Como pesquisador, você sabe que as razões para monitorar os parâmetros meteorológicos no seu local de pesquisa são praticamente ilimitadas. Infelizmente, as opções disponíveis para fazer essas medições também são ilimitadas, o que pode ser desanimador quando se quer saber qual estação meteorológica ou sistema de monitoramento meteorológico é adequado para a sua situação específica.
Os cientistas da METER passaram milhares de horas instalando estações meteorológicas e monitorando, interpretando e publicando dados de experimentos de campo. Com o tempo, aprendemos muito sobre como obter dados meteorológicos de alta qualidade. Neste artigo, compartilhamos essa experiência com você. Assista ao vídeo ou leia o artigo abaixo para ver uma comparação dos métodos comuns de monitoramento meteorológico, seus prós e contras, e qual tecnologia pode ser aplicada a diferentes tipos de pesquisa de campo. Saiba também por que o monitoramento meteorológico moderno é mais do que apenas a estação meteorológica.
A Figura 2 é um gráfico que compara o desempenho da estação meteorológica com o preço. Em um mundo ideal, um preço mais alto equivaleria a uma qualidade mais alta, e a linha contínua de preço versus desempenho seria uma linha reta. Mas a escolha de uma estação meteorológica não é estritamente uma questão de preço versus desempenho. Na Figura 2, o eixo transversal é um eixo de "valor". Se uma estação meteorológica oferecer uma melhor relação preço/desempenho (o que significa que você pode obter exatamente o desempenho certo a um preço acessível), então essa estação meteorológica oferecerá um valor mais alto para suas necessidades exclusivas de medição.
Os preços das estações meteorológicas mostradas no eixo x da Figura 2 estão definidos, portanto, é apenas o eixo y ou o desempenho de um instrumento em sua aplicação específica que altera o valor. Muitos fatores diferentes afetam o desempenho relativo de um sistema de monitoramento meteorológico, tais como
O desempenho é definido por suas necessidades exclusivas de medição. Por exemplo, se estiver medindo em um local remoto onde não é possível acessar o local rotineiramente, você precisará de instrumentação extremamente robusta. Um equipamento de monitoramento meteorológico robusto também é necessário se a vida das pessoas estiver em risco (ou seja, se um sensor quebrar e uma inundação repentina não for detectada, a vida das pessoas pode estar em perigo). Portanto, nessas situações, a robustez de um sistema de monitoramento meteorológico determinará o desempenho relativo. Outros cenários podem ser os seguintes:
Cenário 1: Você pode ser um climatologista que monitora a temperatura do ar para estudar os efeitos da mudança climática. Nesse caso, você precisará de um registro contínuo e preciso da temperatura do ar por várias décadas. Nesse caso, tanto a precisão quanto a estabilidade de uma estação meteorológica ou de uma solução de monitoramento meteorológico é o fator determinante que afeta o desempenho em relação às suas necessidades de medição.
Cenário 2: se você estiver operando uma enorme rede de estações meteorológicas remotas e o custo de fazer uma viagem de campo para manutenção e instalação for significativo e, na verdade, superar o custo de aquisição do equipamento em primeiro lugar, possivelmente os requisitos de manutenção do instrumento são o que impulsiona o desempenho do seu aplicativo.
Cenário 3: Os pesquisadores geralmente precisam de medições especializadas. Você pode precisar de mais do que as medições meteorológicas típicas, como temperatura do ar, umidade e precipitação, para responder à pergunta da pesquisa. Nesse caso, o tipo de conjunto de medições que contém as medições especializadas de que você precisa é o que determina o desempenho da estação meteorológica.
Cenário 4: alguns sistemas têm recursos para três estações versus recursos para quatro estações. Os sistemas de quatro estações são aquecidos e podem funcionar e fornecer resultados precisos no inverno de alta latitude. Se estiver estudando a precipitação no inverno, precisará de um pluviômetro aquecido que possa captar a precipitação da neve. No entanto, se estiver fazendo um estudo agrícola, um sistema de quatro estações não será importante para você porque as plantas não estão crescendo.
