための正味放射量
- 同位体比を測定する二重渦共分散システム
研究者がデータ収集のバックボーンに統合できる測定値はほぼ無限にある。図1の価格対性能の連続体において、これらのカスタム気象観測所システムがいずれかの軸に沿って散在しているのはそのためである。これらの気象モニタリング・システムは、非メソネットや非国家気象ネットワークで使用されているのをよく見かける。
科学グレードのオールインワン気象観測所
この20年間で、オールインワン型ウェザーステーションが急増している。これは、データ収集バックボーンにカスタムセンサーを統合したウェザーステーションをつなぎ合わせる代わりに、多くのメーカーが様々なウェザーセンサーを小型パッケージのオールインワンステーションに統合していることを意味する。
オールインワン型ウェザーステーションにはさまざまなタイプがあり、測定スイートや価格帯もさまざまな選択肢がある。オールインワン気象観測所の価格は、測定スイートや3シーズン用か4シーズン用かにもよるが、1000ドルから5000ドルの間である。オールインワン型ウェザーステーションの利点は、設置やメンテナンスがカスタムやWMOの気象モニタリングシステムよりもはるかに複雑でないことである。そのため、高密度の測候所ネットワークを構築するのに適しています。多くの場合、WMOクラスの測候所がネットワークのバックボーンを構成しています。そして、オールインワン気象観測所がこれらのWMOクラス気象観測所間の空間的なギャップを埋めることで、より豊富な情報を持つ高密度なネットワークが実現する。オールインワン型測候所の欠点は、1つの高さでしか測定できないため、WMOの勧告に厳密に従えないことである。そのため、WMOの測候所にニッチがあるように、オールインワン測候所にもニッチがある。
趣味レベルの気象観測システム
気象モニタリング用のホビーグレードのウェザーステーションは、一般的に家庭や商業ビル向けに作られている。これらのステーションは特に頑丈ではなく、研究や長期的なモニタリングには適していない。
このような気象観測所の利点のひとつは、データ収集と通信システムが情報をコンソールに中継し、家や事業所での局所的な気象測定を可能にすることだ。アマゾンで検索すると、検索結果にこの種のウェザーステーションがたくさん出てくる。
どの気象モニタリングシステムを選ぶべきか？
以下のケーススタディから、研究者や生産者がどのように特定の用途に適した科学測候所を選択しているかをご覧ください。
ケーススタディ灌漑農業のためのFAO 56 ETo
Penman-Monteith式基準蒸発散量は、灌漑農業で一般的に行われる測定である。Penman-Monteith式は、草の表面またはアルファルファの表面からの蒸発散量または水分損失量を定量化する、力学的根拠に基づいた式である。例えば、十分に水を与えた草やアルファルファの表面があった場合、気象変数を方程式に差し込むことで、大気中に失われる水蒸気の量を示すことができる。
この測定は一般に、ブドウ園や果樹園などの高額な灌漑農業で使用されるが、農業用のセンターピボット・アプリケーションでも使用される。生産者は、水収支（システム内でどれだけの水が失われたか、あるいは得られたか）を知る必要があり、それによって正味の損失を灌漑水で補充することができる。そのため、この特別な測定のために、生産者は多くの異なる場所で局所的な測定が必要になることがある。
生産者は通常、この測定に複雑な気象モニタリングシステムを必要としない。必要なのは、セットアップが簡単で、設置が容易で、メンテナンスの必要性が低く、遠隔データアクセスが可能で、バッテリーの使用量が少ないものである。例えば、図10のデータロガーには小さなソーラーパネルがあるだけで、このウェザーステーションを無期限に稼働させることができる。
FAO 56基準蒸発散量用の気象モニタリングシステムを選択する主な要因は、日射量と降水量の両方が必要なことである。生産者は土壌中の水分を補給する降水量を知る必要があり、Penman Monteith（FAO 56）の基準蒸発散量測定には日射量測定が必要である。オールインワン・ステーションの中には、降水量と日射量の両方を持たないものもある。しかし、ATMOS 41オールインワン気象台は、日射量と降水量の両方を測定することができます。そのため、農業環境におけるこの種の気象モニタリングには適している。
