Slayt 1 - WordPress.com

MET 102
Meteorolojik Gözlem ve Ölçüm Usulleri
Ders Notları
6.) Otomatik Meteorolojik Gözlem İstasyonu
Ölçüm sistemi
Doç.Dr. İbrahim Sönmez
Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ballıca Kampüsü
Havacılık ve Uzay Bilimleri Fakültesi
Meteoroloji Mühendisliği Bölümü
[email protected]
OMGİ nedir?
AWOS
Automated Weather Observing Stations
OMGİ
Otomatik Meteorolojik Gözlem İstasyonları
OMGİ nedir?
 Otomatik meteoroloji gözlem istasyonları,
meteorolojik değişkenleri (hava sıcaklığı, basınç,
rüzgar hızı vb.) otomatik olarak;
 Ölçen: Elektronik sinyal;Voltaj, Akım, Direnç,
Titreşim vs.
 İşleyen: Meteorolojik Parametrelere çeviren,
 Saklayan,
 İleten ve
 Görüntüleyen
sistemlerdir.
İstasyon Dağılımı
Ölçülen Parametreler
1 Dakika
Periyot Parametre
sck1dk
nem1dk
rzgyon1dk
rzghiz1dk
ygs1dk
gunsur1dk
gunsidgl1dk
gunsiddr1dk
gunsiddf1dk
Ölçülen Parametreler
Periyot
10 Dakikalık
Parametre
Parametre
Anlık Sıcaklık
5 cm Toprak Sıcaklığı (anlık)
Maksimum Sıcaklık
10 cm Toprak Sıcaklığı (anlık)
Minimum Sıcaklık
20 cm Toprak Sıcaklığı (anlık)
Toprak Üstü Min. Sıcaklığı (5 cm)
50 cm Toprak Sıcaklığı (anlık)
Anlık İşba
100 cm Toprak Sıcaklığı (anlık)
Anlık Nem
20 cm Toprak Nemi (anlık)
Anlık Buhar Basıncı
Toplam Güneşlenme Süresi
Anlık Basınç
Toplam Global Güneşlenme Şiddeti
Toplam Yağış
Toplam Direk Güneşlenme Şiddeti
Vektörel Rüzgar Yönü
Toplam Difizyon Güneşlenme Şiddeti
Ortalama Rüzgar Hızı
1 m deki Açık Siper Sıcaklığı (anlık)
Maksimum Rüzgarın Yönü
2 m deki Açık Siper Sıcaklığı (anlık)
Maksimum Rüzgar Hızı
1 m deki Açık Siper Nem (anlık)
Maksimum Rüzgarın Saati
2 m deki Açık Siper Nem (anlık)
Hesaplanan Parametreler
 İşba Sıcaklığı
 Islak Hazne Sıcaklığı
 QFE, QNH Basınç Hesaplamaları
 Buharlaşma
 Buhar Basıncı
 Güneşlenme süresi
 Yayılan Radyasyon değeri (Diffuse)
 UV-A ve UV-B İndisi
 Pist Görüş Mesafesi (RVR)
 İstatistiksel Hesaplamalar
Temel Bileşenler
 Genel olarak otomatik Meteoroloji istasyonları şu
kısımlardan oluşur:
1.
Algılayıcılar-Ölçerler (Sensörler)
2.
Veri toplama-işleme birimi (DataLogger) ve güç
ünitesi
3.
Haberleşme birimleri
4.
Ana işlem birimi ve Verileri Görüntüleme birimleri
O
İS TO
TA M
S AT
Y İK
O
N
SENSÖRLER
Temel Bileşenler
TCP / IP
RS232
DCU
GPRS Cihazı
TCP / IP
ADSL
MODEM
VSAT
TCP / IP
N
DMİ
AWOS BİLGİ TOPLAMA
SUNUCUSU (ABTS)
D
M
İ
L
A
TCP / IP
DMİ
DMİ
WEB SERVER
BAKIM BİLGİSAYARI
(EGS)
MEVCUT DATABASE
SERVER (EBİM)
OTOMATİK İSTASYONLAR İÇİN İLETİŞİM SİSTEMİ ÖRNEK KONFİGRASYONU
(ARŞİVLEME ÜNİTESİ BULUNMAYAN VE GPRS İLE HABERLEŞECEK OLAN İSTASYONLAR İÇİN)
Temel Bileşenler
1.Rüzgar Yön
2.Rüzgar Hız
3.Hava Sıcaklık ve Nem
4.Yağış
5.Kar Yükseklik
6.UV-B Ölçer
7.Güneşlenme Süresi
8.Global Radyasyon
9.220 VAC Enerji Besleme
Kutusu
10.Toprak Sıcaklıkları
11.DCU ve ilgili Üniteler
12.Yıldırım Yakalama Ucu
Alılayıcılar (Sensörler)
 Algılayıcılar, elektronik sistemlerin duyu organlarıdır.
