Stations d'observation météorologique automatiques

Qu'est-ce qu'une station d'observation météorologique automatique

 I. Définition et fonction d'une station météorologique automatique

La station météorologique automatique (AWS) est un dispositif d'observation météorologique de haute précision, hautement intégré, à faible consommation d'énergie et facile à installer, destiné à la surveillance sur le terrain. Elle est capable de détecter automatiquement plusieurs éléments météorologiques dans une zone donnée, selon les besoins, de générer automatiquement des rapports sans intervention humaine et de transmettre les données de détection à la station centrale à intervalles réguliers. Ces données constituent un moyen important de compenser les lacunes en matière de détection météorologique dans la région spatiale.

 Deuxièmement, la composition et la structure de la station d’observation météorologique automatique

Une station d'observation météorologique automatique est généralement composée des parties suivantes :

1. capteurs météorologiques :

   - Capteur de température : Mesure la température de l'air.

   - Capteur d'humidité : Mesure de l'humidité relative.

   - Capteur de vitesse et de direction du vent : mesure la vitesse et la direction du vent.

   - Capteur barométrique : mesure la pression atmosphérique.

   - Capteur de précipitations : mesure la quantité de précipitations et peut être un pluviomètre ou un capteur de pluie optique.

   - Capteur de rayonnement solaire : mesure le rayonnement solaire et le rayonnement terrestre.

   - Capteur d'humidité du sol : mesure la teneur en humidité du sol.

   - Autres capteurs : peuvent inclure des capteurs UV, des capteurs PAR, des capteurs de visibilité , des capteurs d'intensité lumineuse , etc.

2. Collecteur de données :

   - Responsable de la réception des signaux des capteurs, du traitement et du stockage des données.

   - A généralement la capacité de stocker, de traiter et d'analyser initialement des données.

3. système de communication :

   - Transmet des données par des moyens filaires ou sans fil (par exemple, satellite, radio, GPRS/45/5G, Internet, etc.).

4. système d'alimentation :

   - Il est généralement constitué de panneaux solaires, d'éoliennes et/ou de batteries pour assurer le fonctionnement continu de l'observatoire.

   - Pour les zones reculées ou les endroits avec des réseaux électriques instables, un système d'énergie solaire est très approprié et se compose de panneaux solaires, de batteries et de contrôleurs de charge.

5. Montures et gardes :

   - Les supports sont utilisés pour fixer les capteurs et les collecteurs.

   - Des dispositifs de protection protègent les capteurs de l'environnement naturel, tel que le vent, la pluie, la poussière et la foudre.

 Troisièmement, le principe de fonctionnement de la station d’observation météorologique automatique

Le principe de fonctionnement de la station d’observation météorologique automatique est le suivant. 

1. Détection par capteur : le capteur détecte les changements dans les éléments météorologiques et convertit ces changements en signaux électriques.

2. Acquisition et traitement des données : le collecteur de données reçoit les signaux électriques des capteurs et effectue un traitement de linéarisation et de quantification pour réaliser la conversion de la quantité d'ingénierie en quantité d'élément.

3. Stockage des données : Les données sont stockées dans la mémoire du collecteur de données après le filtrage et l'étalonnage.

4. Transmission de données : Le module de communication transmet les données à la station centrale ou à la plate-forme cloud via la technologie de communication sans fil (par exemple 3G/4G/5G, Wi-Fi, etc.).

5. Accès à distance : les utilisateurs peuvent accéder à ces données à distance via des ordinateurs ou des appareils mobiles et effectuer des analyses et des traitements statistiques.

 IV. Paramètres de mesure d'une station d'observation météorologique automatique

Les paramètres généralement mesurés par la station d'observation météorologique automatique comprennent :

- Température : Grandeur physique reflétant le degré de chaud et de froid de l'air, généralement enregistrée en degrés Celsius (℃).

- Humidité : quantité de vapeur d'eau dans l'air, généralement exprimée en pourcentage d'humidité relative (%).

- Pression barométrique : force de la pression atmosphérique par unité de surface, généralement enregistrée en hectopascal (hPa).

- Vitesse du vent : vitesse du flux d'air, généralement enregistrée en mètres par seconde (m/s) ou en kilomètres par heure (km/h).

