1. Skilgreining og virkni veðurstöðva
Veðurstöðin er umhverfisvöktunarkerfi sem byggir á sjálfvirknitækni og getur safnað, unnið úr og sent gögn um andrúmsloftið í rauntíma. Sem innviður nútíma veðurathugana eru helstu hlutverk hennar:
Gagnaöflun: Skrá stöðugt hitastig, rakastig, loftþrýsting, vindhraða, vindátt, úrkomu, ljósstyrk og aðrar helstu veðurfræðilegar breytur
Gagnavinnsla: Gagnakvörðun og gæðaeftirlit með innbyggðum reikniritum
Upplýsingaflutningur: Styður 4G/5G, gervihnattasamskipti og aðra fjölþætta gagnaflutninga
Viðvörun um hamfarir: Öfgakennd veðurskilyrði kalla fram tafarlausar viðvaranir
Í öðru lagi, tæknileg arkitektúr kerfisins
Skynjunarlag
Hitaskynjari: Platínuviðnám PT100 (nákvæmni ±0,1 ℃)
Rakastigsskynjari: Rafmagnsskynjari (svið 0-100% RH)
Vindmælir: Ómskoðunar-3D vindmælikerfi (upplausn 0,1 m/s)
Úrkomueftirlit: Regnmælir fyrir veltifötu (upplausn 0,2 mm)
Geislunarmæling: Ljóstillífandi geislunarskynjari (PAR)
Gagnalag
Edge Computing Gateway: Knúið af ARM Cortex-A53 örgjörva
Geymslukerfi: Styður staðbundna geymslu á SD-korti (hámark 512GB)
Tímastilling: GPS/Beidou tvískiptur tímamælir (nákvæmni ±10ms)
Orkukerfi
Tvöföld aflgjafalausn: 60W sólarsella + litíum járnfosfat rafhlaða (-40℃ lágt hitastig)
Orkustjórnun: Kvik svefntækni (biðstöðuorka <0,5W)
Í þriðja lagi, atburðarásir í iðnaði
1. Snjallar landbúnaðaraðferðir (Hollenska gróðurhúsaklasinn)
Uppsetningaráætlun: Setjið upp eina örveðurstöð fyrir hvert 500 metra gróðurhús.
Gagnaumsókn:
Viðvörun um dögg: sjálfvirk ræsing á blásturslofti þegar rakastig >85%
Ljós- og hitauppsöfnun: útreikningur á virku uppsafnaðri hitastigi (GDD) til að leiðbeina uppskeru
Nákvæm áveita: Stjórnun vatns- og áburðarkerfis byggð á uppgufun (ET)
Ávinningsgögn: Vatnssparnaður 35%, tíðni myglu minnkaði um 62%
2. Viðvörun um lágan vind á flugvelli (alþjóðaflugvöllurinn í Hong Kong)
Netkerfi: 8 vindturnar með halla umhverfis flugbrautina
Snemmbúin viðvörunarreiknirit:
Lárétt vindbreyting: vindhraðabreyting ≥15kt innan 5 sekúndna
Lóðrétt vindskurður: vindhraðamunur í 30m hæð ≥10m/s
Viðbragðskerfi: Virkjar sjálfkrafa viðvörun turnsins og leiðbeinir umferðinni
3. Hagkvæmni sólarorkuverstöðvar (Ningxia 200MW virkjun)
Eftirlitsbreytur:
Hitastig íhluta (innrauð eftirlit með bakplötu)
Lárétt/hallað plangeislun
Rykútfellingarvísitala
Greind stjórnun:
Afköstin minnka um 0,45% fyrir hverja 1 ℃ hækkun á hitastigi.
Sjálfvirk hreinsun fer af stað þegar rykuppsöfnunin nær 5%
4. Rannsókn á áhrifum hitaeyja í þéttbýli (Shenzhen Urban Grid)
Athugunarnet: 500 örstöðvar mynda 1 km × 1 km net
Gagnagreining:
Kælandi áhrif grænna svæða: meðaltal lækkunar um 2,8 ℃
Þéttleiki bygginga er jákvætt tengdur hitastigshækkun (R² = 0,73)
Áhrif vegarefnis: hitamunur á malbiki á daginn nær 12 ℃
4. Stefna tækniþróunar
Samruni gagna frá mörgum aðilum
Laser ratsjár vindsviðsskönnun
Hitastig og rakastig örbylgjugeislamælis
Leiðrétting á gervihnattamyndum í rauntíma
Gervigreindarbætt forrit
Úrkomuspá fyrir tauganet LSTM (bætt nákvæmni um 23%)
Þrívíddarlíkan af loftdreifingu (efnalekalíkan)
Ný tegund skynjara
Kvantumþyngdarmælir (þrýstingsmælingarnákvæmni 0,01 hPa)
Greining á terahertz bylgjuúrkomu agnarófs
V. Dæmigert tilfelli: Viðvörunarkerfi fyrir flóð í fjalllendi í miðhluta Jangtse-fljótsins.
Dreifingararkitektúr:
83 sjálfvirkar veðurstöðvar (uppsetning á fjallshlíðum)
Vatnsborðsmælingar á 12 vatnamælingastöðvum
Ratsjár bergmálsgreiningarkerfi
Snemmbúin viðvörunarlíkan:
Skyndiflóðavísitala = 0,3 × 1 klst. úrkomustyrkur + 0,2 × rakastig jarðvegs + 0,5 × landslagsvísitala
Árangur viðbragða:
Viðvörunartími jókst úr 45 mínútum í 2,5 klukkustundir
Árið 2022 varaði okkur við sjö hættulegum aðstæðum með góðum árangri.
Slysum fækkaði um 76 prósent á milli ára
Niðurstaða
Nútíma veðurstöðvar hafa þróast úr einni athugunarbúnaði í greindar IoT hnúta og gagnagildi þeirra er að losna djúpt með vélanámi, stafrænum tvíburum og annarri tækni. Með þróun Alþjóðaveðurfræðistofnunarinnar (WMO Global Observing System, WIGOS) mun þéttbýlt og nákvæmt veðurvöktunarnet verða kjarninnviðurinn til að takast á við loftslagsbreytingar og veita lykilákvarðanatöku fyrir sjálfbæra þróun mannkynsins.
Birtingartími: 17. febrúar 2025