Dari daerah tropis hingga kutub, iklim, pertanian, dan jenis peneliti lainnya mengandalkan tingkat penelitian tanpa pengawasan, stasiun cuaca pencatatan data. Sebagai contoh, Departemen Pertanian AS menggunakan stasiun cuaca untuk mempelajari apa pun dari patologi molekuler tanaman untuk pengelolaan hutan. Kelompok non-pemerintah, seperti sebagai universitas, gunakan stasiun cuaca untuk mempelajari beragam mata pelajaran termasuk bagaimana aktivitas glasial mempengaruhi suhu udara. Selain itu, perusahaan komersial bergantung pada stasiun cuaca untuk melakukan bisnis. Paul Sloan, pemilik Small Vine Vineyard, menggunakan stasiun cuaca tingkat penelitian untuk menentukan penempatan dari kaca depan pelindung. Dia berkata, “Karena pencatat data sangat portabel, kami dapat
lakukan pembacaan suhu di berbagai titik di atas bukit selama tahun dan temukan di mana garis es berakhir.”
Stasiun cuaca memantau parameter lingkungan seperti suhu, kecepatan angin, arah angin, curah hujan, kelembaban tanah, tekanan udara dan radiasi aktif fotosintesis (PAR). Peneliti menggunakan stasiun cuaca biasanya membutuhkan pengukuran yang sangat akurat dan andal dalam jangka waktu yang lama. Selain itu, penerapannya sering kali berlokasi di lingkungan yang keras. Karena stasiun cuaca memantau kondisi 24/7 di lokasi tertentu, para peneliti dapat memperoleh pengukuran yang tepat daripada membuat perkiraan berdasarkan data cuaca regional
Komponen Stasiun Cuaca
Komponen Stasiun Cuaca
Stasiun cuaca tipikal terdiri dari pencatat data dan sensor yang dipasang pada tripod logam. Sistem biasanya berjalan dengan daya baterai atau kombinasi dari: tenaga surya dan baterai isi ulang. Komponen utama stasiun cuaca termasuk:
• Pencatat data (Data Logger)
• Sensor
• Kabel
• Tripod atau sistem pemasangan lainnya
• Pembumian (Grounding)
Pencatat data (Data Logger) adalah unit pusat di dalam stasiun cuaca. Yang utama komponennya adalah mikroprosesor, saluran input data, baterai, dan kandang tahan cuaca. Peneliti harus mempertimbangkan jumlah data saluran input yang disediakan oleh pencatat data sebelum membeli. Nomor ini menentukan berapa banyak sensor yang dapat ditambahkan ke stasiun cuaca. Berikutnya, peneliti harus mempertimbangkan seberapa tahan cuaca perumahan itu. Bagus tahan cuaca memastikan komponen elektronik tetap kering dan berfungsi dengan baik dalam kondisi lingkungan luar yang basah atau keras.
Data logger merekam dan menyimpan data yang dikumpulkan dari sensor pada interval yang telah ditentukan. Peneliti mengambil data ini dengan memindahkannya ke PC atau komputer Macintosh,
atau perangkat transfer data “shuttle”, atau dengan mengaksesnya dari jarak jauh melalui seluler, Wi Fi, atau jenis komunikasi jarak jauh lainnya.
Lokasi Instalasi dan Penempatan Sensor
Lokasi situs stasiun cuaca, dan bagaimana sensornya ditempatkan, mainkan kuncinya peran dalam mendapatkan pengukuran yang akurat.
Lokasi Situs dan Penempatan Sensor
Beberapa peneliti membutuhkan data tentang kondisi cuaca umum untuk suatu daerah. Diaplikasi ini, peneliti harus menempatkan stasiun cuaca mereka di tempat terbuka, lokasi yang tidak terhalang. Bangunan dan pohon dapat mempengaruhi suhu, relatif kelembaban, curah hujan, kecepatan angin, dan arah angin. Untuk alasan ini, stasiun cuaca juga harus berada pada jarak setidaknya sepuluh kali ketinggian pohon dan bangunan di dekatnya jauh dari penghalang ini.
Dalam banyak kasus, peneliti menggunakan stasiun cuaca untuk mengukur iklim mikro. Misalnya, seorang peneliti mungkin mengukur iklim mikro untuk mempelajari bagaimana ketinggian mempengaruhi suhu di daerah tertentu, sementara yang lain mungkin belajar bagaimana tidak adanya kanopi pohon mempengaruhi iklim mikro. Meskipun pedoman meteorologi sangat membantu untuk menyiapkan stasiun cuaca yang mengukur kondisi cuaca umum, pedoman ini mungkin tidak berlaku untuk mengukur iklim mikro. Dalam kasus ini, peneliti memilih situs tertentu untuk belajar mereka dan biasanya menggunakan beberapa stasiun di berbagai situs atau pindah stasiun cuaca individu selama penelitian mereka.
