Il Community Weather Information Network (Co-WIN) è un progetto congiunto tra l'Osservatorio di Hong Kong (HKO), l'Università di Hong Kong e l'Università Cinese di Hong Kong. Fornisce alle scuole e alle organizzazioni comunitarie partecipanti una piattaforma online con supporto tecnico per l'installazione e la gestione di stazioni meteorologiche automatiche (AWS) e per la diffusione al pubblico di dati osservativi, tra cui temperatura, umidità relativa, precipitazioni, direzione e velocità del vento, pressione atmosferica, radiazione solare e indice UV. Attraverso questo processo, gli studenti partecipanti acquisiscono competenze quali l'utilizzo della strumentazione, l'osservazione meteorologica e l'analisi dei dati. AWS Co-WIN è semplice ma versatile. Vediamo in cosa si differenzia dall'implementazione standard di HKKO in AWS.
Il sistema AWS Co-WIN utilizza termometri e igrometri a resistenza di dimensioni molto ridotte, installati all'interno dello schermo solare. Lo schermo svolge la stessa funzione dello schermo Stevenson presente sui sistemi AWS standard, proteggendo i sensori di temperatura e umidità dall'esposizione diretta alla luce solare e alle precipitazioni, pur consentendo la libera circolazione dell'aria.
In un osservatorio AWS standard, all'interno dello schermo Stevenson sono installati termometri a resistenza di platino per misurare la temperatura a bulbo secco e a bulbo umido, consentendo il calcolo dell'umidità relativa. Alcuni utilizzano sensori di umidità capacitivi per misurare l'umidità relativa. Secondo le raccomandazioni dell'Organizzazione Meteorologica Mondiale (OMM), gli schermi Stevenson standard dovrebbero essere installati tra 1,25 e 2 metri dal suolo. Il sistema AWS Co-WIN viene solitamente installato sul tetto di un edificio scolastico, garantendo una migliore illuminazione e ventilazione, ma a un'altezza relativamente elevata dal suolo.
Sia il sistema AWS Co-WIN che il sistema AWS standard utilizzano pluviometri a bascula per misurare le precipitazioni. Il pluviometro a bascula del sistema Co-WIN è posizionato sopra lo schermo di protezione dalle radiazioni solari. In un sistema AWS standard, il pluviometro è solitamente installato in un punto ben aperto sul terreno.
Man mano che le gocce di pioggia entrano nel pluviometro del secchio, riempiono gradualmente uno dei due secchi. Quando l'acqua piovana raggiunge un certo livello, il secchio si inclina dall'altra parte per il proprio peso, svuotandosi. A quel punto, l'altro secchio si alza e inizia a riempirsi. Ripetere il processo di riempimento e svuotamento. La quantità di pioggia caduta può quindi essere calcolata contando quante volte il secchio si inclina.
Sia il sistema AWS Co-WIN che il sistema AWS standard utilizzano anemometri a coppette e banderuole per misurare la velocità e la direzione del vento. Il sensore anemometrico AWS standard è montato su un palo alto 10 metri, dotato di parafulmine, e misura il vento a 10 metri dal suolo in conformità con le raccomandazioni dell'OMM. Non devono esserci ostacoli di grandi dimensioni nelle vicinanze del sito di installazione. D'altra parte, a causa delle limitazioni di spazio, i sensori anemometrici Co-WIN vengono solitamente installati su pali alti diversi metri, ad esempio sui tetti degli edifici scolastici. Anche in questo caso, potrebbero esserci edifici relativamente alti nelle vicinanze.
Il barometro Co-WIN AWS è piezoresistivo e integrato nella console, mentre un AWS standard in genere utilizza uno strumento separato (come un barometro capacitivo) per misurare la pressione atmosferica.
I sensori solari e UV di Co-WIN AWS sono installati accanto al pluviometro a bascula. A ciascun sensore è fissato un indicatore di livello per garantirne la posizione orizzontale. In questo modo, ogni sensore ha un'immagine emisferica nitida del cielo per misurare la radiazione solare globale e l'intensità UV. L'Osservatorio di Hong Kong, invece, utilizza piranometri e radiometri ultravioletti più avanzati, installati su una stazione meteorologica automatica (AWS) appositamente designata, in un'area aperta per l'osservazione della radiazione solare e dell'intensità UV.
Che si tratti di un sistema AWS "win-win" o di un sistema AWS standard, esistono determinati requisiti per la scelta del sito. L'AWS deve essere posizionato lontano da condizionatori d'aria, pavimenti in cemento, superfici riflettenti e muri alti. Deve inoltre essere collocato in un luogo dove l'aria possa circolare liberamente. In caso contrario, le misurazioni della temperatura potrebbero essere influenzate. Inoltre, il pluviometro non deve essere installato in luoghi ventosi per evitare che l'acqua piovana venga dispersa dal vento forte e raggiunga il pluviometro stesso. Gli anemometri e le banderuole devono essere montati a un'altezza sufficiente a ridurre al minimo l'ostruzione da parte delle strutture circostanti.
Per soddisfare i suddetti requisiti di selezione del sito per la stazione meteorologica automatica (AWS), l'Osservatorio si impegna a installare la stazione in un'area aperta, priva di ostacoli da parte di edifici vicini. A causa dei vincoli ambientali dell'edificio scolastico, i membri di Co-WIN sono solitamente costretti a installare la stazione sul tetto della scuola.
Co-WIN AWS è simile a "Lite AWS". In base all'esperienza passata, Co-WIN AWS è "economico ma robusto" e rileva le condizioni meteorologiche in modo piuttosto accurato rispetto all'AWS standard.
Negli ultimi anni, l'Osservatorio ha lanciato una rete di informazione pubblica di nuova generazione, Co-WIN 2.0, che utilizza microsensori per misurare vento, temperatura, umidità relativa, ecc. Il sensore è installato in un alloggiamento a forma di lampione. Alcuni componenti, come gli schermi solari, sono prodotti utilizzando la tecnologia di stampa 3D. Inoltre, Co-WIN 2.0 sfrutta alternative open source sia per i microcontrollori che per il software, riducendo significativamente i costi di sviluppo hardware e software. L'idea alla base di Co-WIN 2.0 è che gli studenti possano imparare a creare la propria "AWS fai-da-te" e a sviluppare software. A tal fine, l'Osservatorio organizza anche masterclass per studenti. L'Osservatorio di Hong Kong ha sviluppato un'AWS colonnare basata su Co-WIN 2.0 e l'ha messa in funzione per il monitoraggio meteorologico locale in tempo reale.
Data di pubblicazione: 14 settembre 2024