Cenário 5: os requisitos de energia serão importantes se você estiver monitorando em um local remoto. Você precisará de um sistema alimentado por bateria com baixos requisitos de energia , para que possa reduzir o tempo e o custo da viagem. Assim, em um gráfico de desempenho versus valor, todas as soluções que não atendem aos seusrequisitos de monitoramentoclimáticose movem para baixo no eixo do valor, e as que atendem aos seus requisitos se movem para cima no eixo do valor. Por exemplo, se um determinado sistema de nível WMO precisar de tanta manutenção de rotina que não seja possível dimensionar a rede, ele poderá se mover para baixo no eixo do valor, conforme mostrado na Figura 3.
Ou, se estiver realizando um estudo de balanço hídrico, precisará de um pluviômetro de precisão. Entretanto, a estação meteorológica multifuncional mais cara pode ter apenas um pluviômetro rudimentar que mede o som gerado pelas gotas de água que batem em um tambor. Isso reduziria o desempenho e o valor desse sistema específico (Figura 4).
Assim, depois de determinar suas necessidades de medição e organizar os vários sistemas no eixo de valor, você poderá ver quais são os mais valiosos para você e onde eles estão no continuum de custo. Isso permite que você tome decisões mais bem fundamentadas sobre qual sistema usar para a sua aplicação.
Abaixo estão as definições dos vários tipos e classes de estações meteorológicas que você pode encontrar no mercado.
Os sistemas de monitoramento meteorológico da classe de aviação são diferenciados por suas observações especializadas.
É por isso que, na Figura 2, se você observar o contínuo de desempenho versus preço, os sistemas de aviação ocupam o canto superior direito, onde tanto o desempenho quanto o preço são muito altos (ou seja, mais de US$ 200.000). Eles podem incluir, por exemplo, um sensor de visibilidade e tempo presente que mostra a distância que um piloto pode ver razoavelmente, um ceilômetro que informa a cloud altura ou um instrumento que indica chuva congelante ou acúmulo de gelo. Essas medições especializadas não seriam encontradas na maioria das soluções de monitoramento meteorológico, mas elas impulsionam o desempenho dos sistemas meteorológicos da aviação. Os sistemas de aviação também têm comunicações especializadas com transmissão VHF e sistemas telefônicos redundantes. E, como a saúde e a segurança humana dependem desses sistemas, eles são extremamente robustos e incluem desempenho em quatro estações (a menos que estejam nos trópicos). Além disso, a precisão dos sistemas de aviação é muito alta porque a maioria desses dados é canalizada para o registro climatológico.
Os sistemas de monitoramento meteorológico em conformidade com a Organização Meteorológica Mundial (OMM) são frequentemente encontrados em redes meteorológicas nacionais em muitos países. Além disso, algumas mesonets de média escala seguem as recomendações e diretrizes da OMM.
Os sistemas de monitoramento meteorológico da OMM exigem uma torre para medições a dez metros, e outras medições são feitas mais abaixo no perfil atmosférico, a dois ou três metros. Os sistemas compatíveis com a OMM precisam de recursos para quatro estações e exigem alta precisão, pois esses dados também alimentam nosso registro climatológico. O custo desses sistemas é alto: aproximadamente US$ 20.000 a US$ 50.000, além de requisitos de manutenção significativos que aumentam o custo anual de operação. Isso significa que o custo é proibitivo para redes espaciais densas.
Os pesquisadores geralmente precisam de sistemas de monitoramento meteorológico personalizados com um conjunto de medições feito sob medida para a pergunta de pesquisa que estão tentando responder. Além disso, algumas redes meteorológicas usam estações meteorológicas personalizadas com um conjunto de medições que satisfaça as necessidades de suas partes interessadas. Portanto, além de medir os parâmetros meteorológicos normais, os usuários podem adicionar itens como:
Há um número quase infinito de medições que os pesquisadores podem integrar em um backbone de aquisição de dados. É por isso que, no continuum de preço versus desempenho na Figura 1, esses sistemas de estações meteorológicas personalizadas estão espalhados em ambos os eixos. Você verá com frequência esses sistemas de monitoramento meteorológico usados em redes meteorológicas que não são da mesonet e que não são nacionais.