Kiat Penerapan Stasiun Cuaca
Para peneliti biasanya menggunakan tripod saat memasang stasiun cuaca mereka. Mereka memasang sensor mereka baik di tripod atau menjalankan kabel di sekitar lokasi. Jika menggunakan tripod, harus diamankan agar tahan terhadap angin maksimum yang mungkin untuk situs.
Saat memasang tripod, tetap teratur dan bangun sebanyak stasiun cuaca di dalam ruangan mungkin. Ini mengurangi kehilangan penting bagian-bagian kecil. Di lokasi, letakkan terpal dan letakkan semua alat dan komponen di atas.
Beberapa peneliti memasang sensor di tiang atas tripod sebelumnya itu melekat pada tiang yang lebih rendah. Ini membuatnya lebih mudah untuk memasang sensor. Untuk melakukan ini, tegakkan tiang atas dan gunakan ikatan ritsleting untuk memasangnya penyangga kaki dan satu kaki tripod. Setelah lengan silang dan sensornya terpasang, lepaskan ikatan zip dan letakkan tiang atas di atas yang lebih rendah dari tiang kapal. Kemudian buat penyesuaian ketinggian dan leveling sensor akhir.
Untuk membantu mencegah korosi pada sensor dan port sensor, ini adalah praktik yang baik untuk menyemprotkan WD40 atau pelumas serupa pada port sensor sebelum mencolokkan sensor.
Data logger harus dipasang di tiang sehingga kabel keluar bagian bawah pencatat. Hal ini memungkinkan kabel untuk menggantung, yang mencegah tetesan air pada kabel agar tidak masuk. Jika logger memiliki ventilasi, pastikan ventilasi diorientasikan sesuai rekomendasi vendor untuk ventilasi yang benar. Untuk misalnya, ventilasi Gore® harus berada di sisi vertikal logger.
Jangkar kaki dengan tiang rebar melalui kaki tripod. Kemudian tambahkan kabel pria. Akhirnya, tandai kabel pria sehingga orang dan hewan tidak menabraknya.
Stasiun cuaca harus terletak setidaknya sepuluh kali ketinggian pohon di dekatnya dan bangunan jauh dari hambatan-hambatan ini.
Perakitan sebagian stasiun cuaca di dalam ruangan dapat membantu mengurangi hilangnya bagian-bagian kecil di lapangan.
Penempatan Sensor
Setelah stasiun cuaca ditempatkan dengan tepat, sensor harus ditempatkan dengan benar diposisikan untuk mengumpulkan pengukuran yang akurat. Tabel berikut menunjukkan rekomendasi untuk memposisikan jenis sensor tertentu:
Memasang sensor kelembaban tanah:
Probe pengukuran kelembaban tanah yang akurat harus memiliki kontak yang baik dengan
tanah sekitarnya. Berikut adalah beberapa tips untuk membantu pemasangan:
- Pasang probe sensor ke tanah bebas kerikil yang tidak terganggu.
- Untuk pengukuran kelembaban tanah yang lebih dalam, gunakan bor tanah untuk menggali lubang. Idealnya ini harus miring, sehingga tanah di atas sensor adalah tak terganggu. Kemudian dorong probe ke tanah yang tidak terganggu di bagian bawah lubang.
- Gunakan pipa PVC dengan tiga celah yang dibuat pada sudut 90 derajat di ujung pipa: dua celah untuk sensor dan satu celah lagi untuk kabel.
Setelah memasang sensor ke dalam tanah, isi kembali sebagian lubang, biarkan tanah untuk mengendap di sekitar sensor. Kemas tanah dengan kepadatan yang sama dengan tanah yang tidak terganggu. Kemudian secara menyeluruh sirami tanah di sekitar sensor untuk menyebabkan tanah untuk sepenuhnya menetap di sekitar sensor.
Berikut adalah beberapa tip umum untuk sensor pemosisian:
- Untuk lebih memperhitungkan variabilitas spasial, untuk parameter seperti curah hujan, pasang dua atau lebih sensor identik pada stasiun cuaca yang sama. Tempat satu di tripod dan yang lainnya beberapa meter jauhnya.
- Secara umum, hindari menempatkan sensor di dekat radio, televisi, atau microwave menara dan peralatan. Interferensi elektromagnetik yang kuat dapat menyebabkan kesalahan pembacaan sensor.
- Untuk menghindari kejutan fatal, jangan memasang stasiun cuaca di dekat saluran listrik.
Setelah memposisikan sensor dengan benar pada tripod atau di lokasi lain, pasang
kabel sensor ke logger
Relative humidity, barometric pressure, wind direction and wind speed, and PAR sensors should be checked or calibrated annually.