図11は、ZL6 データロガーと連動するZENTRA Cloud データ管理ソフトウェアからのグラフである。
ZENTRA Cloudは、基準蒸発散量を日次および累積で自動的に測定します。作物係数を追加して、基準蒸発散量から真の蒸発散量に変換することができます。これにより、ATMOS 41 オールインワンウェザーステーション、ZL6 データロガー、ZENTRA Cloud ソフトウェアは、生産者にとって価値あるターンキーシステムとなります。
ケーススタディエベレストの気象モニタリング
キャンベル・サイエンティフィック社は、エベレストに設置される気象観測所のエンジニアリング・プロジェクトに携わっている。そのうちの1つは、世界で最も標高の高い場所に設置される気象観測所である。エベレスト山の条件は非常に厳しいため、このステーションの堅牢性が、この特殊な測定ニーズに対する性能を押し上げる重要な要素となっている。
これらのマウント・エベレスト・ステーションは、冬季のコンディションを常に測定するため、4シーズン対応の超堅牢なステーションである。万が一凍結した場合に備えて、氷や雪を排出するコーティングが施された冗長性のある特殊な風速計が備えられている。他の測定にも冗長性があることがわかるだろう。つまり、このプロジェクトは価格重視で進められたものではない。天候監視システムを維持するためのコストは、システムのコストを桁違いに上回るからだ。
ケーススタディワシントン州アグウェザーネット
ワシントン州立大学はワシントン州アグウェザーネットを運営している。図13の緑色の点は、アグウェザーネットのTier-1測候所の位置である。これらの気象観測所は、主にワシントン州の農業地域に集中しており、リンゴ園やその他の高額農作物が（カリフォルニア州とともに）米国の大部分を養っている。
アグウェザーネットのティア1気象観測所は、この特定地域の生産者のために作られた測定スイートを持っている。アグウェザーネットは、これらの気象観測所からデータを取り込み、病害虫モデル、害虫モデル、霜予測、霜モニタリングなど、数多くのモデル化されたパラメータを出力する。これらのモデルは、この地域の生産者にとって非常に貴重なものであり、彼らは実際にこのシステムにお金を支払っている。
AgWeatherNetの興味深い点は、一見密集した空間ネットワークのように見えるが、これらの観測所は何キロも離れているということだ。そのため、谷間に位置する正確なTier-1観測所は、丘の頂上にある果樹園の観測所とは2℃異なる気温を測定するかもしれない。つまり、谷間の温度と湿度を継続的にモニターし、ある真菌性疾患の予測を出したとしても、その予測は丘の頂上の現実とは異なるということだ。
この問題を解決するため、AgWeatherNetでは、個々の生産者がティア2システムを購入し、設置することを可能にしている（図14）。
図 14 は、AgWeatherNet で使用されているATMOS 41オール・イン・ワン測候所である。Tier-1ステーションの精度スペックはないが、Tier-1サイトから離れるにつれて気象パラメータに空間的な違いが生じるのに比べれば、ポイントスケールでの精度不足はほとんど取るに足らない。これらのTier-2ステーションはTier-1観測のギャップを埋め、AWNはこれらの観測とともに人工知能を使用して、これらのステーションを設置した生産者のために超ローカル予測を行うことができる。この戦略は、特定の生産者の場所でのカビ、害虫の発生、または霜の発生を予測するのに役立っている。各ウェザーステーションのタイプが、利害関係者に意思決定のための重要なデータを提供する上で、いかに重要な役割を果たしているかは一目瞭然である。
ケーススタディアフリカの気象モニタリング
天候を観測することもできなければ、天候を予測することは難しい。南アフリカ以外のサハラ以南のアフリカ大陸では、気象観測システムはほとんど存在しない。このことは、農作物保険やアフリカの農家にとっての気象予測に多くの悪影響を及ぼしている。アフリカで効率的な農法が採用されにくい理由のひとつでもある。この問題を解決するため、METERはアフリカ横断水文気象観測所（TAHMO）と提携し、アフリカに2万か所の気象観測所を設置した。
