ما هي المكونات الرئيسية لمحطة الأرصاد الجوية؟

محطة الطقس هي جهاز يستخدم لرصد وتسجيل بارامترات بيئة الغلاف الجوي وتتألف من المكونات الرئيسية التالية:

1- أجهزة الاستشعار: لدى محطات الطقس مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار الداخلية لقياس ورصد مختلف بارامترات الأرصاد الجوية، مثل درجة الحرارة، والرطوبة، والضغط البارومتري، وسرعة الرياح، واتجاه الرياح، والتهطال، وما إلى ذلك، وعادة ما يناظر كل معيار الأرصاد الجوية جهاز استشعار مناظر، وتعكس البيانات التي يجمعها جهاز الاستشعار التغيرات في بيئة الغلاف الجوي.

1 - مقياس درجة الحرارة: جهاز استشعار يستخدم لقياس درجة حرارة الغلاف الجوي.

1-2- استشعار الرطوبة: جهاز استشعار يقيس الرطوبة والرطوبة النسبية في الغلاف الجوي.

1-3- الاستشعار البارومتري: جهاز استشعار يقيس الضغط الجوي.

1-4- استشعار سرعة الرياح: جهاز استشعار يقيس سرعة الرياح.

١-٥- الاستشعار في اتجاه الرياح: جهاز استشعار يقيس اتجاه الريح.

1-6 أجهزة استشعار التسرّب: جهاز استشعار يقيس هطول الأمطار.

1-7 أجهزة الاستشعار عن بعد: جهاز استشعار يقيس كثافة أشعة الشمس والإشعاع فوق البنفسجي.

2- سجل البيانات: سجل بيانات محطة طقس ما هو جهاز يستخدم لتلقي وتخزين البيانات التي تجمعها أجهزة الاستشعار، وعادة ما يكون دقيقاً وثابتاً بدرجة عالية، ويمكنه معالجة وتسجيل البيانات التي تجمعها أجهزة الاستشعار من أجل تحليلها وتطبيقها لاحقاً.

3- معدات نقل البيانات: من أجل تحقيق الرصد عن بعد وتقاسم البيانات، تحتاج محطة الأرصاد الجوية عادة إلى تجهيزها بمعدات نقل البيانات، مثل وحدات الاتصالات اللاسلكية أو الوصلات البينية الشبكية، بغية نقل البيانات المجمعة إلى قاعدة البيانات المركزية أو النظم الأخرى ذات الصلة.

4- نظام الإمداد بالطاقة الكهربائية: تحتاج محطة الأرصاد الجوية إلى نظام موثوق للإمداد بالطاقة الكهربائية لضمان التشغيل العادي لأجهزة الاستشعار وسجل البيانات، ويمكن أن يشمل نظام الإمداد بالطاقة ألواحاً شمسية، وتوربينات هوائية، وبطاريات تخزين، وما إلى ذلك، لتلبية الطلب على الطاقة الكهربائية في ظل ظروف بيئية مختلفة.

5- أجهزة الحماية الخارجية: نظراً إلى أن محطات الأرصاد الجوية عادة ما توضع في بيئات خارجية، من أجل حماية المعدات من الأحوال الجوية والبيئية السيئة، فإن محطات الأرصاد الجوية تحتاج أيضاً إلى تجهيزها ببعض أجهزة الحماية الخارجية، مثل الواجهات الأمامية، والمظلات، وأجهزة الوقاية من الصواعق، وما إلى ذلك.

وتشكل هذه المكونات معا محطة طقس كاملة لرصد وتسجيل البارامترات البيئية في الغلاف الجوي، ولنقل البيانات ذات الصلة وتبادلها في الوقت المناسب، وتعمل مهام مختلف المكونات بشكل متضافر لضمان قدرة المحطة الجوية على قياس وتسجيل البارامترات البيئية في الغلاف الجوي بدقة ونقل البيانات ذات الصلة وتبادلها في الوقت المناسب.

وعادة ما تقوم هذه الإدارات أو الوكالات بجمع ورصد بيانات الأرصاد الجوية، وتوفير معلومات شاملة عن الأحوال الجوية والمناخ، وإحالتها في الوقت الحقيقي إلى مراكز الأرصاد الجوية أو مراكز البيانات.وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضا إحالة هذه البيانات إلى إدارات أو وكالات أخرى تحتاج إلى هذه البيانات، مثل سلطات إدارة حالات الطوارئ.

وفيما يتعلق بأساليب الإرسال، يمكن نقل بيانات الأرصاد الجوية بوسائل سلكية أو لاسلكية، وعادة ما يعتمد الإرسال اللاسلكي على واجهات اتصال مشتركة، مثل Ethernet، والميناء التسلسلي، وما إلى ذلك، التي تكون مناسبة لنقل البيانات على مسافة أقصر.ومن ناحية أخرى، يعتمد الإرسال اللاسلكي تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية، مثل NBTERLO، والبلوتونث، وزيغبي، وما إلى ذلك، التي تناسب نقل البيانات في التضاريس المعقدة والمسافة الطويلة.

بروتوكولات الاتصالات الخاصة بنقل بيانات رصد الأرصاد الجوية:

وتشمل بروتوكولات الاتصالات الخاصة بنقل بيانات رصد الأرصاد الجوية أساساً TCP/IP، UDP، LoRaWAN، NB-IoT وما إلى ذلك.

TCP/IP: هو بروتوكول لطبقة النقل يوفر نقلا موثوقا للبيانات ويُستخدم عادة في نقل بيانات رصد الأرصاد الجوية.

UDP: هو بروتوكول طبقة نقل يوفر نقل البيانات بسرعة، ولكنه لا يضمن موثوقية البيانات، وهو مناسب لبث بيانات رصد الأرصاد الجوية مع متطلبات عالية في الوقت الحقيقي.

بروتوكول الشبكة الواسعة ذات الطاقة المنخفضة (LWAN) المناسب لأجهزة رصد الطقس التي تتطلب تشغيلاً طويلاً وانتقالاً بعيد المدى.

NB-IoT: هو بروتوكول على شبكة إنترنت ضيقة النطاق من الأشياء (NBTERI) يمكن نشره في مُشَغِّل'(ج) الشبكة الخلوية، وهي مناسبة لأجهزة رصد الأحوال الجوية التي تتطلب توصيلاً واسع النطاق واستهلاكاً منخفضاً للطاقة.

وهناك أيضا بروتوكولات متخصصة لرصد الطقس مثل نظام GRIB (الشكل العام لبيانات الأرصاد الجوية الثنائية) لتخزين ونقل بيانات الطقس.

وبصفة عامة، فإن الغرض الرئيسي من رصد الأحوال الجوية هو تحقيق الرصد والإنذار الشاملين والدقيقين للطقس لتلبية الاحتياجات الوطنية والمحلية.

الـ طقس الـ

طقس - طقس - بيانات - NBTERP0 - 2024.pdf