- Direction du vent : direction dans laquelle souffle le vent, généralement exprimée en termes de position géographique (par exemple, nord, sud-est, etc.) ou de degrés (°).

- Précipitations : quantité d'eau tombant dans une unité de temps, y compris la pluie, la neige, les éclats d'obus, etc., généralement enregistrée en millimètres (mm).

- Rayonnement solaire : désigne le processus par lequel l'énergie émise par le soleil est rayonnée vers la terre sous forme d'ondes électromagnétiques, ce qui permet d'évaluer le potentiel énergétique photovoltaïque, d'analyser le changement climatique et de prévoir les conditions météorologiques.

- Température du sol : affecte la germination des graines et la croissance des racines.

- Humidité du sol : essentielle pour l’irrigation et la gestion de l’eau des cultures.

- Évapotranspiration : Utilisée pour évaluer l'évaporation de l'eau et les besoins d'irrigation.

- Autres paramètres : tels que la visibilité, la température du point de rosée, la concentration en CO2, les ions oxygène négatifs, etc.

 V. Domaines d'application de la station d'observation météorologique automatique

Les stations d’observation météorologique automatiques sont largement utilisées dans les domaines suivants :

1. météorologie : fournit une base importante pour les prévisions météorologiques, l’analyse du climat, l’alerte aux catastrophes météorologiques, etc.

2. Agriculture : surveillance des conditions climatiques des terres agricoles, fourniture d’orientations pour la production agricole et optimisation de la gestion des cultures, telles que les plans d’irrigation, les stratégies de fertilisation et la lutte antiparasitaire.

3. Sylviculture : Surveillance des éléments météorologiques dans l’environnement écologique et évaluation des conditions écologiques.

4. protection de l’environnement : surveillance des paramètres environnementaux tels que la qualité de l’air et les précipitations pour fournir des données à l’appui de la protection de l’environnement.

5. hydrologie : surveillance des conditions météorologiques des rivières, des lacs et d’autres eaux, fourniture de données pour les prévisions hydrologiques et la gestion des ressources en eau.

6. militaire : fournir un soutien météorologique aux opérations militaires, comme les prévisions météorologiques sur le champ de bataille, l'évaluation des conditions météorologiques de vol, etc. 

7. recherche scientifique : fournir des données météorologiques à l’appui de la recherche scientifique, comme la recherche sur le changement climatique et la recherche sur les écosystèmes.

 Avantages et caractéristiques d'une station d'observation météorologique automatique

1. Haute précision : adoption de capteurs et de collecteurs de données de haute précision pour garantir l'exactitude des données de mesure.

2. Haute intégration : l'équipement est hautement intégré, facile à installer et à transporter, adapté à la surveillance sur le terrain.

3. faible consommation d'énergie : conception à faible consommation d'énergie, prolonge la durée de vie de l'équipement, réduit les coûts d'exploitation.

4. transmission en temps réel : transmission de données en temps réel via la technologie de communication sans fil pour garantir la rapidité et l'efficacité des données.

5. Surveillance à distance : les utilisateurs peuvent accéder et surveiller à distance l'état et les données de l'équipement via un ordinateur ou des appareils mobiles.

6. Matériaux résistants aux intempéries : les capteurs et les boîtiers sont généralement fabriqués à l'aide de matériaux résistants aux intempéries, aux températures extrêmes, à l'humidité, aux rayons UV et à la corrosion chimique.

7. Indices de protection : les appareils sont généralement conçus conformément aux codes de protection internationaux (codes IP), tels que les indices IP65 ou IP66, pour garantir qu'ils sont protégés contre la poussière et l'eau.

8. Support robuste : Le support d'une station météorologique automatique est conçu pour être suffisamment robuste pour résister aux vents forts et aux éventuelles collisions.

9. Système de chauffage : Dans les régions froides, le capteur peut être équipé d'un système de chauffage pour éviter le givrage.

10. protection contre la foudre : installer des paratonnerres et des systèmes de mise à la terre pour protéger l'équipement.

