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Historical Context: Can-and-Stick에서 현대 게이지에

표준 비 게이지는 일반적으로 수세기에서 약간 변화되는 깔때기와 졸업 실린더를 갖는다. 국가 기상 서비스의 표준 8 인치 게이지는 여전히 널리 사용되지만 잘 알려진 제한으로 고통받습니다. 바람 유도 된 절개, 증발하는 동안 뜨거운 기간, 비, 눈, 해일과 구별 할 수 있습니다. 수동 독서는 또한 인간의 오류와 지연을 소개합니다. 이 단점은 더 나은 재료와 자동화 된 감지에 대한 검색을 동기를 부여했습니다.

초기의 교훈

무게 기반 레코더 (무게 측정) 및 팁-bucket 메커니즘은 자동화를 개선했지만 여전히 기계 마모, 냉동 문제 및 제한된 해결을 직면했습니다. 실제 도약은 연구자가 표면 화학 및 마이크로 전자 공학의 원리를 적용하기 시작했을 때 왔습니다.

새로운 재료 Transforming Collection 표면

수집가와 hydrometeor 사이 육체적인 공용영역은 잠재적인 과실의 첫번째 점입니다. 전통적인 금속 또는 플라스틱 표면은 물이, 증발하거나, 밖으로 튀길 수 있습니다. 진보된 물자는 지금 분자 수준에 이 문제를 해결합니다.

소수성 및 수소성 코팅

Superhydrophobic 코팅은 연꽃 잎에 의해 영감을 얻은 - 접촉 각을 가진 물 잔류물 층을 150° 보다는 더 중대한, 경사로를 일으키고 즉시 구르기 위하여 구르기 위하여 구르기 위하여 층을 창조하십시오. 곰팡이 실내와 표본 병에 적용될 때, 이 코팅은 물 접착과 증발을 현저하게 감소시킵니다. []에서 분야 시험은 국가 Severe Storms 실험실 에 의하여 온도를 증가할 수 있다는 것을 보여주었습니다.

고급 폴리머 및 복합 재료

폴리에테르케톤(PEEK) 및 fluoropolymers와 같은 고급 엔지니어링 폴리머는 UV 저항, 화학적 인 저항 및 낮은 열전도율을 제공합니다. 이 재료는 강렬한 햇빛 아래를 방지하고 원자 강수를 할 수있는 응축을 줄일 수 있습니다. 제조업체는 이제 금속 전임기의 분수를 무게는 완전히 폴리머 기반 비계를 생산하고, 부표 네트워크 또는 원격 산 캐비테이션에 대한 배포를 단순화합니다. 일부 디자인은 탄소 섬유 복합체를 통합하여 하일 프로네이트 지역에서 극단적으로 내구성을 구현합니다.

Nanostructured 감지기 표면

나노 재료는 탄소 나노 튜브, 그래 핀 산화물 및 금속 나노 와이어는 센서 기판에 표면 영역과 반응성을 증가시킬 수 있습니다. 용량 센서에서 나노 구조의 유전체 층은 물 수집의 몇 마이크로 리터가 될 때 용량의 변화를 증폭합니다. 이것은 기존 팁 버킷보다 0.1 mm만큼 시간당 불쾌한 조명으로 인해 drizzle 이벤트를 감지 할 수 있습니다. [] [[FLT:]][[FLT:]]][[FLT:]]]][FLT:]][[[FLT:]]]]]][FLT:]]]]][[[FLT:]]]]]]]]]]]]]]]]][[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

디지털 및 광전자 측정 기술

재료가 수집 인터페이스를 개선하면서 센서 및 데이터 처리는 강수량이 어떻게 정량화되는지 변환했습니다. 현대 악기는 드롭 크기 분포, 가을 속도 및 단계를 동시에 측정 할 수 있습니다.

전기 용량 및 저항 센서

전기 용량 센서는 공기 물 혼합물의 유전체 일정을 측정합니다. 물은 전극 사이의 정확한 간격을 채우기 때문에 용량은 물량으로 선형으로 바뀌며 고해상도 측정을 가능하게합니다. 저항 (핫 플레이트) 센서는 가열 표면에서 배출되는 강수에 필요한 전력을 측정하여 작동합니다. 두 기술은 모두 plague 곰팡이 게이지가 있다는 풍성한 영향을 미칩니다. Vaisala P311TU[는 자동화된 기상 센서의 한 예입니다.

