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美国开发低成本气象站:内置气压和湿度传感器等传感元件

随着科技的进步,天气预报需要更多技术设备和传感器的支持。多亏有了3D打印和廉价的商用电子设备,美国国际开发署认为,该机构能将每套只要200到300美元的气象站带到发展中国家。这不,前不久,科学家们已经在非洲赞比亚安装了第一批5座低成本的气象站作为试点,以向当地农民和其他居民提供急需的温度、降雨、风等气象信息。

 

美国开发的3D打印气象站,资料图


据了解,3D打印气象站是美国国家海洋和大气管理局与国际开发署的合作成果。大部分零件由3D打印机制作,这样如果它们在野外损坏之后很容易更换。

这些气象站有雨量测量器及风速传感器、湿度传感器和气压传感器等,还有防止阳光损伤设备的防辐射装置。传感器记录下来的信息被传到由英国拉斯伯里-皮基金会开发的低成本计算机上。计算机会当场进行一些数据分析,也可接到平板电脑上显示信息供气象站的操作员查看。信息还可以传到气象站外供其他地方的气象学家分析。

据悉,这些气象信息和在此之上的预测可以帮助当地农民决定何时种植农作物、何时施肥,同时也可以预警洪水和其它可能的灾害。制作这些气象站的,是来自美国国家大气研究中心(NCAR)及其管理实体大气研究大学联盟的气象专家们。

 

赞比亚一家生物医学科学学院附近的一个气象站,资料图


上图为新安装在赞比亚一家生物医学科学学院附近的一个气象站。左边是特制的雨量计;在气象站竖直杆中间向上的圆缸是辐射屏蔽,里面是温度传感器、湿度传感器和气压传感器;另外一个水平放置的柱体里面则安装着一个单板计算机。其顶部是风向标、太阳能光传感器和三杯风速计。该气象站由一块太阳能电池板和一个备用电池供电。

 

3D打印气象站不仅价格低廉,而且很容易修理。资料图


这种气象站主要使用了定制化的塑料部件,可用3D打印机制造,且使用了市场上现成的传感器,以及为学生开发的信用卡大小的基本计算机。其最终的总成本是:每座气象站300美元。

价格低廉、修理方便、记录数据方式简单,这这意味着这些气象站能大幅提高预报和准备应对自然灾害的能力。

 

科学家们用市场上现有的传感器,组装成这些气象站。资料图


目前,赞比亚当地气象专家可用该气象站测量数据。与此同时,这些数据还会通过无线网络中实时传送给NCAR。在所有气象站都安装完毕之后,科学家们将使用NCAR的气象研究和预测计算机模型,为赞比亚开发一个1到3天的区域天气预测系统。该预测系统,除了可以帮助农民和其他居民之外,还可以提供水灾或其他与天气有关的灾害的预警。

 

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