The days of manually measuring precipitation with a bucket and ruler or with a strip chart weighing gauge are coming to an end. With the introduction of ASOS, came the need for an automated precipitation accumulation gauge, or, at least for the present, an automated rain-only gauge.
The current precipitation accumulation gauge ASOS uses is a heated tipping bucket manufactured by the Frise Engineering Company of Baltimore, MD (see figure Page 2). Essentially, it is a revamped version of the old Belfort tipping bucket, widely used for decades. Today's Frise Tipper uses several design modifications that have either solved or mitigated a number of performance flaws in the original design. These modifications allow the new automated gauge to perform close to the old manual gauges, which serve as the "standards" in the testing world.
The Frise gauge works by catching precipitation in a 12-inch diameter open funnel, called the collector. Once collected (and, if necessary, melted by internal heating strips), the water is funneled to a mechanical device called the tipping bucket. The bucket works much like a seesaw with a container ("bucket") on each side.
The bucket on the raised end of the tipper is positioned directly beneath the collector spout, collecting the water first. The seesaw tips when the bucket collects the equivalent of 0.01" of rainfall. Each tip empties one side of the seesaw and positions the other bucket under the funnel. During the tipping process, a magnet moves past a sensor (a reed switch) and signals that it has accumulated 0.01". After each tip, the measured water is funneled out the bottom of the gauge.
To Tip or Not to Tip?
How well does the ASOS tipping bucket measure up? Well, that depends on what you're trying to measure. In the past, measuring rain or melted snow with a ruler and bucket or with a simple strip chart weighing gauge was a relatively easy and accurate process. A drawback with the older gauges is that they required someone to melt the snow and take the measurement or to read the strip chart. They also didn't enable the timeliness that is desired and possible with automated systems.
Tipping Bucket Image
What do you lose by eliminating the human factor and automating with a heated tipping bucket? The answer is very little of the rainfall but about 40% to 50% of the liquid equivalent of the snowfall. While fully modified tippers achieve excellent results with rain (less than 4% difference from manual gauges), several factors affect the heated tipping bucket's performance with snow.
Probably the biggest loss of snow "tips" is due to evaporation when the collector heaters attempt to liquefy snow. Another loss occurs when snowflakes are deflected away from the collector by the "chimney effect," warmed air rising from the gauge when the heaters are operating. Perhaps the most confusing of problems occurs when a slab of snow and/or ice melts well after an event has ended, often more than a day later. This can cause record-keeping headaches!
The Tipping Bucket Grows Up
The heated tipping bucket has never performed well with snow. Until recently there were also serious questions about its effectiveness in measuring rainfall. Problems with tippers included sticking due to corrosion, water splashing or missing the tipper, and unreliable mercury switches, which often missed tips during precipitation or recorded false tips during windy conditions. Vigorous research since 1992, at the NWS Research and Development Center in Sterling, VA, and Winter Test Site at Johnstown, PA, have helped to uncover these problems and to develop and test possible solutions.
Solutions include replacing metal contact points with non-corroding polyethylene, extending the funnel spout closer to the tipper to reduce splashing and lost water, and changing from the mercury switch to a reed switch.
The change to reed switches eliminated both missed and false tips. These modifications brought the tipping bucket's performance up to the ASOS specifications for liquid precipitation events.
Ideally, an automated precipitation accumulation gauge should measure all types of precipitation. The eated tipping bucket does not perform well with frozen precipitation, especially snow. As a result, the gauge is used as a "liquid" accumulation sensor only. The next big question: can the tipping bucket be improved further to adequately measure snowfall or will a new gauge design be necessary?
วันของตนเองการวัดด้วยไม้บรรทัด หรือถังตกตะกอนและมีแถบกราฟชั่งวัดจะมาสิ้นสุด ด้วยการแนะนำของ asos มาต้องเป็นแบบอัตโนมัติ โดยการสะสมเกจ หรือ อย่างน้อยเพื่อปัจจุบันโดยอัตโนมัติ
ฝนเท่านั้นวัดปัจจุบันการตกตะกอนสะสมเกจใช้เป็น asos อุ่นให้ถังผลิตโดย Frise วิศวกรรมบริษัทของบัลติมอร์ ( ดูรูปที่หน้า 2 ) มันเป็นฉบับปรับปรุงใหม่จากเดิมเบลฟอร์ตทิปถังที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมานานหลายทศวรรษทิป Frise ใช้วันนี้ปรับเปลี่ยนการออกแบบหลายแห่งที่มีให้แก้ไข หรือลดจำนวนของการแสดงข้อบกพร่องในการออกแบบเดิม การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ให้ใหม่โดยอัตโนมัติเพื่อแสดงใกล้วัดเก่าวัดด้วยตนเอง ซึ่งเป็น " มาตรฐาน " ในโลกทดสอบ
Frise วัดงานโดยการจับการตกตะกอนในเส้นผ่าศูนย์กลาง 12 นิ้ว เปิดกรวย ที่เรียกว่า การสะสมเมื่อเก็บ ( และถ้าจำเป็นละลายด้วยแผ่นความร้อนภายใน ) น้ำกักให้เครื่องจักรกลอุปกรณ์ที่เรียกว่าทิปถัง ถังการทํางานเหมือนกระดานหกกับภาชนะ ( " ถัง " ) ในแต่ละด้าน
ถังในยกสุดท้ายของการเดินทางตั้งอยู่โดยตรงภายใต้สะสมพ่นเก็บน้ำครั้งแรกกระดานหกเคล็ดลับเมื่อถังสะสมเท่ากับ 0.01 " ของปริมาณฝน แต่ละปลายอ้อมไปด้านหนึ่งของกระดานหก และตำแหน่งอื่น ๆถังภายใต้ช่องทาง ระหว่างทิปกระบวนการแม่เหล็กเคลื่อนที่ผ่านเซ็นเซอร์ ( Reed switch ) และสัญญาณที่ได้สะสม 0.01 " หลังจากที่แต่ละเคล็ดลับ , วัดน้ำกักออกมาด้านล่างของวัด
เคล็ดลับหรือเคล็ดลับ ?
