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  1. #1
    Calma di vento
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    Predefinito Funzionamento stazione meteorologica (AWS)

    Ciao a tutti,
    qualcuno potrebbe spiegarmi, per favore, come una AWS misura l’altezza della neve, precisamente?

    Ho cercato qualche articolo che spiegasse il funzionamento di queste stazioni in Antartide, ma non sono riuscita a capire bene.

    Grazie mille.

  2. #2
    Brezza tesa L'avatar di tommy2760
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    Predefinito Re: Funzionamento stazione metereologica (AWS)

    Citazione Originariamente Scritto da Urp Visualizza Messaggio
    Ciao a tutti,
    qualcuno potrebbe spiegarmi, per favore, come una AWS misura l’altezza della neve, precisamente?

    Ho cercato qualche articolo che spiegasse il funzionamento di queste stazioni in Antartide, ma non sono riuscita a capire bene.

    Grazie mille.
    Ciao!
    Le stazione meteOrologiche(non "metereologiche") generalmente utilizzano sensori ad ultrasuoni che, misurando il tempo di volo delle onde ultrasoniche, calcolano la distanza che c'è tra il manto nevoso e la quota a cui è posto il sensore... Di solito il sensore viene messo a circa 4m da terra (o comunque dipende dalla zona) e da qui invia degli impulsi ultrasonici verso terra. Una volta inviati rimane in ascolto del segnale dell'onda di ritorno e "si segna" il tempo trascorso fra il segnale inviato e quello ricevuto. Una volta appreso il delta t si calcola la distanza (conoscendo anche la temperatura e l'umidità che derivano dagli altri sensori; infatti sia l'una che l'altra influenzano la velocità del suono in aria.. meno importante alle quote basse è la pressione dell'aria)

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    Ultima modifica di tommy2760; 05/08/2021 alle 21:28

  3. #3
    Brezza tesa L'avatar di tommy2760
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    Predefinito Re: Funzionamento stazione metereologica (AWS)

    Citazione Originariamente Scritto da tommy2760 Visualizza Messaggio
    Ciao!
    Le stazione meteOrologiche (non "metereologiche") generalmente utilizzano sensori ad ultrasuoni che, calcolando il tempo di volo delle onde ultrasoniche, calcolano la distanza che c'è tra il manto nevoso e la quota a cui è posto il sensore... Di solito il sensore viene messo a circa 4m da terra (o comunque dipende dalla zona) e da qui invia degli impulsi ultrasonici verso terra. Una volta inviati rimane in ascolto del segnale dell'onda di ritorno e "si segna" il tempo trascorso fra il segnale inviato e quello ricevuto. Una volta appreso il delta t si calcola la distanza (conoscendo anche la temperatura e l'umidità che derivano dagli altri sensori; infatti sia l'una che l'altra influenzano la velocità del suono in aria.. meno importante alle quote basse è la pressione dell'aria).
    Inviato dal mio Redmi Note 7 utilizzando Tapatalk
    ad esempio, mettiamo che la quota del sensore sia 4m e "c" sia la velocità del suono (ad una certa temperatura ed una certa umidità), l'altezza della neve "Hneve" sarà data da:

    Hneve= 4-(c*(Δt/2))

    Spero di aver risposto in modo comprensibile!
    "La natura ride davanti alle difficolta' di integrazione" (Pierre Simon Laplace)
    http://www.wunderground.com/weathers...?ID=IEMILIAR42

  4. #4
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    Predefinito Re: Funzionamento stazione metereologica (AWS)

    Confermo quanto detto da @tommy2760, se comunque ti interessa approfondire un poco sulle metodologie, posso consigliarti questo documento

    https://library.wmo.int/pmb_ged/wmo-...ir_Austria.pdf

    M.
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  5. #5
    Calma di vento
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    Predefinito Re: Funzionamento stazione metereologica (AWS)