Konfigurasi Stasiun Cuaca
Sementara beberapa stasiun cuaca pencatatan data mungkin sulit untuk dikonfigurasi dan sering membutuhkan layanan integrator sistem profesional untuk penyiapan, sistem tercanggih saat ini tidak memerlukan pemrograman atau kompleks kabel. Sebaliknya, sistem ini memanfaatkan teknologi Smart Sensor, yang memberi pengguna kinerja plug-and-play: setelah sensor terpasang ke dalam data logger, secara otomatis dikenali dan dapat mulai mengambil pengukuran. Jenis arsitektur sistem ini dapat secara signifikan mengurangi waktu penyiapan dan penerapan, dan kurangi atau hilangkan kebutuhan akan peralatan khusus bantuan integrator.
Dalam beberapa kasus, sensor akan memerlukan kalibrasi sebelum penerapan dimulai, dan secara berkala selama penerapan. Misalnya, silikon piranometer dikalibrasi untuk digunakan di bawah kondisi langit terbuka. Ke kalibrasi ulang untuk iklim mikro, seperti di bawah kanopi pohon, beberapa peneliti menggunakan piranometer thermopile tambahan untuk mengkalibrasi pembacaan untuk kondisi.
Alat pengukur hujan mungkin juga perlu dikalibrasi. Ini harus dilakukan di lapangan dengan menuangkan air ke dalam pengukur pada tingkat yang terkendali dan memeriksa bahwa jumlah yang benar dari simulasi curah hujan ini dicatat. Sesuaikan sekrup pengukur hujan sampai memberikan pembacaan yang benar.
Kelembaban relatif, tekanan udara, arah angin dan kecepatan angin, dan Sensor PAR harus diperiksa atau dikalibrasi setiap tahun. Beberapa peneliti mematikan sensor yang perlu dikalibrasi dengan sensor cadangan.
Beberapa sensor atau beberapa stasiun cuaca dapat diperiksa dengan satu sama lain. Sebelum menyebarkan kelompok sensor atau stasiun cuaca, jalankan mereka semua dalam satu lokasi. Periksa data untuk inkonsistensi. Kemudian gunakan data ini untuk menentukan apakah ada sensor yang harus dikalibrasi atau diganti
Perlindungan Kabel Sensor
Mesin pemotong rumput, traktor, dan bahan kimia dapat merusak kabel sensor. Selain itu, hewan pengerat, burung, sapi, dan hewan lainnya dapat menggigit, mematuk, atau menginjak-injak pada kabel sensor. Untuk alasan ini, peneliti sering menutupi kabel dengan saluran. Lindungi kabel yang terkubur di dalam tanah juga. Gunakan ular tukang ledeng untuk menarik kawat dan kabel melalui saluran. Alat pengukur hujan juga membutuhkan perlindungan. Burung suka membangun sarang di dalam tempat istirahat yang mengundang ini. Pasang paku sekitar pengukur hujan untuk mencegah burung
Pembumian yang Tepat
Pembumian yang tepat dari stasiun cuaca disarankan, karena memberikan perlindungan dari gangguan listrik dan dengan demikian dapat membantu meminimalkan kemungkinan sistem kegagalan di lapangan. Batang tanah 8 kaki direkomendasikan, tetapi 4 kaki batang tanah seringkali cukup. Dalam kebanyakan kasus, menggerakkan batang pentanahan langsung ke tanah sangat mudah; namun, terkadang faktor situs membutuhkan pemikiran kreatif. Jika stasiun cuaca berada di atap industri, Anda
dapat menyambungkan kabel arde ke sasis unit AC yang diarde dengan benar.
Pemeliharaan Baterai
Pencatat data stasiun cuaca biasanya ditenagai oleh baik baterai reguler atau baterai isi ulang. Baterai isi ulang diisi ulang dengan tenaga dari panel surya. Jika stasiun cuaca terletak di dekat khatulistiwa
(yaitu AS Selatan), panel surya 1 watt dapat menghasilkan daya yang cukup untuk mengisi baterai secukupnya. Namun, jika stasiun cuaca yang sama sama lebih jauh dari khatulistiwa (yaitu AS Utara), maka panel surya 6 watt mungkin diperlukan karena jam siang hari lebih sedikit pada waktu-waktu tertentu dalam setahun. Di beberapa iklim, bahkan panel surya dengan watt tinggi tidak cukup untuk menjaga baterai isi ulang terjadi di musim dingin, terutama dalam kabut. Dalam hal ini, Anda akan membutuhkan baterai tambahan untuk cadangan. (Lihat produsen untuk rekomendasi spesifik.) Dalam kasus ekstrem ini, Anda perlu melakukan anggaran daya analisis untuk memastikan sistem Anda memiliki daya yang cukup.
Sebagai aturan umum, ganti baterai isi ulang setiap 3 hingga 5 tahun dan baterai biasa setahun sekali. Namun, masa pakai baterai tergantung pada logging interval. Misalnya, dengan stasiun cuaca tertentu, jika interval penebangan diatur pada 1 detik, baterai bertahan 30 hingga 50 hari. Jika interval diatur pada
1 menit, baterai harus bertahan satu tahun. Selanjutnya, pastikan Tanggal Penggunaan Baterai Sebelum setidaknya dua tahun dari tanggal saat ini.
