હવામાન મથક: પર્યાવરણીય દેખરેખનું મુખ્ય સાધન અને એપ્લિકેશન પ્રથા

૧. હવામાન મથકોની વ્યાખ્યા અને કાર્યો
વેધર સ્ટેશન એ ઓટોમેશન ટેકનોલોજી પર આધારિત પર્યાવરણીય દેખરેખ પ્રણાલી છે, જે વાસ્તવિક સમયમાં વાતાવરણીય પર્યાવરણીય ડેટા એકત્રિત, પ્રક્રિયા અને ટ્રાન્સમિટ કરી શકે છે. આધુનિક હવામાનશાસ્ત્રીય અવલોકનના માળખા તરીકે, તેના મુખ્ય કાર્યોમાં શામેલ છે:

ડેટા સંપાદન: તાપમાન, ભેજ, હવાનું દબાણ, પવનની ગતિ, પવનની દિશા, વરસાદ, પ્રકાશની તીવ્રતા અને અન્ય મુખ્ય હવામાનશાસ્ત્રીય પરિમાણોને સતત રેકોર્ડ કરો.

ડેટા પ્રોસેસિંગ: બિલ્ટ-ઇન અલ્ગોરિધમ્સ દ્વારા ડેટા કેલિબ્રેશન અને ગુણવત્તા નિયંત્રણ

માહિતી ટ્રાન્સમિશન: 4G/5G, સેટેલાઇટ કમ્યુનિકેશન અને અન્ય મલ્ટી-મોડ ડેટા ટ્રાન્સમિશનને સપોર્ટ કરો

આપત્તિ ચેતવણી: ભારે હવામાન મર્યાદા તાત્કાલિક ચેતવણીઓ ટ્રિગર કરે છે

બીજું, સિસ્ટમ ટેકનિકલ આર્કિટેક્ચર
સેન્સિંગ લેયર
તાપમાન સેન્સર: પ્લેટિનમ પ્રતિકાર PT100 (ચોકસાઈ ±0.1℃)
ભેજ સેન્સર: કેપેસિટીવ પ્રોબ (રેન્જ 0-100%RH)
એનિમોમીટર: અલ્ટ્રાસોનિક 3D પવન માપન સિસ્ટમ (રીઝોલ્યુશન 0.1m/s)
વરસાદનું નિરીક્ષણ: ટિપિંગ બકેટ રેઈન ગેજ (રીઝોલ્યુશન 0.2 મીમી)
રેડિયેશન માપન: પ્રકાશસંશ્લેષણ સક્રિય રેડિયેશન (PAR) સેન્સર

ડેટા સ્તર
એજ કમ્પ્યુટિંગ ગેટવે: ARM કોર્ટેક્સ-A53 પ્રોસેસર દ્વારા સંચાલિત
સ્ટોરેજ સિસ્ટમ: SD કાર્ડ સ્થાનિક સ્ટોરેજને સપોર્ટ કરે છે (મહત્તમ 512GB)
સમય માપાંકન: GPS/ Beidou ડ્યુઅલ-મોડ સમય (ચોકસાઈ ±10ms)

ઊર્જા પ્રણાલી
ડ્યુઅલ પાવર સોલ્યુશન: 60W સોલર પેનલ + લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરી (-40℃ નીચા તાપમાનની સ્થિતિ)
પાવર મેનેજમેન્ટ: ડાયનેમિક સ્લીપ ટેકનોલોજી (સ્ટેન્ડબાય પાવર <0.5W)

ત્રીજું, ઉદ્યોગ એપ્લિકેશન દૃશ્યો
૧. સ્માર્ટ ફાર્મિંગ પ્રેક્ટિસ (ડચ ગ્રીનહાઉસ ક્લસ્ટર)
જમાવટ યોજના: 500㎡ ગ્રીનહાઉસ દીઠ 1 માઇક્રો-વેધર સ્ટેશન જમાવવું

