Các nhà khoa học đã dựa vào các thiết bị đo lường cơ khí đơn giản và quan sát bằng tay nhưng khi nhu cầu về độ phân giải cao hơn, dữ liệu thực đã phát triển, vật liệu và kỹ thuật số đã hội tụ lại để tạo ra một thế hệ mới của các thiết bị đo lường và thiết bị kích thước. những cải tiến này giảm thiểu sự mất mát bay hơi, tăng độ nhạy để tăng cường độ nhạy sáng và tiếp tục giám sát qua các vùng xa xôi xa xôi. hiểu biết những tiến bộ này là quan trọng cho các nhà thiên văn học, thủy tinh và kỹ sư xây dựng khí hậu bền vững.

Văn cảnh lịch sử: Từ Can-Stick đến hệ thống định vị hiện đại

Lượng mưa tiêu chuẩn - cần thiết là một ống dẫn và một ống trụ tốt nghiệp - đã thay đổi trong nhiều thế kỷ. đo thời tiết quốc gia (Frecient Weather Service) đã được sử dụng rộng rãi, nhưng nó chịu đựng những giới hạn nổi tiếng: gió thổi chậm, bay hơi trong thời gian nóng, và khả năng phân biệt giữa mưa, tuyết và mưa đá.

Bài học từ những nỗ lực lúc ban đầu

Các máy ghi âm dựa trên độ nặng (các thước đo) và các cơ chế dẫn điện đã cải thiện tự động nhưng vẫn phải đối mặt với các thiết bị mặc, các vấn đề đông lạnh và độ phân giải hạn chế. bước nhảy vọt thực sự đến khi các nhà nghiên cứu bắt đầu áp dụng các nguyên tắc từ hóa học bề mặt và vi điện tử để chuẩn bị mưa.

Những vật liệu mới biến đổi bề mặt bộ sưu tập

Giao diện vật lý giữa người sưu tập và người bán nước là điểm đầu tiên của lỗi tiềm năng.

Sợ hãi và sợ hãi quá mức

Lớp phủ siêu nước - được tạo ra bởi các lá cây sen - tạo ra một lớp nước có góc giao tiếp lớn hơn 150 °, làm cho các giọt nước nhỏ rơi hạt và lăn ngay lập tức. Khi áp dụng cho việc hút nội thất và chai mẫu, những lớp phủ này giảm đáng kể độ dính nước đáng kể so với bề mặt phủ phủ, và sự bốc hơi. Các thử nghiệm lĩnh vực [FL: 0] Phòng chống bão chính phủ Quốc gia [FL: 1] cho thấy rằng việc đo lường độ chính xác của áo khoác có thể tăng thêm 2–5% so với việc làm mưa nhiệt độ không mặc áo chống thấm.

Đa giác cấp cao và tính toán điểm

Những chất liệu này ngăn cản sự dịch chuyển dưới ánh sáng mặt trời cao và giảm thiểu sự kết hợp có thể bắt chước sự thấm nước. các nhà sản xuất sản xuất tạo ra nhiệt độ cao, cân nặng một phần nhỏ của kim loại tiền kim loại, đơn giản hóa việc sử dụng mạng lưới hoặc trên núi cao. một số thiết kế kết hợp chất sợi cacbon với độ bền cực kỳ bền trong vùng nhiệt độ.

Bề mặt nhạy cảm có cấu trúc không màu

Các vật liệu có thể được cấu trúc như ống nano, khí cacbon, ô-xít và sợi nano kim loại có thể được cấu hình theo dạng phần lớn các bộ phận cảm biến để tăng diện tích bề mặt và độ nhạy. Trong bộ cảm ứng phản ứng. Trong bộ cảm biến dạng hình ảnh, một lớp nano có cấu trúc tích điện tích quang điện phóng đại sự thay đổi trong việc dự phòng khi một số vi lượng nước thu thập. Điều này cho phép phát hiện các sự kiện phun sáng như là 1, 0 mm nhạy hơn gấp 10 lần so với các xô phun thông thường. Nhóm nghiên cứu tại [FL: 0] Cơ quan dự phòng toàn cầu [T1]

Công nghệ đo lường điện tử và điện tử

Trong khi vật liệu cải thiện giao diện bộ sưu tập, cảm biến và xử lý dữ liệu đã biến đổi cách lượng mưa được định lượng.

Cảm biến có tính kháng cự và gây chú ý

Cảm biến có tính chất tương đối đo hằng số điện năng của hỗn hợp nước không khí. Khi nước lấp đầy khoảng cách chính xác giữa các điện cực, hiệu ứng cực thay đổi theo tuyến tính với trọng lượng nước, cho phép đo độ phân giải cao. Cảm biến phản ứng ( nóng) hoạt động bằng cách đo sức mạnh cần thiết để bốc hơi từ bề mặt nóng. Cả hai công nghệ miễn dịch với các hiệu ứng luồng gió mà giá trị ống dẫn của ống dẫn nước. [FT: 0] VAAAAA [FT] VUT1] là một ví dụ của bộ cảm biến tự động dùng trong mạng thời tiết.

