การติดตั้งสถานีตรวจวัดอากาศอัตโนมัติช่วยให้นักเรียนได้รับทักษะในการใช้งานเครื่องมือ การสังเกตสภาพอากาศ และการวิเคราะห์ข้อมูล

เครือข่ายข้อมูลสภาพอากาศชุมชน (Co-WIN) เป็นโครงการร่วมระหว่างหอดูดาวฮ่องกง (HKO) มหาวิทยาลัยฮ่องกง และมหาวิทยาลัยจีนแห่งฮ่องกง โดยจัดหาแพลตฟอร์มออนไลน์ให้กับโรงเรียนและองค์กรชุมชนที่เข้าร่วม เพื่อให้การสนับสนุนทางเทคนิคในการติดตั้งและจัดการสถานีตรวจวัดสภาพอากาศอัตโนมัติ (AWS) และให้ข้อมูลการสังเกตการณ์แก่สาธารณชน ซึ่งรวมถึงอุณหภูมิ ความชื้นสัมพัทธ์ ปริมาณน้ำฝน ทิศทางและความเร็วลม และสภาพอากาศ ความดัน รังสีแสงอาทิตย์ และดัชนี UV ผ่านกระบวนการนี้ นักเรียนที่เข้าร่วมจะได้รับทักษะต่างๆ เช่น การใช้งานเครื่องมือ การสังเกตการณ์สภาพอากาศ และการวิเคราะห์ข้อมูล AWS Co-WIN นั้นเรียบง่ายแต่ใช้งานได้หลากหลาย มาดูกันว่ามันแตกต่างจากการใช้งาน AWS มาตรฐานของ HKKO อย่างไร
ระบบ Co-WIN AWS ​​ใช้เทอร์โมมิเตอร์และไฮโกรมิเตอร์แบบความต้านทานไฟฟ้าที่มีขนาดเล็กมากและติดตั้งอยู่ภายในแผ่นบังแสงอาทิตย์ แผ่นบังแสงอาทิตย์นี้ทำหน้าที่เช่นเดียวกับแผ่นบังแสงอาทิตย์แบบ Stevenson ใน AWS รุ่นมาตรฐาน คือปกป้องเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิและความชื้นจากแสงแดดและฝนโดยตรง ในขณะที่ยังคงปล่อยให้มีการไหลเวียนของอากาศได้อย่างอิสระ
ในสถานีตรวจวัดสภาพอากาศอัตโนมัติ (AWS) มาตรฐาน จะมีการติดตั้งเทอร์โมมิเตอร์แบบความต้านทานแพลทินัมไว้ภายในแผ่นบังลมสตีเวนสัน เพื่อวัดอุณหภูมิกระเปาะแห้งและกระเปาะเปียก ทำให้สามารถคำนวณความชื้นสัมพัทธ์ได้ บางแห่งใช้เซ็นเซอร์วัดความชื้นแบบคาปาซิทีฟในการวัดความชื้นสัมพัทธ์ ตามคำแนะนำขององค์การอุตุนิยมวิทยาโลก (WMO) ควรติดตั้งแผ่นบังลมสตีเวนสันมาตรฐานที่ความสูงระหว่าง 1.25 ถึง 2 เมตรเหนือพื้นดิน สถานีตรวจวัดสภาพอากาศอัตโนมัติ Co-WIN มักติดตั้งบนหลังคาอาคารเรียน ซึ่งให้แสงสว่างและการระบายอากาศที่ดีกว่า แต่ก็อยู่สูงจากพื้นดินค่อนข้างมาก
ทั้งระบบตรวจวัดปริมาณน้ำฝนอัตโนมัติ Co-WIN และระบบตรวจวัดปริมาณน้ำฝนอัตโนมัติมาตรฐาน ต่างก็ใช้เครื่องวัดปริมาณน้ำฝนแบบถังเอียงในการวัดปริมาณน้ำฝน โดยเครื่องวัดปริมาณน้ำฝนแบบถังเอียงของ Co-WIN จะติดตั้งอยู่ด้านบนของแผ่นบังรังสีแสงอาทิตย์ ในขณะที่ระบบตรวจวัดปริมาณน้ำฝนอัตโนมัติมาตรฐานนั้น เครื่องวัดปริมาณน้ำฝนจะติดตั้งในบริเวณที่โล่งบนพื้นดิน
เมื่อหยาดฝนตกลงไปในถังวัดปริมาณน้ำฝน หยาดฝนจะค่อยๆ เติมเต็มถังใบใดใบหนึ่งจากสองใบ เมื่อปริมาณน้ำฝนถึงระดับหนึ่ง ถังจะเอียงไปอีกด้านหนึ่งด้วยน้ำหนักของมันเอง ทำให้น้ำฝนไหลออกไป เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ ถังอีกใบจะยกตัวขึ้นและเริ่มเต็ม ทำซ้ำกระบวนการเติมและเทน้ำนี้ไปเรื่อยๆ จากนั้นจึงสามารถคำนวณปริมาณน้ำฝนได้โดยการนับจำนวนครั้งที่ถังเอียง
ทั้ง Co-WIN AWS ​​และ Standard AWS ใช้เครื่องวัดความเร็วลมแบบถ้วยและใบพัดวัดทิศทางลมในการวัดความเร็วและทิศทางลม เซ็นเซอร์วัดลม Standard AWS ติดตั้งอยู่บนเสาวัดลมสูง 10 เมตร ซึ่งมีสายล่อฟ้าและวัดลมที่ความสูง 10 เมตรเหนือพื้นดินตามคำแนะนำของ WMO โดยต้องไม่มีสิ่งกีดขวางสูงอยู่ใกล้บริเวณติดตั้ง ในทางกลับกัน เนื่องจากข้อจำกัดของสถานที่ติดตั้ง เซ็นเซอร์วัดลม Co-WIN มักติดตั้งบนเสาสูงหลายเมตรบนหลังคาอาคารเรียน ซึ่งอาจมีอาคารสูงอยู่ใกล้เคียงด้วย