Nas últimas duas décadas, vimos uma proliferação de estações meteorológicas multifuncionais. Isso significa que, em vez de montar estações meteorológicas com sensores personalizados integrados em um backbone de aquisição de dados, muitos fabricantes agora integram os vários sensores meteorológicos em uma estação multifuncional de pacote pequeno.
Há diferentes tipos de estações meteorológicas multifuncionais disponíveis, o que significa que você tem muitas opções diferentes de conjunto de medição e de preço. As estações meteorológicas multifuncionais custam entre US$ 1.000 e US$ 5.000, dependendo do conjunto de medições e se é um instrumento de três ou quatro estações. As vantagens das estações meteorológicas all-in-one são que a instalação e a manutenção são muito menos complexas do que os sistemas de monitoramento meteorológico personalizados ou da WMO. Isso as torna uma boa opção para redes densas de estações meteorológicas. Muitas vezes você verá estações da classe WMO compondo a espinha dorsal de uma rede. Em seguida, as estações meteorológicas multifuncionais preenchem as lacunas espaciais entre essas estações de classe WMO para uma rede mais densa com informações muito mais ricas. A desvantagem das estações meteorológicas multifuncionais é que elas não podem seguir rigorosamente as recomendações da OMM porque só fazem medições em uma altura. Portanto, as estações meteorológicas tudo-em-um têm seu nicho, assim como as estações da OMM têm o seu.
As estações meteorológicas de nível amador para monitoramento meteorológico são normalmente construídas para proprietários de casas e edifícios comerciais. Essas estações não são particularmente robustas e não são adequadas para pesquisas ou monitoramento de longo prazo.
Uma vantagem dessas estações é que o sistema de aquisição de dados e comunicação retransmite as informações a um console para medições meteorológicas localizadas em uma casa ou local de trabalho. Uma pesquisa na Amazon produzirá muitos desses tipos de estações meteorológicas nos resultados da pesquisa.
Explore os estudos de caso abaixo para saber como pesquisadores e produtores selecionam a estação meteorológica científica certa para sua aplicação específica.
A evapotranspiração de referência de Penman-Monteith é uma medida comumente feita na agricultura irrigada. A equação de Penman-Monteith é a equação de base mecanicista que quantifica a quantidade de evapotranspiração ou perda de água de uma superfície de grama ou de uma superfície de alfafa. Por exemplo, se você tiver uma superfície de grama ou alfafa bem irrigada, poderá inserir variáveis meteorológicas na equação para mostrar a quantidade de vapor de água que seria perdida para a atmosfera.
A medição é geralmente usada em agricultura irrigada de alto custo, como vinhedos e árvores frutíferas, mas também é usada em aplicações de pivô central para agricultura. Os produtores precisam saber o balanço hídrico (quanta água foi perdida ou ganha no sistema) para que possam repor a perda líquida com água de irrigação. Portanto, para essa medição específica, os produtores podem precisar de medições localizadas em muitos locais diferentes.
Normalmente, um produtor não precisa de um sistema de monitoramento climático complexo para fazer essa medição. Ele precisa de algo fácil de configurar, fácil de instalar, com baixos requisitos de manutenção, acesso remoto aos dados e pouco uso de bateria. Por exemplo, o registrador de dados na Figura 10 tem apenas um pequeno painel solar que fará essa estação meteorológica funcionar indefinidamente.
O principal fator para a escolha de um sistema de monitoramento meteorológico para a evapotranspiração de referência FAO 56 é a necessidade de radiação solar e precipitação. Os produtores precisam saber a quantidade de precipitação que reabastece a água no solo e precisam de uma medição da radiação solar para as medições da evapotranspiração de referência Penman Monteith (FAO 56). Algumas estações multifuncionais não têm precipitação e radiação solar. Entretanto, a estação meteorológica multifuncional ATMOS 41 mede a radiação solar e a precipitação. Portanto, essa é uma boa opção para esse tipo de monitoramento meteorológico no ambiente agrícola.
