コミュニティ気象情報ネットワーク（Co-WIN）は、香港天文台（HKO）、香港大学、香港中文大学の共同プロジェクトです。参加する学校や地域団体にオンラインプラットフォームを提供し、自動気象観測所（AWS）の設置と管理を支援する技術サポートを提供するとともに、気温、相対湿度、降水量、風向と風速、気圧、日射量、紫外線指数などの観測データを一般の人々に提供します。このプロセスを通じて、参加する学生は、機器の操作、気象観測、データ分析などのスキルを習得します。AWS Co-WINはシンプルですが、汎用性があります。標準的なHKKOのAWS実装とどのように異なるかを見ていきましょう。
Co-WIN AWSは、非常に小型の抵抗温度計と抵抗湿度計をソーラーシールド内部に設置しています。このシールドは、標準AWSのStevensonシールドと同様の役割を果たし、温度センサーと湿度センサーを直射日光や降雨から保護しつつ、空気の自由な循環を可能にします。
標準的なAWS観測所では、乾球温度と湿球温度を測定するために、スティーブンソンシールドの内側に白金抵抗温度計が設置されており、それによって相対湿度を算出できます。一部の観測所では、静電容量式湿度センサーを使用して相対湿度を測定しています。世界気象機関（WMO）の勧告によると、標準的なスティーブンソンシールドは地上1.25メートルから2メートルの高さに設置する必要があります。Co-WIN AWSは通常、学校の建物の屋上に設置され、採光と換気は良好ですが、地上からの高さは比較的高くなります。
Co-WIN AWSと標準AWSはどちらも、転倒式雨量計を用いて降雨量を測定します。Co-WINの転倒式雨量計は、日射遮蔽板の上に設置されます。標準AWSでは、雨量計は通常、地面の開けた場所に設置されます。
雨粒がバケツの雨量計に入ると、2つのバケツのうち片方に徐々に水が溜まります。雨水が一定の高さに達すると、バケツは自重で反対側に傾き、雨水を排出します。すると、もう一方のバケツが持ち上がり、雨水が溜まり始めます。この充填と排出の繰り返しによって、バケツが傾いた回数を数えることで降雨量を算出できます。
Co-WIN AWSと標準AWSはどちらもカップ式風速計と風向計を用いて風速と風向を測定します。標準AWSの風速計は、避雷針を備えた高さ10メートルの風速マストに設置され、WMOの勧告に従って地上10メートルの高さで風速を測定します。設置場所の近くには高い障害物があってはなりません。一方、Co-WINの風速計は設置場所の制約から、通常は教育施設の屋上にある数メートルの高さのマストに設置されます。近くには比較的高い建物がある場合もあります。
Co-WIN AWSの気圧計はピエゾ抵抗式でコンソールに組み込まれているのに対し、標準的なAWSは通常、気圧を測定するために別の機器（静電容量式気圧計など）を使用します。
Co-WIN AWSの太陽光・紫外線センサーは、転倒マス式雨量計の隣に設置されています。各センサーには水平器が取り付けられており、センサーが水平位置にあることを確認しています。そのため、各センサーは空の半球状の鮮明な画像を取得し、全天日射量と紫外線強度を測定できます。一方、香港天文台では、より高度な日射計と紫外線放射計を使用しています。これらは、太陽光と紫外線の放射強度を観測するための開放されたエリアがある、特別に指定されたAWSに設置されています。
ウィンウィン型AWSであれ標準型AWSであれ、設置場所の選定には一定の要件があります。AWSは、エアコン、コンクリート床、反射面、高い壁から離れた場所に設置する必要があります。また、空気が自由に循環できる場所に設置する必要があります。そうでないと、温度測定に影響が出る可能性があります。さらに、雨量計は強風で雨水が吹き飛ばされて雨量計に届かないように、風の強い場所に設置してはいけません。風速計と風向計は、周囲の構造物による障害を最小限に抑えるため、十分な高さに設置する必要があります。
上記のAWS設置場所選定要件を満たすため、天文台は近隣の建物による障害物のない開けた場所にAWSを設置するよう最大限の努力を払っています。しかし、学校の建物という環境上の制約から、Co-WINのメンバーは通常、学校の建物の屋上にAWSを設置せざるを得ません。
Co-WIN AWSは「Lite AWS」に似ています。過去の経験に基づくと、Co-WIN AWSは「コスト効率に優れながらも高性能」であり、標準的なAWSと比較して気象状況をかなり正確に捉えることができます。
近年、香港天文台は、風速、気温、相対湿度などを測定するマイクロセンサーを使用する新世代の公共情報ネットワークであるCo-WIN 2.0を立ち上げました。センサーは街灯柱型の筐体に設置されています。ソーラーシールドなどの一部のコンポーネントは3Dプリンティング技術を使用して製造されています。さらに、Co-WIN 2.0はマイクロコントローラーとソフトウェアの両方でオープンソースの代替手段を活用し、ソフトウェアとハードウェアの開発コストを大幅に削減しています。Co-WIN 2.0の背後にあるアイデアは、学生が独自の「DIY AWS」を作成し、ソフトウェアを開発することを学ぶことです。この目的のために、香港天文台は学生向けのマスタークラスも開催しています。香港天文台は、Co-WIN 2.0 AWSをベースにした柱状のAWSを開発し、現地のリアルタイム気象監視のために運用を開始しました。
投稿日時：2024年9月14日