Метеопост и приборы наблюдения за погодой для автономной базы

Армейские и мобильные метеокомплекты

Для оперативного контроля метеорологических параметров применяются специализированные мобильные наборы.

Комплект МК-3 (А, М) предназначен для наблюдения за ветром, температурой воздуха и почвы, а также разведки ветрового режима на местности. В него входят сумка, ручной анемометр, термометр-пращ, вымпелы белого и защитного цветов, компас, указатели румбов в чехле, секундомер, карманный фонарь и складной шест. Вес комплекта с шестом составляет 3 кг, габариты сумки — 225х190х115 мм, шеста в сложенном виде — 65х675 мм. Комплект развертывается одним человеком за 8 минут, сворачивается за 6 минут.

Модернизированный электронный вариант МК-3 ЭМ оснащен компактным цифровым анемометром со встроенным термометром. Он легче по весу, быстрее разворачивается и исключает применение ртутных стеклянных приборов.

Существуют и десантные метеорологические комплекты с мачтой высотой 4±0,5 м . Они обеспечивают замеры:

• скорости ветра в диапазоне 0,5–40 м/с (мгновенной и средней за 1, 3 и 10 мин);
• направления ветра 0–360°;
• температуры воздуха от -40 °C (-50 °C) до +50 °C;
• температуры воды и почвы от -20 °C до +50 °C;
• относительной влажности от 10 до 98%;
• атмосферного давления от 560 до 800 мм рт. ст.

Питание таких комплексов осуществляется от аккумулятора 7,4 В (1300 мА·ч) с возможностью подзарядки от 220 В или 12 В. Развертывание занимает не более 15 минут, а вес комплекта в укладке (210х365х470 мм) позволяет переносить его одним наблюдателем. Присутствует интерфейс для трансляции данных на ПК в режиме реального времени.

Оборудование классической метеостанции

Согласно руководствам для агрометеорологических постов, на полноразмерной аналоговой метеорологической станции применяются следующие приборы:

• термометры для почвы и воздуха, термограф для непрерывной фиксации температурного хода;
• барометр и барограф (для барометрической тенденции);
• гигрометр, психрометр и гигрограф для контроля влажности воздуха;
• анеморумбометр или флюгер для скорости и направления ветра;
• осадкомер и плювиограф (для фиксации жидких осадков);
• ледоскоп и гололедный станок для отслеживания изморози, инея и отложений;
• испаромер ГГИ-3000 и гелиограф (для учета испарения и продолжительности солнечного сияния).

Правила размещения метеорологических датчиков

Типичной ошибкой при установке цифровых датчиков является их крепление непосредственно на стену или крышу здания

. В таком случае датчик фиксирует не температуру окружающего воздуха, а микроклимат у стены, который на 40% зависит от теплового излучения постройки. Днем погрешность в тени может составлять ±1 °C, однако ночью, утром и вечером здание сглаживает амплитуду суточного хода, и прибор завышает реальные показатели на 5–10 °C.

Датчики температуры и психрометры должны устанавливаться в специальной продуваемой жалюзийной метеобудке на нормативной высоте на открытой метеоплощадке, исключающей попадание прямых солнечных лучей и влияние посторонних тепловых потоков.

Настройка и проверка гигрометров подручными средствами

Гигрометры относятся к приборам относительного измерения и требуют калибровки по аспирационному психрометру либо с помощью контрольного солевого раствора:

1. В герметичную емкость объемом 3–4 литра наливают на 2–3 см насыщенный раствор поваренной соли (с осадком нерастворенной фазы на дне).

2. Внутрь устанавливают высокую подставку, на которую помещают гигрометр, исключая его контакт с жидкостью.

3. Емкость плотно закрывают прозрачной крышкой (из стекла или оргстекла).

4. Спустя несколько часов выдержки при герметичности влажность в объеме стабилизируется на уровне 76%. Прибор настраивают регулировочным винтом на данное значение.

Самодельные барометры и электронные датчики

При отсутствии заводских приборов возможно изготовление индикаторов и регистраторов из доступных компонентов:

• Барометр из электрической лампочки: на границе цоколя и стекла сверлится отверстие диаметром до 3 мм (с помощью медной проволоки, масла и абразива/наждачной крошки) . Колба наполовину заполняется водой (желательно подкрашенной каплями чернил) , . Прибор подвешивается между оконными рамами в месте, закрытом от солнечных лучей. Изменение давления определяется по конденсату на внутренних стенках: мелкие капли — облачно без осадков; средние капли с сухими вертикальными полосами — переменная облачность; крупные капли — осадки; сплошное покрытие каплями, стекающими вниз — гроза; сухая колба при дожде снаружи — скорое улучшение погоды.
• Датчик температуры на кремниевых диодах: схема на диодах типа КД509 или КД521 работает в диапазоне от -40 до +110 °C . Выходной сигнал измеряется мультиметром на пределе 2000 мВ (последняя цифра соответствует десятым долям градуса). Для измерений в жидкостях датчик герметизируют в медной трубке (диаметр 6 мм) с термопастой и запаянным концом.
• Самодельные цифровые метеостанции: собираются на базе плат Arduino, контроллеров ESP8266 или ESP32 с подключением датчиков температуры, давления и влажности (BME280, DS18B20), а также детекторов CO2

. Вывод информации реализуется на светодиодные индикаторы (TM1637), экраны на электронных чернилах (E-Ink) или передается по протоколу MQTT в системы домашней автоматизации.