A Figura 11 é um gráfico do software de gerenciamento de dados ZENTRA Cloud que funciona com registradores de dados ZL6 .
ZENTRA Cloud faz medições automáticas da evapotranspiração de referência em uma base diária e cumulativa. Ele permite que você adicione os coeficientes de cultura para converter a evapotranspiração de referência em evapotranspiração real. Isso faz com que a estação meteorológica multifuncional ATMOS 41, o registrador de dados ZL6 e o software ZENTRA Cloud sejam um valioso sistema pronto para os produtores.
Diferentemente do estudo de caso anterior, em que a facilidade de instalação e manutenção de algumas medições especializadas era importante, a Campbell Scientific, Inc. está envolvida em um projeto de engenharia de estações meteorológicas implantadas no Monte Everest. Uma dessas estações é a estação meteorológica de maior altitude que está ativa no mundo. As condições no Monte Everest são extremamente adversas, portanto, a robustez dessa estação é o principal fator que aumenta o desempenho para essa necessidade específica de medição.
Essas estações do Monte Everest são ultra robustas, estações para quatro estações, pois medem constantemente as condições do inverno. Elas incluem anemômetros especializados redundantes com revestimentos para eliminar gelo e neve, caso um deles congele. É possível perceber que há redundância em algumas das outras medições também. Portanto, este não é um projeto que foi orientado por considerações de preço. A robustez é o principal fator porque o custo de manutenção do sistema de monitoramento meteorológico é muito maior do que o custo do sistema.
A Universidade Estadual de Washington administra a AgWeatherNet do Estado de Washington. Cada ponto verde na Figura 13 é o local de uma estação meteorológica de nível 1 da Ag Weather Net. Essas estações estão concentradas principalmente nas regiões agrícolas do Estado de Washington, em pomares de maçã e outras culturas de alto custo que (juntamente com a Califórnia) alimentam grande parte dos Estados Unidos.
As estações meteorológicas de nível 1 da AgWeatherNet têm um conjunto de medições feito sob medida para os produtores dessa região específica. A AgWeatherNet ingere dados dessas estações e gera vários parâmetros modelados, como modelos de doenças, modelos de pragas, previsão de geadas e monitoramento de geadas. Esses modelos são extremamente valiosos para os produtores da região, que de fato pagam pelo sistema.
O que é interessante sobre a AgWeatherNet é que, embora pareça uma rede espacial densa, essas estações estão a muitos quilômetros de distância. Portanto, uma estação de nível 1 precisa situada em um vale pode medir 2 °C diferente da estação em um pomar no topo da colina. Isso significa que se eles monitorarem continuamente a temperatura e a umidade no vale e fizerem uma previsão de uma doença fúngica, essa previsão será diferente da realidade no topo da colina.
Para resolver esse problema, a AgWeatherNet permite que produtores individuais comprem e instalem sistemas de nível 2 (Figura 14).
A Figura 14 mostra uma estação meteorológica ATMOS 41 tudo em um usada na AgWeatherNet. Ela não tem as especificações de precisão das estações de nível 1, mas a falta de precisão na escala de pontos é quase irrelevante em comparação com a diferença espacial nos parâmetros meteorológicos à medida que você se afasta dos locais de nível 1. Essas estações de nível 2 preenchem as lacunas nas observações de nível 1 e a AWN pode usar a inteligência artificial junto com essas observações para realizar previsões hiperlocais para os produtores que instalaram essas estações. Essa estratégia tem sido bem-sucedida em ajudar a prever mofo, surtos de pragas ou eventos de geada no local de um determinado produtor. É fácil ver como cada tipo de estação meteorológica desempenha um papel fundamental no fornecimento de dados essenciais às partes interessadas para a tomada de decisões.
É difícil prever o tempo se você não pode nem mesmo observá-lo. Fora da África do Sul, quase não há sistemas de monitoramento do clima em todo o continente da África Subsaariana. Isso tem muitas repercussões negativas na previsão do tempo para o seguro de safra e para o agricultor africano. Esse é um dos motivos pelos quais tem sido difícil adotar práticas agrícolas eficientes na África. Para ajudar a resolver esse problema, a METER fez uma parceria com o Trans African Hydro Meteorological Observatory(TAHMO) para instalar 20.000 estações meteorológicas na África.