 Meteorolojik değişkenler (hava sıcaklığı, basınç rüzgar
hızı vb…) algılayıcılar vasıtasıyla elektronik sinyallere
çevrilirler.
Örnek:
 Sıcaklık ve Nem sensörü
: Gerilim, direnç
 Rüzgar Hızı
: Pulse
 Rüzgar Yönü
: Direnç
 Yağış Ölçer
: Pulse
 Basınç Ölçer
: Frekans veya gerilim
gibi elektriksel sinyal çıkışı verebilir.
Alılayıcılar (Sensörler)
 Rüzgar Hız ve Yön Ölçer
 Hava Sıcaklık ve Nem Ölçer
 Basınç Ölçer
 Yağış Ölçer
 Toprak sıcaklık ve Nem Ölçerler
 Küresel Güneş Radyasyonu Ölçer (Pyranometer)
 Direkt Güneş Radyasyonu Ölçer(Pyrheliometer)
 UV-A ve UV-B ölçer
 Kar Yükseklik Ölçer (snow dept sensor)
 Hali hazır Hava Ölçer (Present weather Sensor)
 Bulut Taban Yüksekliği Ölçer (Celiometer)
 Görüş Mesafesi Ölçer (Transmisyometer)
 Pist Sıcaklık Ölçer (Runway Temperature sensor)
OMGİ Konfigurasyonları
OMGİ İstasyonları
Rüzgar Ölçer)
Veri Toplama Ünitesi
OMGİ İstasyonları
Hava Sıcaklık ve
Nem Ölçer
Güneşlenme
süresi Ölçer
Global
Güneşlenme
Ölçer
Veri Toplama ve
Güç Ünitesi
Toprak Sıcaklık
Ölçerler
Enerji Besleme
Kutusu
OMGİ İstasyonları
Hava Sıcaklık ve
Nem Ölçer
Veri Toplama ve
Güç Ünitesi
Yağış Ölçer
Enerji Besleme
Kutusu
Toprak Sıcaklık
Ölçerler
Rüzgar Hız/Yön ölçer
Yıldırım
Yakalama
çubuğu
Rüzgar Hız Ölçer
Rüzgar Yön Ölçer
Rüzgar Hız/Yön ölçer
Rüzgar Hız/Yön ölçer
Rüzgar Yön Ölçer
Rüzgar Hız Ölçer
RÜZGÂR YÖN SENSÖRÜ
RÜZGÂR HIZ SENSÖRÜ
Markası
VAISALA
Markası
VAISALA
Sensör Kodu
WAV151
Sensör Kodu
WAA151
Çalışma Prensibi
Optik Kod Diski
Çalışma Prensibi
Optoelektronik
Ölçüm Aralığı
0 – 360 º
Ölçüm Aralığı
0.4 – 75 m/s
Hassasiyeti
±1º
Hassasiyeti
0.1 m/s
Doğruluk
±3º den iyi
Doğruluk
0.17 m/s
Çalışma Sıcak.
- 60 + 70 ºC
Çalışma Sıcaklığı
- 50 + 70 ºC
Isıtıcı Gücü
20 V, 10W
Isıtıcı Gücü
20 V, 10W
Rüzgar Hız/Yön ölçer
ULTRASONİK RÜZGAR
Markası
VAISALA
Sensör Kodu
WS425
Çalışma Prensibi
Ultrasonik
Ölçüm Aralığı HIZ
0 – 65 m/sn
Ölçüm Aralığı YÖN
0 – 360 º
Hassasiyeti HIZ
0.1 m/sn
Hassasiyeti YÖN
±1º
Doğruluk HIZ
0.135 m/sn
Doğruluk YÖN
±2º den iyi
Çalışma Sıcak.
