지역 기상 정보 네트워크(Co-WIN)는 홍콩 천문대(HKO), 홍콩대학교, 홍콩중문대학교의 공동 프로젝트입니다. 참여 학교와 지역 단체는 자동 기상 관측소(AWS) 설치 및 관리에 필요한 기술 지원을 제공하는 온라인 플랫폼을 통해 기온, 상대습도, 강수량, 풍향 및 풍속, 대기 상태(기압, 일사량, 자외선 지수) 등의 관측 데이터를 대중에게 제공할 수 있습니다. 이 과정을 통해 참여 학생들은 계측기 조작, 기상 관측, 데이터 분석 등의 기술을 습득합니다. AWS Co-WIN은 간단하지만 다재다능합니다. AWS에서 구현된 표준 HKKO와 어떻게 다른지 살펴보겠습니다.
Co-WIN AWS는 솔라 실드 내부에 설치되는 매우 작은 저항 온도계와 습도계를 사용합니다. 이 실드는 표준 AWS의 스티븐슨 실드와 동일한 기능을 수행하여 온도 및 습도 센서를 직사광선과 강수로부터 보호하고 자유로운 공기 순환을 가능하게 합니다.
표준 AWS 관측소에서는 스티븐슨 스크린 내부에 백금 저항 온도계를 설치하여 건구 및 습구 온도를 측정하고 상대 습도를 계산합니다. 일부 관측소에서는 용량성 습도 센서를 사용하여 상대 습도를 측정합니다. 세계기상기구(WMO)의 권고에 따르면 표준 스티븐슨 스크린은 지상 1.25~2m 높이에 설치해야 합니다. Co-WIN AWS는 일반적으로 학교 건물 옥상에 설치되어 채광과 환기가 더 잘 되지만, 지상에서 비교적 높은 위치에 설치됩니다.
Co-WIN AWS와 Standard AWS는 모두 티핑 버킷형 우량계를 사용하여 강우량을 측정합니다. Co-WIN 티핑 버킷형 우량계는 태양 복사 차단막 위에 설치됩니다. Standard AWS의 경우, 우량계는 일반적으로 지면의 개방된 곳에 설치됩니다.
빗방울이 양동이의 우량계에 들어가면 두 양동이 중 하나를 서서히 채웁니다. 빗물이 일정 수위에 도달하면 양동이는 자체 무게로 반대쪽으로 기울어지면서 빗물을 배출합니다. 이렇게 되면 다른 양동이가 위로 올라가 빗물을 채우기 시작합니다. 빗물을 채우고 붓는 과정을 반복합니다. 기울어지는 횟수를 세어 강우량을 계산할 수 있습니다.
Co-WIN AWS와 Standard AWS는 모두 컵형 풍속계와 풍향계를 사용하여 풍속과 풍향을 측정합니다. Standard AWS 풍향 센서는 피뢰침이 장착된 10m 높이의 풍향계에 설치되어 WMO 권고에 따라 지상 10m 높이의 풍향을 측정합니다. 현장 근처에 높은 장애물이 없어야 합니다. 반면, 설치 장소의 제약으로 인해 Co-WIN 풍향 센서는 일반적으로 교육 시설 옥상의 수 미터 높이의 풍향계에 설치됩니다. 근처에 비교적 높은 건물이 있을 수도 있습니다.
Co-WIN AWS 기압계는 압저항식이며 콘솔에 내장되어 있는 반면, 표준 AWS는 일반적으로 별도의 기기(예: 정전식 기압계)를 사용하여 공기압을 측정합니다.
Co-WIN AWS 태양 및 자외선 센서는 티핑 버킷 강우량계 옆에 설치됩니다. 각 센서에는 수평 표시기가 부착되어 센서가 수평 위치에 있는지 확인합니다. 따라서 각 센서는 전 세계 태양 복사량과 자외선 강도를 측정할 수 있도록 선명한 반구형 하늘 이미지를 제공합니다. 반면, 홍콩 천문대는 더욱 진보된 일사계와 자외선 복사계를 사용합니다. 이 센서들은 태양 복사량과 자외선 복사량을 관측할 수 있는 개방된 공간이 있는 특별히 지정된 AWS에 설치됩니다.
윈윈 AWS든 표준 AWS든, 부지 선정에는 몇 가지 요건이 있습니다. AWS는 에어컨, 콘크리트 바닥, 반사면, 높은 벽 등으로부터 멀리 떨어져 있어야 합니다. 또한 공기가 자유롭게 순환할 수 있는 곳에 설치해야 합니다. 그렇지 않으면 온도 측정에 영향을 미칠 수 있습니다. 또한, 강풍으로 빗물이 날아가 우량계에 닿는 것을 방지하기 위해 바람이 강한 곳에는 우량계를 설치하지 않아야 합니다. 풍속계와 풍향계는 주변 구조물의 방해를 최소화할 수 있을 만큼 높은 곳에 설치해야 합니다.
AWS 설치 부지 선정 요건을 충족하기 위해, 천문대는 주변 건물의 방해물이 없는 개방된 공간에 AWS를 설치하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 학교 건물의 환경적 제약으로 인해 Co-WIN 회원들은 일반적으로 학교 건물 옥상에 AWS를 설치해야 합니다.
Co-WIN AWS는 "Lite AWS"와 유사합니다. 과거 경험에 따르면 Co-WIN AWS는 "비용 효율적이면서도 강력"하며, 표준 AWS에 비해 기상 조건을 훨씬 잘 포착합니다.
최근 몇 년 동안 천문대는 마이크로 센서를 사용하여 바람, 온도, 상대 습도 등을 측정하는 차세대 공공 정보 네트워크인 Co-WIN 2.0을 구축했습니다. 센서는 가로등 모양의 하우징에 설치됩니다. 태양광 차단막과 같은 일부 구성 요소는 3D 프린팅 기술을 사용하여 제작됩니다. 또한, Co-WIN 2.0은 마이크로컨트롤러와 소프트웨어 모두에서 오픈 소스 대안을 활용하여 소프트웨어 및 하드웨어 개발 비용을 크게 절감합니다. Co-WIN 2.0의 핵심 아이디어는 학생들이 직접 "DIY AWS"를 제작하고 소프트웨어를 개발하는 방법을 배울 수 있도록 하는 것입니다. 이를 위해 천문대는 학생들을 위한 마스터 클래스도 운영하고 있습니다. 홍콩 천문대는 Co-WIN 2.0 AWS를 기반으로 하는 원주형 AWS를 개발하여 지역 실시간 기상 모니터링에 적용했습니다.
게시 시간: 2024년 9월 14일