A TAHMO tinha considerações importantes que determinavam o valor do desempenho das estações meteorológicas que desejava instalar. Em primeiro lugar, eles precisavam de uma instalação simples, pois as equipes de terra não são muito habilidosas. Eles também precisavam de uma estação meteorológica de baixa manutenção porque, em muitas regiões da África, é extremamente difícil fazer visitas ao campo devido a distúrbios civis, instabilidade política e atividades maliciosas. Portanto, viagens de manutenção de rotina para campos com menos de um ano de intervalo são difíceis e muito caras.
A estação meteorológica multifuncional ATMOS 41 foi projetada especificamente com o projeto TAHMO em mente para ser extremamente robusta, apesar das condições climáticas adversas, sem peças móveis que possam quebrar. A TAHMO já instalou mais de 500 dessas estações meteorológicas na África e, até o momento, é a maior rede meteorológica operacional do continente africano. Essas estações tiveram um tempo de atividade de aproximadamente 95%, enquanto, curiosamente, os sistemas meteorológicos de aviação na África Subsaariana geralmente funcionam com cerca de 67% de tempo de atividade.
Normalmente, nos EUA, o Serviço Nacional de Meteorologia (uma divisão da NOAA) instala uma rede de sistemas de monitoramento do clima espalhados pelo país, e esses dados são inseridos em modelos prospectivos que ajudam a prever o clima. Os pesquisadores estão descobrindo que a implantação de uma rede esparsa de sistemas de monitoramento meteorológico muito caros tem funcionado muito bem. Mas as lacunas espaciais nessas redes de monitoramento meteorológico são um problema, especialmente para os produtores agrícolas e pecuaristas. Eles precisam saber o que está acontecendo onde estão.
As mesonets apresentam uma solução prática para a necessidade de preencher as lacunas de dados entre sistemas de monitoramento meteorológico grandes e complexos. Atualmente, a Montana Mesonet tem 57 estações meteorológicas espalhadas por todo o estado e, por meio de parcerias com os setores público e privado, estão adicionando mais estações a cada ano. Em cada local, a equipe da Montana Mesonet instala estações meteorológicas multifuncionais METER, sensores de umidade do solo, NDVI
sensores e registradores de dados que se integram com ZENTRA CloudUm software da Web fácil de usar que se integra perfeitamente a aplicativos de terceiros por meio de uma API. Kevin Hyde, coordenador do Mesonet do Estado de Montana, diz que o sistema permite melhor distribuição espacial e confiabilidade. "Quando estávamos decidindo sobre o equipamento, nos perguntamos: Que tipo de tecnologia deveríamos usar? Ela tinha que fornecer alta integridade de dados. Tinha que ser fácil de implantar e manter. E tinha que ser econômica. Não há muitas pessoas nesse setor. Os sistemas METER são discretos, econômicos e têm confiabilidade. Observo algumas outras mesonets e elas não podem se dar ao luxo de expandir ainda mais porque dependem de sistemas grandes, complexos e caros. É aí que o sistema METER entra em ação."
Leia a íntegra do estudo de caso do Montana Mesonet->
Em resumo, suas necessidades de medição e aplicação definem o desempenho e o valor exigidos de uma estação meteorológica específica. Perguntas importantes a serem feitas antes da compra são:
Se você pensar nos vários fatores que impulsionam o desempenho em relação às suas necessidades de medição, será muito mais fácil decidir o que é importante e poderá encontrar o melhor valor.
Nossos cientistas têm décadas de experiência em ajudar pesquisadores e produtores a medir o contínuo solo-planta-atmosfera.