11. Alimentation de secours : Équipé d'un système d'alimentation de secours, tel que des batteries ou des panneaux solaires, pour assurer un fonctionnement continu en cas de panne de courant ou de conditions météorologiques extrêmes.

12. Sauvegarde des données : les collecteurs de données disposent généralement d'un stockage interne pour garantir l'intégrité des données même si le système de communication tombe en panne temporairement.

 VII. Système d'alimentation électrique de la station d'observation météorologique automatique

Le système d'alimentation électrique d' une station météorologique automatique adopte généralement les méthodes suivantes :

1. Alimentation en courant alternatif (CA) :

   - Dépendant du réseau électrique local, adapté aux zones avec une alimentation électrique stable.

   - C'est simple et le coût d'entretien est faible.

2. Alimentation solaire :

   - Convient aux zones reculées ou aux endroits avec des réseaux électriques instables.

   - Comprend des panneaux solaires, des blocs-batteries et des contrôleurs de charge.

   - Respectueux de l'environnement, utilisant des énergies renouvelables.

   - Hautement indépendant, non affecté par le réseau électrique.

   - Installation flexible, adaptée aux zones reculées.

   - Coût d’investissement initial plus élevé.

   - Affecté par les conditions météorologiques, par exemple des journées nuageuses continues peuvent entraîner une alimentation électrique insuffisante.

3. Alimentation en énergie éolienne :

   - L’énergie éolienne est un moyen optionnel d’approvisionnement en énergie dans les régions où les ressources éoliennes sont abondantes.

   - Renouvelable et respectueux de l'environnement.

   - Alimentation électrique stable dans les zones riches en ressources éoliennes.

   - Coût d'investissement initial élevé.

   - Le bruit et l'impact visuel peuvent être élevés.

4. Système d’alimentation hybride :

   - Combine l'énergie solaire et éolienne et inclut parfois des générateurs diesel de secours pour fournir une alimentation électrique plus fiable.

   - Convient à une large gamme de conditions environnementales pour assurer un fonctionnement continu.

Le choix de l'alimentation électrique dépend des facteurs suivants :

- Situation géographique : si le bien est situé dans un endroit éloigné ou difficile à raccorder au réseau.

- Conditions climatiques : disponibilité de ressources solaires ou éoliennes suffisantes.

- Economie : Budget pour l'investissement initial et les coûts de maintenance.

- Fiabilité : exigence de stabilité de l’alimentation électrique.

 VIII. Paramètres de surveillance agrométéorologique

Dans le cadre de la surveillance agrométéorologique, les stations météorologiques automatiques peuvent fournir les paramètres météorologiques clés suivants :

1. température de l'air : surveillance de la température de l'air, qui est essentielle au cycle de croissance des cultures.

2. Humidité relative : affecte la transpiration des cultures et l’incidence des maladies.

3. précipitations : ont un impact direct sur les programmes d’irrigation et les besoins en eau des cultures.

4. vitesse et direction du vent : affecte la transpiration des cultures et la propagation des maladies transmises par le vent.

5. rayonnement solaire : joue un rôle important dans la photosynthèse et le bilan énergétique des cultures.

6. température du sol : affecte la germination des graines et la croissance des racines.

7. humidité du sol : essentielle pour l’irrigation et la gestion de l’eau des cultures.

8. Pression atmosphérique : Bien qu’elle ait un impact moins direct sur les cultures, elle peut être utilisée comme référence pour les prévisions météorologiques.

9. Évapotranspiration : utilisée pour évaluer l’évaporation de l’eau et les besoins d’irrigation.

Ces paramètres aident les praticiens agricoles à mieux comprendre et gérer l’environnement de croissance des cultures, afin d’optimiser les mesures de gestion agricole telles que l’irrigation, l’application d’engrais, la lutte antiparasitaire, etc.

En résumé, la station d'observation météorologique automatique est un équipement de surveillance météorologique puissant et adaptable, offrant un large éventail d'applications et une valeur ajoutée significative. Grâce à l'intelligentisation et à l'automatisation, elle améliore considérablement l'efficacité et la valeur ajoutée de l'acquisition de données météorologiques. Nous espérons que ces présentations détaillées vous seront utiles ! Pour toute question ou information complémentaire, n'hésitez pas à nous contacter.