บารอมิเตอร์ Co-WIN AWS ​​​​เป็นแบบเพียโซเรซิสทีฟและติดตั้งอยู่ภายในคอนโซล ในขณะที่ AWS มาตรฐานทั่วไปมักใช้เครื่องมือแยกต่างหาก (เช่น บารอมิเตอร์แบบคาปาซิแตนซ์) ในการวัดความดันอากาศ
เซ็นเซอร์วัดแสงอาทิตย์และรังสียูวีของ Co-WIN AWS ​​ถูกติดตั้งไว้ข้างๆ เครื่องวัดปริมาณน้ำฝนแบบถังเอียง มีตัวบ่งชี้ระดับติดอยู่กับเซ็นเซอร์แต่ละตัวเพื่อให้แน่ใจว่าเซ็นเซอร์อยู่ในตำแหน่งแนวนอน ดังนั้น เซ็นเซอร์แต่ละตัวจึงมีภาพท้องฟ้าครึ่งทรงกลมที่ชัดเจนเพื่อวัดรังสีแสงอาทิตย์โดยรวมและความเข้มของรังสียูวี ในทางกลับกัน หอดูดาวฮ่องกงใช้เครื่องวัดรังสีแสงอาทิตย์และเครื่องวัดรังสียูวีที่ทันสมัยกว่า โดยติดตั้งไว้บนสถานีอากาศอัตโนมัติ (AWS) ที่กำหนดไว้เป็นพิเศษ ซึ่งมีพื้นที่โล่งสำหรับสังเกตรังสีแสงอาทิตย์และความเข้มของรังสียูวี
ไม่ว่าจะเป็น AWS แบบ win-win หรือ AWS มาตรฐาน ก็มีข้อกำหนดบางประการสำหรับการเลือกสถานที่ติดตั้ง AWS ควรติดตั้งให้ห่างจากเครื่องปรับอากาศ พื้นคอนกรีต พื้นผิวสะท้อนแสง และผนังสูง นอกจากนี้ ควรติดตั้งในบริเวณที่อากาศสามารถไหลเวียนได้อย่างอิสระ มิเช่นนั้น การวัดอุณหภูมิอาจได้รับผลกระทบ ยิ่งไปกว่านั้น ไม่ควรติดตั้งเครื่องวัดปริมาณน้ำฝนในบริเวณที่มีลมแรง เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำฝนถูกลมแรงพัดไปโดนเครื่องวัดปริมาณน้ำฝน ส่วนเครื่องวัดความเร็วลมและกังหันลม ควรติดตั้งในที่สูงพอที่จะลดการบดบังจากสิ่งก่อสร้างโดยรอบให้น้อยที่สุด
เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการเลือกสถานที่ติดตั้ง AWS ข้างต้น หอดูดาวจึงพยายามอย่างเต็มที่ที่จะติดตั้ง AWS ในพื้นที่โล่ง ปราศจากสิ่งกีดขวางจากอาคารใกล้เคียง เนื่องจากข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อมของอาคารเรียน สมาชิก Co-WIN จึงมักต้องติดตั้ง AWS บนดาดฟ้าของอาคารเรียน
Co-WIN AWS ​​​​นั้นคล้ายกับ “AWS เวอร์ชัน Lite” จากประสบการณ์ที่ผ่านมา Co-WIN AWS ​​​​นั้น “คุ้มค่าแต่ทรงประสิทธิภาพ” – สามารถตรวจจับสภาพอากาศได้ค่อนข้างดีเมื่อเทียบกับ AWS มาตรฐาน

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา หอดูดาวได้เปิดตัวเครือข่ายข้อมูลสาธารณะรุ่นใหม่ Co-WIN 2.0 ซึ่งใช้ไมโครเซนเซอร์ในการวัดลม อุณหภูมิ ความชื้นสัมพัทธ์ ฯลฯ เซนเซอร์ถูกติดตั้งในตัวเรือนรูปทรงเสาไฟ ส่วนประกอบบางอย่าง เช่น แผ่นบังแสงอาทิตย์ ผลิตโดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ นอกจากนี้ Co-WIN 2.0 ยังใช้ทางเลือกโอเพนซอร์สทั้งในด้านไมโครคอนโทรลเลอร์และซอฟต์แวร์ ซึ่งช่วยลดต้นทุนการพัฒนาซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ได้อย่างมาก แนวคิดเบื้องหลัง Co-WIN 2.0 คือ นักเรียนสามารถเรียนรู้การสร้าง “ระบบพยากรณ์อากาศแบบทำเอง” (DIY AWS) และพัฒนาซอฟต์แวร์ได้ ด้วยเหตุนี้ หอดูดาวจึงจัดชั้นเรียนระดับสูงสำหรับนักเรียนด้วย หอดูดาวฮ่องกงได้พัฒนาระบบพยากรณ์อากาศแบบเสา (Co-WIN 2.0 AWS) และนำไปใช้งานเพื่อตรวจสอบสภาพอากาศแบบเรียลไทม์ในพื้นที่