TAHMOには、設置するウェザーステーションの性能値を決める重要な考慮事項があった。まず、地上作業員は特に熟練していないため、簡単な設置が必要だった。また、アフリカの多くの地域では、内乱、政情不安、悪意のある活動などのため、現地を訪問することが非常に困難であるため、メンテナンスの少ない気象観測所が必要であった。そのため、1年未満の間隔でフィールドに定期的にメンテナンスに行くことは困難であり、非常にコストがかかる。
ATMOS 41オールインワン気象観測所は、TAHMOプロジェクトのために特別に設計されたもので、過酷な天候にも耐え、壊れる可能性のある可動部分がない超堅牢なものである。TAHMOは現在、アフリカに500台以上の気象観測所を設置しており、現時点でアフリカ大陸最大の運用気象ネットワークとなっている。興味深いことに、サハラ以南のアフリカの航空気象システムの稼働率は一般的に約67％であるのに対し、これらの観測所の稼働率は約95％である。
ケーススタディモンタナ・メソネット気象観測システム
通常アメリカでは、国立気象局（NOAAの一部門）が全国に散在する気象監視システムのネットワークを敷き、そのデータを気象予測に役立つフォワードルッキング・モデルに入力している。研究者たちは、非常に高価な気象監視システムのネットワークをまばらに設置することで、実にうまくいくことを発見している。しかし、こうした気象モニタリング・ネットワークの空間的なギャップは、特に農業生産者や牧場主にとっては問題である。彼らは自分たちのいる場所で何が起きているのかを知る必要がある。
メソネットは、大規模で複雑な気象監視システム間のデータギャップを埋める必要性に対する現実的な解決策を提示している。モンタナ・メソネットには現在57の気象観測所が州内に点在しており、公共部門と民間部門の両方とのパートナーシップにより、毎年観測所を増やしている。モンタナ・メソネット・チームは、それぞれの場所にMETER社製のオールインワン気象観測所と 土壌水分センサーを設置している、 NDVI
センサーとデータロガーZENTRA CloudAPIを通じてサードパーティのアプリケーションにシームレスに統合できる使いやすいウェブソフトウェア。モンタナ州メソネット・コーディネーターのケビン・ハイド氏によれば、このシステムにより、より優れた空間分布と信頼性が可能になるという。「機器を決めるとき、私たちは自問しました：どのような技術を使うべきか？データの完全性が高いこと。導入とメンテナンスが簡単であること。そして、費用対効果が高いこと。この分野にはあまり人がいません。METERシステムは知名度が低く、価格も手頃で、信頼性もある。他のメゾネットを見てみると、大規模で複雑、高価なシステムに頼っているため、これ以上増築する余裕がない。そこでMETERシステムの出番なのです」。
ウェザーステーションの疑問
要約すると、測定ニーズと用途によって、特定のウェザーステーションに求められる性能と価値が決まります。購入前の重要な質問
- この気象モニタリングシステムは、超堅牢でなければならないのだろうか？
- このシステムは超高精度で安定していなければならないのか？
- それとも2年に1度しか訪問できないのでしょうか？
- 特に必要な寸法は？
- ウェザーステーションは3シーズン対応か4シーズン対応か？
- 電源要件は？小型バッテリーで無限に稼働できますか？
もし、あなたの測定ニーズとパフォーマンスを関連付けるさまざまな要因について考え抜けば、何が重要かを決めるのが非常に簡単になり、最良の価値を見つけることができる。
質問は？
当社の科学者は、研究者や生産者が土壌-植物-大気の連続体を測定するのを何十年も支援してきた経験がある。
ウェザーステーションFAQ
温室用途に最適なウェザーステーションは？