ยังไงก็ไม่ asos ทิปถังวัดได้อย่างไร มันขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณกำลังพยายามที่จะวัด ในอดีตวัดฝนหรือหิมะที่ละลายด้วยไม้บรรทัดและถังหรือด้วยง่ายแถบกราฟชั่งวัด คือ กระบวนการที่ค่อนข้างง่ายและถูกต้อง ข้อเสียเปรียบกับวัดเก่า คือ ว่า พวกเขาต้องการใครสักคนเพื่อละลายหิมะและใช้วัด หรือ การอ่านแผนภูมิแถบพวกเขายังไม่ได้เปิดใช้งาน ขนาดใหญ่ที่เป็นที่ต้องการ และเป็นไปได้ด้วยระบบอัตโนมัติถังภาพ
ให้สิ่งที่คุณสูญเสียโดยการขจัดปัจจัยมนุษย์และอัตโนมัติด้วยอุ่นถังให้ทิป ? คำตอบคือน้อยมากของปริมาณน้ำฝน แต่ประมาณ 40% ถึง 50% ของเทียบเท่าของเหลวของหิมะ .ในขณะที่การบรรลุเต็ม tippers ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยม ด้วยฝน ( น้อยกว่า 4 % ความแตกต่างจากคู่มือวัด ) , หลายปัจจัยมีผลต่อประสิทธิภาพของถังอุ่นให้กับหิมะ
อาจจะเป็นการสูญเสียที่ใหญ่ที่สุดของหิมะ " เคล็ดลับ " เนื่องจากการระเหยเมื่อเก็บ heaters พยายามสลายหิมะ อีกทุนเกิดขึ้นเมื่อหิมะกำลังเบี่ยงเบนไปจากนักสะสม โดย " ปล่องผลกระทบ" อุ่นอากาศที่เพิ่มขึ้นจากวัดเมื่อเครื่องมีผ่าตัด บางทีที่สับสนที่สุดของปัญหาที่เกิดขึ้นเมื่อพื้นหิมะ และ / หรือ น้ำแข็งละลายได้ดี หลังจากเหตุการณ์จบลง มักจะมากกว่า แต่วันต่อมา นี้สามารถทำให้การบันทึกอาการปวดหัว !
เปลี่ยนถังโตขึ้น
อุ่นถังให้ทิปไม่เคยปฏิบัติดีด้วยหิมะจนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ นี้ ก็มีคำถามที่ร้ายแรงเกี่ยวกับประสิทธิภาพในการวัดปริมาณน้ําฝน ปัญหากับทิปเปอร์รวมผสานเนื่องจากเกิดสนิม น้ำสาด หรือขาดหายไปทิป และสวิตช์ปรอทที่ไม่น่าเชื่อถือ ซึ่งมักจะพลาดเคล็ดลับในการบันทึกเท็จหรือเคล็ดลับในช่วงสภาวะลมแรง เข้มแข็ง วิจัยตั้งแต่ปี 1992ที่ NWS การวิจัยและพัฒนาศูนย์ในสเตอร์ลิง , VA , และทดสอบฤดูหนาวเว็บไซต์ที่ Johnstown , PA , ช่วยให้ค้นพบปัญหาเหล่านี้ และเพื่อพัฒนาและทดสอบโซลูชั่นที่สุด
โซลูชั่นรวมแทนโลหะจุดติดต่อกับไม่เสื่อม พลาสติก การขยายช่องทางพ่นใกล้ชิดกับการเดินทางเพื่อลดการกระเด็นและการสูญเสียน้ำและเปลี่ยนจากดาวพุธสลับไปสลับกก
เปลี่ยนลิ้นสวิตช์ตัดออกทั้งพลาดและเคล็ดลับที่เป็นเท็จ การปรับเปลี่ยนเหล่านี้นำถังให้ทิปการแสดงถึง asos คุณสมบัติสำหรับเหตุการณ์การตกตะกอนน้ำ
นึกคิดแบบอัตโนมัติการตกตะกอนสะสมวัดควรวัดทุกประเภทของการตกตะกอนส่วนอาหารให้ถังไม่แสดงได้ดีโดยเฉพาะกับแช่แข็งด้วยหิมะ ผลการวัดจะถูกใช้เป็น " ของเหลว " สะสมเซ็นเซอร์เท่านั้น คำถามต่อไป : สามารถให้ทิปได้ปรับปรุงเพิ่มเติมเพื่อให้เพียงพอ ถัง หิมะ หรือจะวัดแบบวัดใหม่เป็นสิ่งจำเป็น ?
การแปล กรุณารอสักครู่..