- 30 + 70 ºC
Isıtıcı Gücü
36 V, 25W
Sıcaklık ve Nem ölçer
Marka
Vaisala
Model
QMH102
Aralık (Sıcaklık)
-50 … +60 C
Aralık (RH)
%0 ... 100
Doğruluk (Sıcaklık)
 0,3 C
Doğruluk (RH)
 %2, %0 ... 90
 %3, %90 ... 100
Güneşlenme ölçer
Global Radyasyon
Ölçer
UV-B Ölçer
Güneşlenme
Süresi Ölçer
Güneşlenme ölçer
UV-B Ölçer
Güneşlenme
Süresi Ölçer
Global
Radyasyon
Ölçer
Global Güneş Radyasyonu ölçer
305 – 2800 nm dalga boyundaki ışın şiddetini ölçmede kullanılır
Global Güneş Radyasyonu ölçer
Özellik
Açıklama/Değer
Model
EQ08-S
Sensör Tipi
Sıcaklık kompanzasyonlu termopil
Tayf aralığı
305 ... 2850 nm (%50 nokta)
Duyarlık
17 V/W/m2
Empedans (nominal)
40 
Yanıt süresi (%95)
13 sn
Doğrusal olmama
<  %0,5 (100 - 1000 W/m2)
Kalibrasyon hassaslığı
 %2 (fabrika belgesi, WRR’ye izlenebilir)
Kararlı olmama (yıllık)
<  %0,5
ISO-9060 Sınıfı
İkincil Standart
Kurutucu
Turuncu silis jeli (toksik değil)
Güneşlenme süresi ölçer
•400 – 1100 nm dalga boyu arasındaki
ışın şiddetinde ölçüm yapar.
•Işın şiddeti 120 W/m² üzerinde ise
güneşlenme var demektir.
Güneşlenme süresi ölçer
Markası
Kip&Zonnen
Modeli
CSD3
Çalışma Dalga Boyu
400 - 1100 nm
Doğruluk
>%90, aylık toplamda (DMÖ şartı ±%20)
Güneşlenme müddeti çözünürlüğü
1 dakika (0 veya 1 Çıkış)
İşletim sıcaklığı
-40 ... +70 C
Kararlı olmama
< %2/yıl
Yanıt süresi
< 1 ms
Uç
5 m; 8 çekirdekli
Yağış ölçer
 Kefeli Tip Yağış Ölçer
(Tipping-Bucket)
 Isıtıcılı : Çift termostat ve
çift ısıtıcılı
 Kefelerin her hareketi 0.2
mm. Yağış anlamına gelir.
Yağış ölçer
Yağış ölçer
Markası
Met-One
Modeli
RG367
Çalışma Prensibi
Tipping-Bucket (Kefeli Tip)
Doğruluk
0-30 mm/h
Duyarlık
0,2 mm
Kapasite
Sınırsız
Ağız açıklığı
200 cm2
Isıtma Tipi
Huni ve altlık için ayrı ısıtma düzeneği, iki termo anahtarla ayrı ayrı kontrol
Isıtma gerilimi
24 VDC (RG367 Modeli)
 %1, 30-120 mm/h  %5
Toprak sıcaklık ölçer
Toprak sıcaklık ölçer
Markası
Vaisala
Modeli
QMT103
Sensör Tipi
Pt-100 tip RTD elemanı
Performans (hassaslık)
0 C’de +0,08 C’den iyi, ¼ DIN 43760B’ye uygun
Duyarlık
0,385  / C (DIN 43760)
Ölçüm aralığı
- 50 ... +60 C
Boyutları
100 (B)  7.5 () mm
Malzemesi
Paslanmaz çelik, AISI 316
Çevresel Özellikler
0.1-4 bar aralığında su geçirmez
Giriş koruması
IP68 (konnektör)
Kar yüksekliği ölçer
Kar yüksekliği ölçer
Özellik
Açıklama/Değer
Model
IRU9429S
İşletme Aralığı
0,15-5,00 m
Kullanılabilir Çıkışlar
4-20mA, 4-20mA + (2)
NPN, 0-2.5V*/0-5V* (*yazılım aracılığıyla seçilebilir)
İşletim gerilimi
12-28 VDC
Azami Doğrusal Özgül Güç
2,5 W
Çalışma Prensibi
Ultrasonik mesafe ölçer
Numune Hızı
Programlanabilir (1-22 Hz)
Çözünürlük
0,1 inç (2,5 mm)
Hassaslık
saptanan aralığın +/- %0,25’i (sıcaklık eğimi olmaksızın)
İşletim Sıcaklığı
-40-+140 F (-40-60 C)
Elektrik Bağlantısı
Domuz kuyruğu veya mikrokonnektör
Frekans
50 kHz
Hava Basıncı ölçer
Markası
Vaisala
Model
PMT16A
Çalışma aralığı
600 – 1100 hPa
Doğruluk
600… 1100 hPa aralığında 0,3 hPa
Kararlılık
yılda 0,1 hPa daha iyi
Basınç aralığı
600 ... 1100 hPa
Sıcaklık aralığı
-40 ... +60 C (işletim)
Veri toplama ve Güç ünitesi