温室は測定するのに興味深い環境です。温室に適したオールインワンステーションもある。コツは、降水量を含まない測定スイートを見つけることです。温室での課題の一つは人工照明です。もし光合成有効放射量を測定しようとしているのであれば、量子センサーに注意を払う必要がある。もし量子センサーがその帯域で測定できなければ、間違った答えが返ってくることになります。しかし、温度と湿度だけならいくらでも選択肢はあります。風も重要な場合がある。しかし、そのような用途にはオールインワンのウェザーステーションをお勧めする。
土壌・植物・大気の相互作用に関する従来の気象学的パラメータについて、最も頻度の高いデータロギングと最も頻度の低いデータロギングとはどのようなものだろうか？
というのも、気象観測システムにかかる電力費のほとんどは、データをcloud に送り返すための放送にかかるからだ。ほぼリアルタイムでの観測が必要な場合、ほとんどの気象観測所は5分から15分ごとに記録できる。しかし、土壌-植物-大気の連続体のフィールド調査を行っているほとんどの人は、30～60分ごとにデータを収集している。ロガーをプログラムすることができ、いくつかのウェザーステーションはあらかじめ最大風速と最小風速を出すようにプログラムされているので、サンプリングしすぎる必要はない。
丘陵地のブドウ畑のような粒度の高いモニタリングには、どのような気象モニタリングシステムをお勧めしますか？
オールインワン・ステーションは、この用途のために作られたものだ。2,000ドル台のオールインワン・ステーションで正確な測定ができます。地形に応じてブドウ園に数台設置し、空間的な違いを把握することで、そのブドウ園における灌漑の決定を下すことができます。
気象観測所のセンサーの性能とセンサーの再校正の必要性をどのようにテストしていますか？
ダボスへのトレーサビリティがあるTier-1日射計気象センサーのようなTier-1センサーを購入し、日射測定値をその標準と比較することができる。また、気温を測定するために、吸引式放射シールドを備えた、十分に校正された白金測温抵抗体を購入することもできる。そして、気温の測定値をその基準と比較するのだ。このような研究を長期にわたって行えば、特定のセンサーのドリフトを定量化し、再校正のための合理的な推奨事項を導き出すことができる。METERでは、ATMOS 41 ウェザーステーションの校正に多くの時間を費やした。観測されたドリフトを定量化し、再校正や改修のための合理的な勧告を出すのです。
これらのウェザーステーションを製造している様々な企業のメンテナンス費用やサポートへの対応はどのように計算されるのだろうか？
メンテナンス・コストはかなりのものになる。大規模なネットワークにあるウェザーステーションのメンテナンスに人を派遣するのは高くつく。ウェザーステーションのメーカーのほとんどは、良いサポートをしてくれる。そのため、何か問題があれば、答えを見つけることができるだろう。しかし、アメリカ気象学会の会合に出席し、新しい計測器を見てみると、長い実績のある評判の良い会社の計測器と似たような製品を提供している新しい会社が数多くある。これらの新しい観測所は、同じ性能を持っているとは限りません。ですから、評判の良い会社から買うようにする必要があります。
データシリーズとモデル計算の表現力にとって、メタデータはどの程度重要か？
様々なセンサーがいつ製造され、校正されたかを知ること、さらにセンサーの高さと位置を理解することは非常に重要である。WMOの勧告は、適切なサポートメタデータがあることを保証しますが、研究アプリケーションにおいても、メタデータが研究を左右することがあります。同僚が退職し、突然彼らの実験ノートが消えてしまうかもしれません。データは入ってきているが、裏付けとなる情報がすべて失われているため、そのデータが何を意味するのかわからない。METER では、センサーからZL6 データロガー、そしてZENTRA cloud に至るまで、メタデータを利用できるようにすることに多くの時間を費やしてきました。そのため、すべての永久的な記録にメタデータがあります。
冬の極端なコンディションで、ATMOS 41 の性能はどうでしたか？
ATMOS 41 オールインワン ウェザーステーションは、3シーズン対応の計器なので、暖房はありません。冬には、漏斗が雪でいっぱいになり、凍結期間中に降水量の測定ができなくなることが主な欠点です。また、雪や氷が音速風速計の開口部に詰まり、風速や気温が減衰する可能性もある。冬季の降水量測定は、かなり集中的なプロセスである。一般的には、凍結や蒸発を防ぐために少量の油と不凍液を入れた加熱式の計量器を使用する。そのため、電力を必要とし、正しく行うのはかなり難しい。