Uma estufa é um ambiente interessante para fazer medições. Algumas estações multifuncionais são bem adequadas para a estufa. O truque é encontrar um conjunto de medição que não inclua a precipitação, para que você não pague a mais por essa medição. Parte do desafio na estufa é a iluminação artificial. Se estiver tentando medir a radiação fotossinteticamente ativa, precisará prestar atenção ao seu sensor quântico, pois a maioria das estufas está usando iluminação LED, que emite em faixas discretas. Se o seu sensor quântico não fizer a medição nessa faixa, você obterá a resposta errada. Mas há muitas opções se você estiver apenas procurando por temperatura e umidade. Às vezes, até mesmo o vento é importante. Mas eu sugeriria uma das estações meteorológicas multifuncionais para essa aplicação.
Essa é uma questão complexa, pois a maior parte do gasto de energia dos sistemas de monitoramento meteorológico está na transmissão dos dados para o site cloud. Se você precisar de observação quase em tempo real, a maioria das estações meteorológicas pode registrar a cada 5 a 15 minutos. Mas a maioria das pessoas que faz um estudo de campo no continuum solo-planta-atmosfera coleta dados a cada 30-60 minutos. Você pode programar seu registrador e algumas estações meteorológicas são pré-programadas para fornecer as velocidades máximas e mínimas das rajadas de vento para que você não precise fazer uma amostragem excessiva, o que evitará que você tenha que fazer o pós-processamento de terabytes de dados.
As estações multifuncionais são feitas sob medida para essa aplicação. Você pode encontrar estações multifuncionais na faixa de US$ 2.000 que farão medições precisas. Você pode colocar várias dessas estações no vinhedo, dependendo da topografia, para entender as diferenças espaciais que vão orientar suas decisões de irrigação nesse vinhedo.
Você pode comprar um sensor de nível 1, como um sensor meteorológico de piranômetro de nível 1 que tenha rastreabilidade até Davos, e comparar suas medições de radiação solar com esse padrão. Você também pode comprar um termômetro de resistência de platina bem calibrado com uma proteção contra radiação aspirada para medir a temperatura do ar. Em seguida, compare suas medições de temperatura do ar com esse padrão. Se você fizer esses estudos a longo prazo, poderá quantificar o desvio em um determinado sensor e apresentar algumas recomendações razoáveis para recalibração. Na METER, passamos muito tempo fazendo isso com nossa estação meteorológica ATMOS 41. Quantificamos o desvio que observamos e apresentamos recomendações de recalibração ou reforma que fazem sentido.
Os custos de manutenção podem ser significativos. Enviar pessoas para fazer a manutenção das estações meteorológicas em grandes redes é caro. A maioria dos fabricantes de estações meteorológicas oferece um bom suporte. Portanto, se você tiver um problema, conseguirá encontrar a resposta. No entanto, se você participar das reuniões da Sociedade Americana de Meteorologia e observar a nova instrumentação, há várias empresas novas com ofertas que parecem semelhantes à instrumentação de empresas respeitáveis com um longo histórico. Essas novas estações podem não ter o mesmo desempenho. Portanto, é preciso certificar-se de comprar de uma empresa de boa reputação.
É extremamente importante saber quando seus vários sensores foram produzidos e calibrados, além de compreender a altura e a localização do sensor. As recomendações da WMO asseguram que você tenha os metadados de suporte corretos, mas mesmo em aplicações de pesquisa, os metadados podem ser decisivos para um estudo. Pode ser que um colega saia e, de repente, o caderno de laboratório dele desapareça. Você tem dados chegando, mas não sabe o que esses dados significam porque perdeu todas as informações de apoio. Na METER, dedicamos muito tempo a disponibilizar metadados desde o sensor, passando pelo registrador de dados ZL6 e chegando a ZENTRA cloud . Assim, você tem esses metadados em todos os seus registros permanentes
A estação meteorológica multifuncional ATMOS 41 é um instrumento para três estações, portanto, não é aquecida. No inverno, a principal desvantagem é que o funil se encherá de neve e você não obterá nenhuma medição de precipitação durante a parte congelada do ano. Há também a possibilidade de que a neve e o gelo possam obstruir a abertura do anemômetro sônico e atenuar a velocidade do vento, bem como a temperatura do ar. Uma boa medição de precipitação no inverno é um processo bastante intensivo. Normalmente, é necessário um medidor de pesagem aquecido no qual se coloca um pouco de óleo e anticongelante para garantir que ele não congele ou evapore. Portanto, é um processo que consome muita energia e é muito difícil de ser feito corretamente.
