Comment fonctionne une station météo automatique ?

Une  station météorologique automatique  est un appareil capable d'observer et de stocker automatiquement des données météorologiques. Elle est principalement composée de capteurs, de collecteurs, d'interfaces de communication, d'une alimentation électrique, etc. Il s'agit d'un dispositif hautement intégré permettant de collecter, d'enregistrer et de transmettre automatiquement des données sur les conditions atmosphériques. Elle est capable de surveiller et d'enregistrer un large éventail d'éléments météorologiques en temps réel, sans intervention humaine directe. Elle fournit des données essentielles pour les prévisions météorologiques, la recherche climatique, la surveillance environnementale, l'agriculture, la conservation de l'eau, les transports, l'aviation, l'océanographie, etc.

Le principe de fonctionnement d' une station météorologique automatique couvre de nombreux aspects tels que l'automatisation, la technologie des capteurs, le traitement des données, etc. Ces aspects interagissent étroitement pour assurer la surveillance et la transmission en temps réel des données météorologiques, fournissant ainsi aux utilisateurs des informations météorologiques précises et actualisées. Voici une explication détaillée de ces aspects :

I. Aperçu du principe de fonctionnement d'une station météo automatique

La station météorologique automatique convertit les variations des éléments météorologiques correspondants en variations de signaux électriques via les capteurs. Ces variations sont capturées par le collecteur de données contrôlé par le microcontrôleur, puis linéarisées et calibrées pour convertir les grandeurs techniques en grandeurs élémentaires. Parallèlement, un contrôle qualité des données est effectué pour garantir leur exactitude et leur fiabilité. Après prétraitement, la valeur en temps réel de chaque élément météorologique est calculée et transmise à la station centrale ou au terminal utilisateur via le module de communication, afin que les utilisateurs puissent l'obtenir et l'analyser.

Deuxièmement, la fonction d'automatisation de la station météo automatique

1. Observation automatique : la station météorologique automatique peut mesurer et observer automatiquement les éléments météorologiques sans intervention manuelle. Cela réduit considérablement la charge de travail des observateurs et améliore l'efficacité de l'observation.

2. Enregistrement et stockage des données : La station météo automatique est équipée de fonctions d'enregistrement et de stockage des données, permettant d'enregistrer en continu les données d'observation et de les stocker dans la mémoire interne ou sur des périphériques externes. Les utilisateurs peuvent consulter l'historique des données à tout moment pour comparaison et analyse.

3. Transmission de données et surveillance en temps réel : les stations météorologiques automatiques peuvent généralement transmettre des données d'observation par câble ou sans fil pour assurer une surveillance en temps réel et un accès à distance. Cela permet aux utilisateurs d'obtenir les dernières informations météorologiques à tout moment et en tout lieu, et de se tenir informés des changements climatiques.

Troisièmement, la technologie des capteurs

Les stations météorologiques automatiques utilisent divers capteurs pour mesurer différents paramètres météorologiques, tels que la température, l'humidité, la pression barométrique, la vitesse et la direction du vent, les précipitations, etc. Ces capteurs se caractérisent généralement par une grande précision, une grande stabilité et une grande fiabilité, et peuvent refléter avec précision les variations des paramètres météorologiques.

Capteurs de température : capteurs de température à résistance en platine couramment utilisés, grâce à la mesure des changements de résistance pour refléter les changements de température.

Capteurs d'humidité : tels que le capteur d'humidité à capacité sensible à l'humidité, en mesurant les changements de valeur de capacité pour refléter les changements d'humidité.

Capteur de pression barométrique : tel qu'un capteur de pression barométrique de type cylindre vibrant ou un capteur de pression barométrique à capacité de type boîte à membrane, grâce à la mesure des changements de pression barométrique pour refléter les changements de pression atmosphérique.

Capteurs de vitesse et de direction du vent : capteurs de vitesse du vent (tels que le capteur de vitesse du vent à coupelle) en mesurant la vitesse de rotation pour refléter la vitesse du vent ; capteurs de direction du vent (tels que le capteur de direction du vent à aile unique) en mesurant le sens de rotation pour refléter la direction du vent.

Capteur de pluie : tel qu'un capteur de pluie à seau, en mesurant le nombre de fois que le seau est retourné pour refléter les changements de précipitations.

Capteurs de lumière et de rayonnement : mesurent l'intensité du rayonnement solaire, ce qui est crucial pour la recherche agricole et climatique.

Capteur de visibilité : Utilisé pour mesurer la visibilité dans l'atmosphère, c'est-à-dire la clarté avec laquelle les objets peuvent être observés. Il évalue la visibilité en détectant la diffusion ou l'atténuation de la lumière et est couramment utilisé dans la surveillance météorologique, la gestion du trafic et l'aviation. Ces capteurs fournissent des données en temps réel pour faciliter l'analyse environnementale et la prise de décision.

Quatrièmement, le traitement automatique des données des stations météorologiques

1. Échantillonnage et traitement des données : le collecteur de données échantillonne et traite les signaux électriques émis par les capteurs et les convertit en valeurs météorologiques identifiables. Parallèlement, il contrôle la qualité des données, éliminant ainsi les valeurs anormales et les erreurs.

2. Stockage des données : les données des éléments météorologiques traités sont stockées dans la mémoire interne du collecteur et peuvent être sauvegardées et exportées selon un certain format et un certain cycle.

3. Transmission des données : les données météorologiques sont transmises à la station centrale ou au terminal utilisateur via le module de communication. La transmission peut être filaire (par exemple, fibre optique, câble, etc.) ou sans fil (par exemple, GPRS/3G/4G, Lorawan, communication par satellite, etc.).

4. Analyse et application des données : Le logiciel de la station centrale analyse en outre ces données pour générer des rapports météorologiques, des graphiques et des prévisions à l'usage des météorologues, des experts agricoles, de l'aviation, du transport maritime et d'autres utilisateurs de l'industrie.

V. Comment aider les utilisateurs à obtenir des informations météorologiques

1. Affichage des données en temps réel : les utilisateurs peuvent visualiser les données et les graphiques des éléments météorologiques en temps réel via l'écran de l'ordinateur ou l'application du téléphone portable et d'autres terminaux pour comprendre les conditions météorologiques actuelles.

2. Requête de données historiques : les utilisateurs peuvent interroger des données historiques, les comparer et les analyser pour comprendre les tendances et les modèles météorologiques.

3. Prévisions et avertissements météorologiques : Sur la base des données fournies par les stations météorologiques automatiques, les organisations météorologiques peuvent produire des informations de prévisions et d'avertissements météorologiques et les diffuser aux utilisateurs via divers canaux pour les aider à prendre des mesures de précaution et d'adaptation.

4. Analyse des tendances à long terme : les données collectées sur une longue période aident à analyser la tendance du changement climatique, ce qui est d'une grande valeur pour la recherche scientifique, la planification agricole, l'urbanisme, etc.

Le principe de fonctionnement de la station météorologique automatique est un système hautement intégré, qui utilise une technologie de capteur avancée, une capacité d'acquisition et de traitement de données et une technologie de communication pour réaliser une surveillance continue et automatique des conditions atmosphériques.