Meteorolojik Gözlem ve Ölçüm Usulleri Ders Notları · Ders Notları Doç.Dr. İbrahim Sönmez...

MET 102

Meteorolojik Gözlem ve Ölçüm Usulleri

Ders Notları

Doç.Dr. İbrahim Sönmez

Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ballıca Kampüsü

Havacılık ve Uzay Bilimleri Fakültesi

Meteoroloji Mühendisliği Bölümü

[email protected]

6.) Otomatik Meteorolojik Gözlem İstasyonu

Ölçüm sistemi

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

Periyot Parametre

1 D

akika

sck1dk

nem1dk

rzgyon1dk

rzghiz1dk

ygs1dk

gunsur1dk

gunsidgl1dk

gunsiddr1dk

gunsiddf1dk

Ölçülen Parametreler Periyot Parametre Parametre

10

Dakikalık

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

Temel Bileşenler

SE

NS

ÖR

LER

DCU

GPRS Cihazı

VSAT

ADSL MODEM

OTOMATİK İSTASYONLAR İÇİN İLETİŞİM SİSTEMİ ÖRNEK KONFİGRASYONU

(ARŞİVLEME ÜNİTESİ BULUNMAYAN VE GPRS İLE HABERLEŞECEK OLAN İSTASYONLAR İÇİN)

AWOS BİLGİ TOPLAMA

SUNUCUSU (ABTS)

TCP / IP

BAKIM BİLGİSAYARI

(EGS)

DMİ

DMİDMİ

WEB SERVER

D M İ

L A

N

MEVCUT DATABASE

SERVER (EBİM)

TCP / IP

TCP / IP

RS232

OTO

MATİK

İSTASYO

N

TCP / IP

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


Hava Sıcaklık ve

Nem Ölçer

Veri Toplama ve

Güç Ünitesi

Toprak Sıcaklık

Ölçerler Enerji Besleme

Kutusu

Güneşlenme

süresi Ölçer

Global

Güneşlenme

Ölçer


Hava Sıcaklık ve

Nem Ölçer

Veri Toplama ve

Güç Ünitesi

Toprak Sıcaklık

Ölçerler

Enerji Besleme

Kutusu

Yağış Ölçer

Rüzgar Hız/Yön ölçer

Rüzgar Hız Ölçer Rüzgar Yön Ölçer

Yıldırım

Yakalama

çubuğu


RÜZGÂR YÖN SENSÖRÜ

Markası VAISALA

Sensör Kodu WAV151

Çalışma Prensibi Optik Kod Diski

Ölçüm Aralığı 0 – 360 º

Hassasiyeti ± 1 º

Doğruluk ±3º den iyi

Çalışma Sıcak. - 60 + 70 ºC

Isıtıcı Gücü 20 V, 10W

RÜZGÂR HIZ SENSÖRÜ

Markası VAISALA

Sensör Kodu WAA151

Çalışma Prensibi Optoelektronik

Ölçüm Aralığı 0.4 – 75 m/s

Hassasiyeti 0.1 m/s

Doğruluk 0.17 m/s

Çalışma Sıcaklığı - 50 + 70 ºC


Rüzgar Hız Ölçer

Rüzgar 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 ± 1 º

Doğruluk HIZ 0.135 m/sn

Doğruluk YÖN ±2º den iyi

Çalışma Sıcak. - 30 + 70 ºC


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

UV-B Ölçer Güneşlenme

Süresi Ölçer

Global Radyasyon

Ölçer

Güneşlenme ölçer

UV-B Ölçer

Global

Radyasyon

Ölçer

Güneşlenme

Süresi 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 %1, 30-120 mm/h %5

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)

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


Rüzgar Ölçerler


Sensörler


Veri Toplama ve

Enerji Besleme

Üniteleri

Hava Sıcaklık ve

Nem Ölçer

Güneşlenme

Ölçerler

220 VAC Enerji

Kutusu

Sensör Bağlantı

Noktaları

Veri toplama ve Güç ünitesi Veri Toplama Ünitesi

(DCU) ve Enerji Besleme Üniteleri



Sensör Giriş Çoklayıcı

Yağış Ölçer Isıtıcı

Trafosu

Yağış Sensör

Isıtıcı Sigortası

Veri iletişimi

GSM / GPRS Modem

Sinyal Hattı Koruması

Sinyal Kablosu

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.

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.


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.


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


3-) GSM haberleşmesi :

GSM/GPRS Modem GSM/GPRS Modem

Dış anten

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

Meteorolojik Gözlem ve Ölçüm Usulleri Ders Notları · Ders Notları Doç.Dr. İbrahim Sönmez...

Documents

Transcript of Meteorolojik Gözlem ve Ölçüm Usulleri Ders Notları · Ders Notları Doç.Dr. İbrahim Sönmez...