    Citazione Originariamente Scritto da tommy2760 Visualizza Messaggio
    Ciao!
    Le stazione meteOrologiche(non "metereologiche") generalmente utilizzano sensori ad ultrasuoni che, misurando il tempo di volo delle onde ultrasoniche, calcolano la distanza che c'è tra il manto nevoso e la quota a cui è posto il sensore... Di solito il sensore viene messo a circa 4m da terra (o comunque dipende dalla zona) e da qui invia degli impulsi ultrasonici verso terra. Una volta inviati rimane in ascolto del segnale dell'onda di ritorno e "si segna" il tempo trascorso fra il segnale inviato e quello ricevuto. Una volta appreso il delta t si calcola la distanza (conoscendo anche la temperatura e l'umidità che derivano dagli altri sensori; infatti sia l'una che l'altra influenzano la velocità del suono in aria.. meno importante alle quote basse è la pressione dell'aria)

    Inviato dal mio Redmi Note 7 utilizzando Tapatalk
    Sì,grazie, sei stato molto chiaro. @tommy2760
    Solo che ora mi sorgono 3 domande:
    1)In che modo la temperatura e l'umidità vanno a influenzare la velocità del suono in aria e quindi, di conseguenza, la misura?
    2) Secondo quale criterio, l'altezza del sensore varia a seconda della zona?
    3) Cosa si intende per "tempo di volo delle onde ultrasoniche"?
    Grazie mille!

  6. #6
    Calma di vento
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    Predefinito Re: Funzionamento stazione metereologica (AWS)

    Citazione Originariamente Scritto da capriccio Visualizza Messaggio
    Confermo quanto detto da @tommy2760, se comunque ti interessa approfondire un poco sulle metodologie, posso consigliarti questo documento

    https://library.wmo.int/pmb_ged/wmo-...ir_Austria.pdf

    M.
    Grazie mille.

    Conosce anche un manuale in cui viene spiegato il funzionamento di tali stazioni (in particolare di quelle utilizzate in Antartide)?

  7. #7
    Burrasca
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    Predefinito Re: Funzionamento stazione meteorologica (AWS)

    Viene emesso un impulso, Questo viaggia nell'aria con onde simili a quelle che vedi sulla superficie dell'acqua. Se sperimenti vedrai che anche le onde sull'acqua rimbalzano sugli ostacoli. Quindi l'impulso ultrasonico rimbalza sull'ostacolo e torna indietro.
    Tu misuri il tempo che intercorre fra l'emissione e la ricezione dell'eco, è il tempo di volo.
    Dopodiché applichi le formule note della velocità del suono nell'aria nel quale compaiono sia la temperatura che l'umidità.
    Velocita del suono - Wikipedia
    Speed of sound - Wikipedia
    http://pcfarina.eng.unipr.it/dispense02/027.pdf
    Nelle formule vedi solo la temperatura, l'umidità fa variare la densità e altri parametri ma credo conti meno delle variazioni di temperatura.
    Ma questa, è un'operazione che viene compiuta all'interno del sensore.

    L'altezza del sensore dipende da quanta neve ti aspetti perché se viene ricoperto di neve non misuri nulla.

  8. #8
    Brezza tesa L'avatar di tommy2760
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    Predefinito Re: Funzionamento stazione metereologica (AWS)