 Data Collection Unit=DCU ve Power Box)
 Sensörlerden gelen elektronik sinyaller veri toplama
biriminde toplanır,
 Bu sinyaller meteorolojik parametrelere dönüştürülür ,
 Gerekli bazı hesaplamalar yapılır,
 Sensör limit değerlerine göre kalite kontrolü yapılır,
 Belirli bir formatta veriler zamana bağlı olarak saklanır,
 Veriler merkezi işlem birimine veya istenilen bir yere
iletilir,
 Yerinden veya uzaktan bakım imkanları sağlar
Veri toplama ve Güç ünitesi
Rüzgar Ölçerler
Sensörler
Veri Toplama Ünitesi
Veri toplama ve Güç ünitesi
Hava Sıcaklık ve
Nem Ölçer
Güneşlenme
Ölçerler
Veri Toplama ve
Enerji Besleme
Üniteleri
Sensör Bağlantı
Noktaları
220 VAC Enerji
Kutusu
Veri toplama ve Güç ünitesi
Veri Toplama Ünitesi
(DCU) ve Enerji Besleme Üniteleri
Veri toplama ve Güç ünitesi
Yağış Ölçer Isıtıcı
Trafosu
Veri Toplama Ünitesi
Sensör Giriş Çoklayıcı
Yağış Sensör
Isıtıcı Sigortası
Veri iletişimi
 GPRS :Ofise sinyal hattı
bulunmaz
 ADSL: Ofise sinyal hattı
vardır.
 Wireless: Ofise sinyal
hattı yoktur.
 Ofise bilgiler, Radio
Modem ile gönderilir.
 Ofis ile merkez arasında
ADSL modem ile
haberleşme sağlanır.
Sinyal Hattı Koruması
Sinyal Kablosu
GSM / GPRS Modem
Veri iletişimi
 Üç şekilde Haberleşme sağlanır:
1. DCU ile yerel istasyon arasında haberleşme
– Kablolu haberleşme (Line)
– Kablosuz Haberleşme(Wireless)
– Bilgileri yerinde Sağma
2. Yerel istasyon ile Genel Müdürlük merkezi arasında
haberleşme
– ADSL
– Uydu (VSAT)
3. DCU ile Genel Müdürlük Merkezi arasında haberleşme
– GPRS
Kablosuz haberleşme
Kablosuz Haberleşme (Wireless): Veri Toplama ünitesi ile
ofis arasında mesafe 100 m. Üzerinde ise, iletişim radyo
modem ile sağlanır. Antenlerin birbirini direk görmesi
gerekir. (Kayseri ve Osmaniye)
Bilgileri yerinde sağma
 İletişimde problem yaşanması
durumunda; Hafıza kartında
saklanan veriler kart okuyucu ile
başka bir ortama aktarılabilir.
USB Kart okuyucu
Yerel-Merkez haberleşmesi
1-) ADSL modem haberleşmesi :
 Internet Ağı; TCP / IP protokü kullanılarak haberleşme
internet üzerinden sağlanır.
Yerel-Merkez haberleşmesi
2-) Uydu haberleşmesi :
 VSAT uydu haberleşme sistemi özellikle havaalanlarında
kullanılmaktadır.
 VSAT : A Very Small Aperture Terminal; iki yönlü yer
istasyonu sistemidir.
 Turksat-1c uydu alt yapısını kullanır.
Yerel-Merkez haberleşmesi
3-) GSM haberleşmesi :
 GSM : Global System for Mobile Communication
 Cep telefonu haberleşmesidir.
 GSM ağı üzerinden data iletişimi GPRS olarak adlandırılır.
 GPRS: General Packet Radio Service
Yerel-Merkez haberleşmesi
3-) GSM haberleşmesi :
Dış anten
GSM/GPRS Modem
GSM/GPRS Modem
Veri işlem ve görüntülenme
 Veri toplama biriminden gelen veriler üzerinde
meteorolojik ve özel amaçlı işlemler yapılır:
 Bazı meteorolojik hesaplamalar;İşba sıcaklığı,ıslak hazne
sıcaklığı vb.
 Mesaj oluşturma;Sinoptik, Metar, Speci, özel alarmlar vb.
 Kalite Kontrol işlemleri
 Veri arşivlemesi
 İstatistiksel hesaplamalar, Tablolar, Grafikler
 Veri görüntülemesi
Veri görüntülenme
Veri görüntülenme
Veri görüntülenme
Veri görüntülenme
Veri görüntülenme