A partir da Tabela 1 de "Measurement and Reporting Practices for Automatic Agricultural Weather Stations" (Práticas de medição e relatório para estações meteorológicas agrícolas automáticas), a sequência de medição interna do ATMOS 41 atende às diretrizes de intervalo de amostragem para as variáveis meteorológicas listadas. O registrador de dados ZL6 pode ser configurado para informar valores a cada hora, conforme indicado na Tabela 1; no entanto, alguns valores instantâneos mínimos/máximos não estão disponíveis quando se usa o ZL6 para aquisição e fornecimento de dados. Consulte o manual do usuário do ATMOS 41 para obter detalhes sobre os valores de saída processados nos registradores de dados METER.
O ATMOS 41 é um sensor de microclima, portanto, você deve posicioná-lo de forma a ser representativo do clima relevante para as perguntas de pesquisa que está fazendo. A FAO56 fornece diretrizes para o posicionamento e o tamanho do campo dos sensores, portanto, se você pretende usar o sensor para ET de referência, siga essas diretrizes. A pegada de uma medição micrometeorológica depende da altura do(s) sensor(es), da velocidade do vento e do fluxo de calor sensível e não é um cálculo simples.
O ZL6 faz uma medição de cada uma das portas do sensor em uso a cada 60 s. No entanto, o intervalo mínimo de medição é de cinco minutos para o upload de dados para ZENTRA Cloud . O intervalo de medição de um minuto é possível se você desativar o upload de dados para ZENTRA Cloud , e essas instruções estão disponíveis mediante solicitação.
O ATMOS 41 mede a radiação solar e a temperatura uma vez a cada 10 s e registra os valores instantâneos. Quando consultado, o ATMOS 41 gera a média das medições instantâneas desde a última consulta.
O ATMOS 41 mede a velocidade e a direção do vento uma vez a cada 10 s e registra os componentes instantâneos do vetor de vento. Quando consultado, o ATMOS 41 gera a média das medições instantâneas desde a última consulta para a velocidade e a direção do vento e o valor máximo instantâneo da velocidade do vento para a rajada de vento.
Se estiver usando um registrador que não seja do tipo METER, o ATMOS 41 poderá ser escaneado a cada três segundos, mas não é necessário fazer uma amostragem excessiva do ATMOS 41 e calcular médias, acumulações e máximos em sistemas de dados externos porque o ATMOS 41 tem uma sequência de medição interna [consulte o guia do integrador para obter mais informações]. A amostragem menos frequente tem o benefício adicional de reduzir o consumo de energia dos sistemas de aquisição de dados e ATMOS 41.
Sim. Não há uma maneira de obter dados significativos do ATMOS 41 sem ligá-lo continuamente e permitir que sua sequência interna de medição funcione. O ATMOS 41 poderia ser ligado em um intervalo definido, com permissão para fazer o primeiro conjunto de medições e, em seguida, essas medições poderiam ser emitidas. Mas esse esquema perderia quase toda a precipitação, quase todos os relâmpagos e obteria um valor único e instantâneo da velocidade e direção do vento, o que é quase sem sentido, considerando a variabilidade inerente ao vento. Um aspecto a ser observado é que o ATMOS 41 foi projetado especificamente para usar o mínimo de energia possível no modo de energia contínua normal. O consumo médio de corrente é da ordem de 200 microamperes. Mesmo que o dispositivo de aquisição de dados que não seja um MEDIDOR funcione com apenas algumas pilhas AA, ele deverá ser capaz de sustentar esse consumo de energia por muito tempo.
Consulte o teste de comparação ATMOS 41 e os dados de variabilidade de sensor para sensor aqui.
O limite inferior prático para a velocidade do vento é de cerca de 0,03 m/s para o nosso anemômetro sônico. Isso é muito melhor do que os anemômetros de copo, por exemplo, que têm dificuldade em fazer medições abaixo de 0,5 m/s, no mínimo, devido à dificuldade de iniciar e parar. Os anemômetros sônicos podem fazer leituras cinco vezes mais baixas do que isso, mas não necessariamente fazem a leitura do zero absoluto.