광학적인 Disdrometers 및 레이저 감지기

OTT Parsivel]2]과 Thies Clima Laser Precipitation Monitor와 같은 광 센서는 샘플링 영역에서 얇은 레이저 시트를 계획합니다. Hydrometeor가 통과하면 광 강도 하락이 있으며 신호 내구는 입자 속도를 제공합니다. 각측정속도와 진폭에서 드롭 직경이 파생됩니다. 이 장치는 비, 눈, graupel 및 해일을 분류 할 수 있습니다. 이 도구는 전체 정확도를 반영하기 위해 필요한 크기와 크기로 제공됩니다.

원격 감지 및 IoT 통합

지상에 기반을 둔 날씨 레이더 (예 : NEXRAD 듀얼-극화) 반사율이 큰 지역에 걸쳐 예상 우량 비율, 그러나 인-situ 게이지에서 교정을 필요로한다. 사물 인터넷 (IoT)은 셀룰러 또는 위성 링크를 통해 수천 개의 낮은 비용 센서를 연결하여이 간격을 브릿지, 레이더 픽셀 사이의 상호포화되는 기계 학습 모델로 데이터 공급. 내장 LTE 모드를 가진 스마트 비계는 이제 모든 분을보고, 플래시 데이터는 일일 경고를 가능하게하는 것은 불가능하다. [F] IoT [F]의 IoT]를 통해 모든 분을보고.

이점: 정확도, 시간, 및 경도

고급 재료 및 디지털 감지의 융합은 측정 수명주기의 tangible 장점을 제공합니다.

감소된 측정 과실

소수성 코팅 및 폴리머 수집가 낮은 체계적인 비스듬한 감소 및 증발에서. 광학적인 감지기 우회는 수집 개구부를 요구하지 않고 완전히 우회합니다. 함께, 이 혁신은 15% (표준 계기)에서 잘 유지한 체계에서 5% 이하에 총 측정 불확실한을 썰매할 수 있습니다.

실시간 및 고해상도 데이터

IoT 지원 센서는 실시간 데이터 전송을 통해, 유틸리티가 즉시 유지 보수 또는 폭풍 관리 조정을 할 수 있습니다. 높은 임시 해상도 (sub-minute)도 플래시 홍수 예측에 가장 중요한 해적 폭풍의 강도를 캡처합니다.

내구성 및 낮은 유지 보수

폴리머 바디는 부식과 UV 분해를 페인트 금속보다 잘 견딜 수 있습니다. 나노 구조 표면은 물 방울이 먼지를 멀리 운반하기 때문에 일부 정도에 자동 세척됩니다. 교정 방문의 감소 된 주파수는 국가 또는 극지 지역의 네트워크에 특히 중요합니다.

Dense Networks에 대한 확장성

저비용 광 센서 및 용량 판은 5km]2]22]의 밀도에 배치되어, 하이퍼컬랙 맵을 생성한다. 이러한 네트워크 지원 하수도 과잉, 농업 관개 스케줄링, 보험 위험 모델링.

Emerging Frontiers: AI, 스마트 재료, 그리고 크라우드싱

연구는 경계를 밀어 계속. 기계 학습 알고리즘은 이제 바람 속도 판독을 기반으로 측정 게이지를 수정합니다. 젖은 경우 색상 또는 전기 저항을 변경하는 "스마트"물은 방사형 비 센서에 대한 프로토 타입이 될 때. 커뮤니티 협업 비, 해일 및 스노우 네트워크 (CoCoRaHS)와 같은 시민 과학 네트워크는 자동화 된 IoT 게이지와 수동 관측을 통합하고 규모로 품질 관리를 혼합합니다.

Quantum 센서 및 Ultra-Precise Hydrometry

다이아몬드의 질소 공병 센터를 사용하는 실험실 가늠자 양자 감지기는 분 물 양에서 자석 분야 교대를 검출할 수 있습니다. 분야 배치에서 년 동안, 그들은 fog 수집 학문과 이슬 측정을 위해 적당한 마이크로미터 수준에 측정을 약속합니다.

자기 치유 및 적응 재료

생물학적 유기체에 의해 영감을 얻은 연구자들은 물에 갇혀 수 있는 긁힘이나 마이크로 균열을 개발하고 있습니다. 특정 온도에서 친화성에 대한 소수성에서 소수성으로 전환하는 단계 변화 재료는 수집가에 대한 라이징을 줄일 수 있습니다.

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