Máy đo quang học và bộ nhạy Laser

Bộ cảm biến quang học như bộ phận mô phỏng OTT [FLT: 0]2 [FLT: 1] và Thies Clima Laser Precitionation, chiếu một tờ laser mỏng trên vùng mẫu thử [FLetel]] [FLT: 0]]] [FLTT: 1]] và Thies Clime Clime Laser Precation, chiếu một tấm laser mỏng trên vùng mẫu thử nghiệm. Khi một hydrometeor đi qua, cường độ ánh sáng giảm, và độ dài tín hiệu tạo ra vận tốc hạt. Từ vận tốc và độ nhanh, đường kính thả có thể tạo ra. Những thiết bị này có thể phân loại mưa, băng, chất lỏng và mưa đá và mưa đá với độ chính xác đáng kể. Chúng cung cấp độ phân phối cần thiết cho việc phân phối nhiệt độ phân phối tối đa radar và eros. [F: [FT]

Cảm biến từ xa và tích hợp IT

Hệ thống ra-đa thời tiết nền đất (v. d., NEXRAD-plarization) ước tính tỷ lệ mưa trên các vùng lớn sử dụng tính năng phản xạ, nhưng yêu cầu cân chỉnh từ các mô- đun thời tiết trong cơ sở dữ liệu. Mạng của Vật (IT) cầu nối khoảng cách này bằng cách kết nối hàng ngàn bộ cảm biến rẻ bằng tế bào hoặc vệ tinh, cung cấp dữ liệu vào mô hình máy học mà các điểm ảnh radar. Mưa thông minh đánh giá bằng cách xây dựng bộ điều giải thích mỗi phút, cho phép các cảnh báo nhanh nhanh bằng cách đọc sách tay. [F: T] Thông báo cáo về nước biển (FT) để tăng cường dữ liệu dự báo.

Lợi ích: Chính xác, đúng giờ và lâu dài

Sự hội tụ của vật liệu tiên tiến và cảm nhận kỹ thuật số mang lại những lợi ích cụ thể vượt qua sự đo lường của xe đạp sống.

Lỗi đo lường giảm

Bộ sưu tập sự sợ hãi Hy Lạp và bộ sưu tập chất lượng cao thấp hơn thành kiến từ sự mất mát và bốc hơi. Cảm biến quang học qua hoàn toàn không cần thiết hoá tập hợp. Cùng với nhau, những cải tiến này có thể giảm hoàn toàn không chắc chắn từ 15% (xem chuẩn) xuống dưới 5% trong hệ thống bảo quản tốt.

Dữ liệu thời gian thực và độ phân giải cao

Cảm biến có khả năng truyền dữ liệu gần thời gian thực, cho phép các tiện ích điều chỉnh các ống nước hoặc quản lý nước bão ngay lập tức. Độ phân giải thời gian cao (theo phút) cũng thu được các đỉnh cường độ của bão hình thành mà quan trọng nhất cho dự đoán lũ lụt chớp.

Khả năng chịu đựng và bảo trì thấp

Các cơ thể đa sắc tố chống lại sự ăn mòn và thoái hóa tia UV tốt hơn so với kim loại sơn, bề mặt tự làm sạch đến một mức độ nào đó bởi vì các giọt nước nhỏ mang bụi đi. tần số thăm dò cân chỉnh đặc biệt quan trọng đối với các mạng lưới ở các nước đang phát triển hoặc vùng cực.

Khả năng cấu hình mạng đặc trưng

Cảm biến quang học và đĩa quang học rẻ có thể được sử dụng ở mức độ tối thiểu 1 / 5 [FLT: 0] [FLT: 1] trong môi trường đô thị, tạo bản đồ mưa siêu thị. Các mạng lưới hỗ trợ hệ thống hỗ trợ hệ thống cấp nước tràn ngập giám sát, hệ thống tưới tiêu nông nghiệp và thiết kế rủi ro bảo hiểm.

Mặt trận lặn: AI, Thông minh vật liệu, và đám đông

Các thuật toán học máy giờ đã đúng khi đánh giá dựa trên các thông tin đọc tốc độ gió.

Bộ cảm biến lượng tử và siêu đơn vị đo lường

Các cảm biến lượng tử quy mô sử dụng các trung tâm ni tơ trong kim cương có thể phát hiện từ trường chuyển từ âm lượng nước phút trong nhiều năm từ việc triển khai, chúng hứa hẹn đo lường chính xác đến mức độ vi đo lường - sử dụng cho nghiên cứu về sương mù và đo lường sương.

Tự hàn gắn và thích nghi các vật liệu

Các nhà nghiên cứu đang phát triển các chất lỏng có thể chữa lành các vết xước hoặc các mẫu vi mô có thể giữ nước. những vật liệu thay đổi giai đoạn chuyển từ sợ nước sang thủy philic ở một số nhiệt độ có thể giảm lượng nước trên các bộ sưu tập.

Kết luận

Những công cụ này cung cấp sự chính xác, tính toán thời gian, và tính bền vững cần thiết để quản lý nguồn nước trong một môi trường thay đổi. khi khoa học vật liệu và công nghệ số tăng tốc, khoảng cách giữa những gì chúng ta có thể đo được và những gì chúng ta cần phải biết tiếp tục thu hẹp. đối với các nhà khí tượng học, nhà khí tượng học, và các nhà khoa học về khí hậu, tương lai của sự đo lường trước thời tiết không chỉ là dữ liệu tốt hơn, thu thập được theo cách không thể tưởng tượng trước.