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.
A equação e os resultados experimentais estão disponíveis em nossa nota de aplicação e no vídeo abaixo.
1. Localização: Certifique-se de que o local escolhido para qualquer sistema de monitoramento meteorológico fornecerá as respostas para as perguntas que você deseja. Se estiver procurando um monitoramento meteorológico geral, certifique-se de que o local esteja longe (pelo menos 3 vezes a altura da obstrução mais alta) de qualquer obstrução ao vento. Certifique-se de que a vegetação seja representativa e que a localização topográfica seja representativa. Geralmente, os telhados são muito ruins, assim como vales profundos ou topos de morros. Se estiver procurando uma ET de referência, será melhor implantá-la em um campo com pelo menos alguns metros de plantação em todos os lados da instalação. Além disso, certifique-se de que nada esteja sombreando o sensor de radiação solar.
2. Altura: Muitos grupos montam o ATMOS 41 a 2 m de altura, porque essa é a norma para a evapotranspiração de referência. Outros vão mais alto para observações meteorológicas. Alguns até implantam no dossel para questões de pesquisa especializada. Você pode instalar facilmente em qualquer altura que desejar, desde que tenha o aparato de montagem correto.
3. Aparelho de montagem: O ATMOS 41 foi projetado para ser montado em uma haste vertical (consulte o manual do usuário e o guia de início rápido para obter as dimensões exatas). Geralmente, ele é implantado em um poste vertical ancorado por cabos de sustentação ou por um tripé de boa qualidade. Alguns até montam em postes em T, de preferência com alguns cabos de sustentação para aumentar a estabilidade.
4. Nível: Isso é importante para o ATMOS 41. É necessário que o nível esteja dentro de 2 graus em X e Y. Há um nível de bolha sob o funil de chuva que você pode ver de baixo e usar para obter o nível. O ATMOS 41 também emite os níveis x e y como saídas padrão, para que você possa ter certeza de que está a 2 graus de zero. Você precisará usar os cabos de sustentação para nivelar o aparelho de montagem ou adicionar alguns calços para obter o nível adequado.
5. Verifique o fluxo de dados antes de sair do campo: Leve um laptop (ou dispositivo portátil se estiver usando o registrador de dados ZL6 ) e o software certo para verificar se todas as conexões estão boas e se o sistema de aquisição de dados está registrando e/ou transmitindo os dados corretamente. Uma boa prática recomendada é configurar tudo no laboratório ou no escritório primeiro, solucionar os problemas e depois ir para o campo.
6. Leve sempre um conjunto completo de ferramentas: Você nunca sabe realmente do que precisará ao solucionar situações específicas.
7. Arrume os fios: O maior modo de falha dos sensores ambientais em um sistema de monitoramento climático é a fiação. Amarrar com zíper o fio extra ao mastro de montagem pode evitar que ele seja agarrado por animais ou que seja sacudido por tempestades de vento e desconectado do registrador de dados. Proteger a fiação em uma gaiola ou outro recipiente é ótimo se você puder fazer isso. Qualquer uma dessas coisas faz com que a instalação pareça mais profissional, o que é um bônus adicional.
8. Para obter mais informações: Assista ao webinar abaixo - 7 erros de instalação de estações meteorológicas a serem evitados
Nossos cientistas têm décadas de experiência em ajudar pesquisadores e produtores a medir o contínuo solo-planta-atmosfera.
Realizamos testes de comparação entre o ATMOS 41 e sensores de alta qualidade, de nível de pesquisa, que não são do METER, e realizamos testes de séries temporais para a variabilidade de sensor para sensor. Aqui estão os resultados.
Uma comparação de métodos comuns de monitoramento do clima, prós e contras, e qual tecnologia pode ser aplicada a diferentes tipos de pesquisa de campo.
Os instrumentos de laboratório e de campo usados em conjunto podem fornecer aos pesquisadores uma sinfonia de informações e podem ser usados como ferramentas poderosas para compreender os dados e prever o comportamento de um solo ao longo do tempo.
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