ATMOS 41 とZL6 は ASABE 自動農業気象台ガイドラインに適合しているか？
自動農業気象観測所の測定および報告慣行」の表1から、ATMOS 41 の内部測定シーケンスは、記載されている気象変数のサンプリング間隔ガイドラインを満たしています。ZL6 データロガーは、表 1 に記載されているように、毎時の値を報告するように設定できます。しかし、データ取得および配信にZL6 を使用する場合、一部の最小/最大瞬時値は利用できません。METER データロガーで処理される出力値の詳細については、ATMOS 41ユーザーマニュアルを参照してください。
ATMOS 41のフットプリントは？
ATMOS 41 は微気候センサーであるため、調査対象 の気候を代表するような位置に設置する必要があ る。FAO56はセンサーの位置とフィールドサイズのガイドラインを提示しているので、もしセンサーを基準ETに使用するつもりであれば、そのガイドラインに従ってください。微小気象測定のフットプリントは、センサーの高さ、風速、顕熱フラックスに依存し、単純な計算ではありません。
ATMOS 41 オールインワン ウェザーステーションの測定頻度は？
ZL6 は、使用中の各センサーポートから 60 秒ごとに測定を行う。ただし、ZENTRA Cloud にデータをアップロードするため、最小測定間隔は 5 分である。ZENTRA Cloud へのデータアップロードを無効にすれば、測定間隔を 1 分にすることも可能です。
ATMOS 41は日射量と気温を10秒に1回測定し、瞬時値を記録する。問合せがあった場合、ATMOS 41は前回の問合せ以降の瞬時測定値の平均値を出力する。
ATMOS 41は10秒に1回風速と風向を測定し、瞬間風ベクトル成分を記録する。ATMOS 41は、風速と風向については前回の問い合わせからの瞬時測定値の平均値を、突風については瞬時風速の最大値を出力する。
非 METER ロガーを使用する場合、ATMOS 41 を 3 秒ごとにスキャンできますが、ATMOS 41 には内部測定シーケンスがあるため、ATMOS 41 をオーバーサンプリングし、外部データシステムで平均、累積、および最大を計算する必要はありません[詳細についてはインテグレーターガイドを参照]。サンプリングの頻度が少ないと、データ収集システムとATMOS 41 の消費電力が減るという利点もある。
ATMOS 41は連続的に電源を供給する必要がありますか？
ATMOS 41から意味のあるデータを得るには、継続的に電源を入れ、内部測定シーケンスを動作させなければなりません。ATMOS 41に設定された間隔で電源を入れ、最初の測定セットを取らせ、それを出力することはできる。しかし、この方式では、ほとんどすべての降水、ほとんどすべての雷を見逃すことになり、風速と風向の単一の瞬間的な値を取得することになるが、これは風固有の変動を考慮するとほとんど無意味である。ATMOS 41は、通常の連続出力モードではできるだけ電力を消費しないように特別に設計されている。平均消費電流は200マイクロアンペアのオーダーである。METER以外のデータ収集装置が単三電池数本で動作するとしても、この消費電力を非常に長時間維持できるはずだ。
ATMOS 41風速計と他の音波風速計との比較は？
ATMOS 41の比較テストとセンサー間の変動データはこちら。
ATMOS 41の風速計測の実用的な下限は？
実用的な風速の下限は、音速風速計では約0.03m/sです。これは、例えばカップ式風速計のように、最低でも0.5m/sを下回ると、始動や停止が困難になるため、測定に苦労するのに比べればはるかに優れている。音速風速計はその5倍も低い値を読み取ることができるが、必ずしも絶対零度を読み取るわけではない。
ATMOS 41は放射シールドなしでどうやって正確な気温を記録しているのだろう？
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.
