Le Réseau communautaire d'information météorologique (Co-WIN) est un projet conjoint de l'Observatoire de Hong Kong (HKO), de l'Université de Hong Kong et de l'Université chinoise de Hong Kong. Il offre aux écoles et aux organisations communautaires participantes une plateforme en ligne leur permettant de bénéficier d'un soutien technique pour l'installation et la gestion de stations météorologiques automatiques (SMA) et la diffusion au public de données d'observation telles que la température, l'humidité relative, les précipitations, la direction et la vitesse du vent, la pression atmosphérique, le rayonnement solaire et l'indice UV. Ce processus permet aux élèves participants d'acquérir des compétences en matière d'utilisation d'instruments, d'observation météorologique et d'analyse de données. Le système Co-WIN est simple mais polyvalent. Voyons en quoi il diffère de l'implémentation standard du HKO au sein des SMA.
Le système Co-WIN AWS utilise des thermomètres et des hygromètres à résistance de très petite taille, installés à l'intérieur du bouclier solaire. Ce bouclier remplit la même fonction que le bouclier Stevenson du système AWS standard : il protège les capteurs de température et d'humidité des rayons directs du soleil et des précipitations, tout en permettant une circulation d'air optimale.
Dans un observatoire météorologique automatique standard, des thermomètres à résistance de platine sont installés à l'intérieur de l'abri Stevenson pour mesurer les températures sèche et humide, permettant ainsi de calculer l'humidité relative. Certains observatoires utilisent des capteurs d'humidité capacitifs. Conformément aux recommandations de l'Organisation météorologique mondiale (OMM), les abris Stevenson standard doivent être installés entre 1,25 et 2 mètres du sol. L'observatoire Co-WIN AWS est généralement installé sur le toit d'un bâtiment scolaire, ce qui lui confère une meilleure luminosité et une ventilation optimale, mais à une hauteur relativement importante.
Les stations de mesure des précipitations Co-WIN et standard utilisent toutes deux un pluviomètre à augets basculants. Le pluviomètre Co-WIN est installé au-dessus du pare-soleil. Dans une station standard, il est généralement installé au sol, dans un endroit dégagé.
Lorsque les gouttes de pluie pénètrent dans le pluviomètre, elles remplissent progressivement l'un des deux seaux. Une fois un certain niveau atteint, le seau bascule sous son propre poids, se vidant ainsi. L'autre seau se soulève alors et commence à se remplir. On répète l'opération. La quantité de pluie peut ensuite être calculée en comptant le nombre de basculements.
Les systèmes Co-WIN et AWS standard utilisent tous deux des anémomètres à coupelles et des girouettes pour mesurer la vitesse et la direction du vent. Le capteur de vent AWS standard est installé sur un mât de 10 mètres de haut, équipé d'un paratonnerre, et mesure le vent à 10 mètres du sol, conformément aux recommandations de l'OMM. Aucun obstacle de grande hauteur ne doit se trouver à proximité du site. En revanche, en raison des contraintes d'installation, les capteurs de vent Co-WIN sont généralement installés sur des mâts de plusieurs mètres de haut, sur le toit des bâtiments scolaires. Il peut également y avoir des bâtiments relativement hauts à proximité.
Le baromètre Co-WIN AWS est piézorésistif et intégré à la console, alors qu'un AWS standard utilise généralement un instrument séparé (tel qu'un baromètre capacitif) pour mesurer la pression atmosphérique.
Les capteurs solaires et UV de la station de radiocommunication Co-WIN sont installés à proximité du pluviomètre à augets basculants. Un indicateur de niveau est fixé à chaque capteur afin de garantir son horizontalité. Ainsi, chaque capteur bénéficie d'une image hémisphérique claire du ciel pour mesurer le rayonnement solaire global et l'intensité des UV. Par ailleurs, l'Observatoire de Hong Kong utilise des pyranomètres et des radiomètres ultraviolets plus performants. Ces derniers sont installés sur une station de radiocommunication spécialement aménagée, disposant d'un espace dégagé pour l'observation du rayonnement solaire et de l'intensité des UV.
Qu'il s'agisse d'un système AWS à double usage ou d'un système AWS standard, le choix de l'emplacement doit répondre à certaines exigences. Le système AWS doit être installé à l'écart des climatiseurs, des sols en béton, des surfaces réfléchissantes et des murs hauts. Il doit également être situé dans un endroit où l'air circule librement, sous peine de fausser les mesures de température. De plus, le pluviomètre ne doit pas être installé dans des zones venteuses afin d'éviter que l'eau de pluie ne soit emportée par des vents forts et n'atteigne l'appareil. Les anémomètres et les girouettes doivent être installés suffisamment haut pour minimiser l'obstruction par les structures environnantes.
Pour satisfaire aux exigences de sélection du site mentionnées ci-dessus pour la station de radiogoniométrie automatique (AWS), l'Observatoire met tout en œuvre pour l'installer dans un espace dégagé, sans obstruction due aux bâtiments voisins. En raison des contraintes environnementales du bâtiment scolaire, les membres de Co-WIN doivent généralement installer l'AWS sur le toit de ce dernier.
Co-WIN AWS est similaire à « Lite AWS ». D'après notre expérience, Co-WIN AWS est « économique et performant » : il capture les conditions météorologiques avec une grande précision, bien mieux que la version standard d'AWS.
Ces dernières années, l'Observatoire a lancé Co-WIN 2.0, un réseau d'information public de nouvelle génération, qui utilise des microcapteurs pour mesurer le vent, la température, l'humidité relative, etc. Le capteur est installé dans un boîtier en forme de lampadaire. Certains composants, comme les écrans solaires, sont fabriqués grâce à la technologie d'impression 3D. De plus, Co-WIN 2.0 exploite des alternatives open source pour les microcontrôleurs et les logiciels, réduisant ainsi considérablement les coûts de développement matériel et logiciel. L'objectif de Co-WIN 2.0 est de permettre aux étudiants d'apprendre à créer leur propre système de stations météorologiques automatiques (AWS) et à développer des logiciels. À cette fin, l'Observatoire organise également des ateliers pour les étudiants. L'Observatoire de Hong Kong a développé une station météorologique automatique en colonnes basée sur Co-WIN 2.0 et l'a mise en service pour la surveillance météorologique locale en temps réel.
Date de publication : 14 septembre 2024