    Citazione Originariamente Scritto da Urp Visualizza Messaggio
    Sì,grazie, sei stato molto chiaro. @tommy2760
    Solo che ora mi sorgono 3 domande:
    1)In che modo la temperatura e l'umiditÃ* vanno a influenzare la velocitÃ* del suono in aria e quindi, di conseguenza, la misura?
    2) Secondo quale criterio, l'altezza del sensore varia a seconda della zona?
    3) Cosa si intende per "tempo di volo delle onde ultrasoniche"?
    Grazie mille!
    1) Temperatura, umidità e pressione influenzano la velocità del suono in maniera più o meno sensibile. a livello troposferico la pressione non influenza praticamente nulla, perciò viene trascurata. La temperatura e l'umidità invece sono molto più importanti. esistono delle formule empiriche che legano la velocità del suono a temperatura ed umidità: la più semplice è c=331.24 + (0.606*T)+0.0124*RH(%). Ne esistono altre molto più in linea coi dati sperimentali, ma sempre empiriche sono. Non esiste, ad oggi, una formula "precisa" e rigorosa per descriverne il comportamento reale in quanto, tuttora, non è chiara la fisica che cerca di descrivere il fenomeno. le approssimazioni comunque funzionano bene. In generale, più è alta la temperatura più la velocità del suono aumenta; più l'umidità è alta più la velocità del suono aumenta. Questo perchè si va a cambiare la densità dell'aria: più è caldo, meno l'aria è densa; più è umido, meno l'aria è densa.
    Qua trovi una formula che approssima molto bene: Effects of environment on accuracy of ultrasonic sensor operates in millimetre range - ScienceDirect
    Se ne vuoi sapere di più puoi scaricarti "handbook of the speed of sound in real gases" di Zuckerwar
    2)L'altezza varia a seconda della regione in cui lo vai ad installare. Sulla base di dati nivometrici storici si decide l'altezza, altrimenti si rischia che in inverno il sensore venga sepolto e non rilevi più nulla.
    3)Il tempo di volo è il tempo che intercorre tra l'emissione dell'impulso ultrasonico e la ricezione. Le onde rimbalzano sulle superfici, quindi dopo che il sensore emette un treno di impulsi ultrasonici si genera un'onda la quale viaggia fino al terreno per poi rimbalzarci sopra e tornare indietro.
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  9. #9
    Brezza tesa L'avatar di tommy2760
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    Predefinito Re: Funzionamento stazione metereologica (AWS)

    Citazione Originariamente Scritto da tommy2760 Visualizza Messaggio
    1) Temperatura, umidità e pressione influenzano la velocità del suono in maniera più o meno sensibile. a livello troposferico la pressione non influenza praticamente nulla, perciò viene trascurata. La temperatura e l'umidità invece sono molto più importanti. esistono delle formule empiriche che legano la velocità del suono a temperatura ed umidità: la più semplice è c=331.24 + (0.606*T)+0.0124*RH(%). Ne esistono altre molto più in linea coi dati sperimentali, ma sempre empiriche sono. Non esiste, ad oggi, una formula "precisa" e rigorosa per descriverne il comportamento reale in quanto, tuttora, non è chiara la fisica che cerca di descrivere il fenomeno. le approssimazioni comunque funzionano bene. In generale, più è alta la temperatura più la velocità del suono aumenta; più l'umidità è alta più la velocità del suono aumenta. Questo perchè si va a cambiare la densità dell'aria: più è caldo, meno l'aria è densa; più è umido, meno l'aria è densa.
    Qua trovi una formula che approssima molto bene: Effects of environment on accuracy of ultrasonic sensor operates in millimetre range - ScienceDirect
    Se ne vuoi sapere di più puoi scaricarti "handbook of the speed of sound in real gases" di Zuckerwar
    2)L'altezza varia a seconda della regione in cui lo vai ad installare. Sulla base di dati nivometrici storici si decide l'altezza, altrimenti si rischia che in inverno il sensore venga sepolto e non rilevi più nulla.
    3)Il tempo di volo è il tempo che intercorre tra l'emissione dell'impulso ultrasonico e la ricezione. Le onde rimbalzano sulle superfici, quindi dopo che il sensore emette un treno di impulsi ultrasonici si genera un'onda la quale viaggia fino al terreno per poi rimbalzarci sopra e tornare indietro.
    Mi sono scordato di dirti che questa tipologia di sensori prevede anche una compensazione per gli effetti del vento, il quale può inficiare sulle letture.
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  10. #10
    Burrasca
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    Predefinito Re: Funzionamento stazione metereologica (AWS)

    Citazione Originariamente Scritto da tommy2760 Visualizza Messaggio
    Mi sono scordato di dirti che questa tipologia di sensori prevede anche una compensazione per gli effetti del vento, il quale può inficiare sulle letture.
    Giusto, ma solo per la componente verticale, a che so io. Di fatto non so se i nivometri hanno associato un anemometro 3D. Dalle mie parti non ci sono molti nivometri.

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