式と実験結果はアプリケーションノートと以下のビデオでご覧いただけます。
測候所設置のベストプラクティスとは？
1.場所：どのような気象モニタリング・システムを設置するにしても、その場所が、あなたが答えを求めている質問に対する答えを与えてくれる場所であることを確認してください。一般的な気象モニタリングを行うのであれば、風の障害となるものから遠く（最も高い障害物の少なくとも3倍の高さ）離れた場所であることを確認する。植生が代表的なものであること、地形が代表的なものであることを確認してください。屋上は一般的にかなり悪く、深い谷や丘の上も同様です。参考ETを探すなら、設置場所の四方に少なくとも数メートルの作物がある畑に設置したい。また、日射センサーを遮るものがないことを確認してください。
2.高さ：多くのグループがATMOS 41 を 2 m の高さに設置している。これは蒸発散量の基準として標準的だからである。気象観測のためにもっと高い場所に設置するグループもある。専門的な研究のためにキャノピーに設置するグループもある。適切な設置器具さえあれば、どんな高さでも簡単に設置できます。
3.取り付け器具：ATMOS 41は、垂直のロッドに取り付けるように設計されている（正確な寸法については、ユーザーマニュアルと クイックスタートガイドを参照）。多くの場合、ガイワイヤーか良質な三脚で固定された垂直ポールに設置される。T字型の支柱に取り付けるものもありますが、できればガイワイヤーで安定性を増すとよいでしょう。
4.レベル：これはATMOS 41にとって重要です。レインファンネルの下にバブル水準器があり、下から見て水平を確認することができます。ATMOS 41は標準出力としてXレベルとYレベルも出力するので、ゼロから2度以内であることを確認できる。適切な水平を得るためには、ガイワイヤーを使って取り付け器具を水平に引っ張るか、シムを追加する必要がある。
5.フィールドを離れる前にデータの流れをチェックする：ラップトップ（またはZL6 データロガーを使用している場合はハンドヘルドデバイス）と適切なソフトウェアを持って行き、すべての接続が良好であること、データ収集システムが適切にデータを記録および/または送信していることを確認する。ベストプラクティスは、まずラボまたはオフィスですべてをセットアップし、問題があればトラブルシューティングを行い、それから現場に行くことです。
6.常に完全なツールセットを持っていく：ユニークな状況のトラブルシューティングでは、何が必要になるかわからない。
7.配線を整理する気象モニタリングシステムの環境センサーの最大の故障モードは配線である。余分なワイヤーを取り付けマストにジッパーで結んでおけば、動物に引っ掛かったり、暴風で振り回されてデータロガーから外れたりするのを防ぐことができる。もしそうすることができるのであれば、配線をケージやその他の容器に入れて保護するのもいいでしょう。こうすることで、設置がよりプロフェッショナルに見え、さらにボーナスが得られます。
8.詳細はこちら：以下のウェビナーをご覧ください。ウェザーステーションの設置で避けるべき7つの間違い
さらに詳しく
当社の科学者は、研究者や生産者が土壌-植物-大気の連続体を測定するのを何十年も支援してきた経験がある。
測定に関する洞察
気象モニタリングシステムの比較：どれが最適？
一般的な気象モニタリング手法の比較、長所と短所、どの技術がさまざまなタイプのフィールド調査に適用できるか。
実験室用と現場用の測定器-両方を使うべき理由
ラボとフィールドの機器を一緒に使用することで、研究者に情報のシンフォニーを提供することができ、データを理解し、時間の経過とともに土壌の挙動を予測するための強力なツールとして使用することができる。
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