ડેટા એપ્લિકેશન:
ઝાકળની ચેતવણી: ભેજ 85% થી વધુ હોય ત્યારે પંખાના પરિભ્રમણની આપમેળે શરૂઆત.
પ્રકાશ અને ગરમીનો સંચય: લણણીને માર્ગદર્શન આપવા માટે અસરકારક સંચિત તાપમાન (GDD) ની ગણતરી
ચોકસાઇ સિંચાઈ: બાષ્પીભવન (ET) પર આધારિત પાણી અને ખાતર પ્રણાલીનું નિયંત્રણ
લાભ ડેટા: પાણીની બચત 35%, ડાઉની માઇલ્ડ્યુના કેસોમાં 62% ઘટાડો થયો

2. એરપોર્ટ લો-લેવલ વિન્ડ શીયર ચેતવણી (હોંગકોંગ ઇન્ટરનેશનલ એરપોર્ટ)
નેટવર્કિંગ યોજના: રનવેની આસપાસ 8 ગ્રેડિયન્ટ વિન્ડ ઓબ્ઝર્વેશન ટાવર્સ

પ્રારંભિક ચેતવણી અલ્ગોરિધમ:
આડું પવન પરિવર્તન: 5 સેકન્ડમાં પવનની ગતિ ≥15kt થી વધુ બદલાય છે
વર્ટિકલ પવન કટીંગ: 30 મીટર ઊંચાઈએ પવનની ગતિનો તફાવત ≥10 મીટર/સેકન્ડ
પ્રતિભાવ પદ્ધતિ: ટાવર એલાર્મ આપમેળે ચાલુ થાય છે અને ગો-અરાઉન્ડનું માર્ગદર્શન કરે છે.

3. ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર સ્ટેશન (નિંગ્ઝિયા 200MW પાવર સ્ટેશન) ની કાર્યક્ષમતા ઑપ્ટિમાઇઝેશન

મોનિટરિંગ પરિમાણો:
ઘટક તાપમાન (બેકપ્લેન ઇન્ફ્રારેડ મોનિટરિંગ)
આડું/વલણવાળું સમતલ કિરણોત્સર્ગ
ધૂળ જમાવટ સૂચકાંક

બુદ્ધિશાળી નિયમન:
તાપમાનમાં દરેક 1℃ વધારા સાથે ઉત્પાદનમાં 0.45% ઘટાડો થાય છે
જ્યારે ધૂળનો સંચય 5% સુધી પહોંચે છે ત્યારે સ્વચાલિત સફાઈ શરૂ થાય છે.

૪. શહેરી ગરમી ટાપુ અસર (શેનઝેન શહેરી ગ્રીડ) પર અભ્યાસ

અવલોકન નેટવર્ક: 500 માઇક્રો-સ્ટેશન 1 કિમી×1 કિમી ગ્રીડ બનાવે છે

માહિતી વિશ્લેષણ:
લીલી જગ્યાની ઠંડક અસર: સરેરાશ 2.8℃ ઘટાડો
ઇમારતની ઘનતા તાપમાનમાં વધારા સાથે હકારાત્મક રીતે સંબંધિત છે (R²=0.73)
રસ્તાની સામગ્રીનો પ્રભાવ: દિવસ દરમિયાન ડામર પેવમેન્ટના તાપમાનનો તફાવત 12℃ સુધી પહોંચે છે

૪. ટેકનોલોજીકલ ઉત્ક્રાંતિની દિશા
મલ્ટી-સોર્સ ડેટા ફ્યુઝન

લેસર રડાર પવન ક્ષેત્ર સ્કેનિંગ

માઇક્રોવેવ રેડિયોમીટરનું તાપમાન અને ભેજ પ્રોફાઇલ

સેટેલાઇટ ક્લાઉડ ઇમેજ રીઅલ-ટાઇમ કરેક્શન

એઆઈ-ઉન્નત એપ્લિકેશન

LSTM ન્યુરલ નેટવર્ક વરસાદની આગાહી (ચોકસાઈમાં 23% સુધારો)

ત્રિ-પરિમાણીય વાતાવરણીય પ્રસરણ મોડેલ (કેમિકલ પાર્ક લિકેજ સિમ્યુલેશન)

નવા પ્રકારનો સેન્સર

ક્વોન્ટમ ગ્રેવીમીટર (દબાણ માપનની ચોકસાઈ 0.01hPa)

ટેરાહર્ટ્ઝ તરંગ વરસાદ કણ સ્પેક્ટ્રમ વિશ્લેષણ

V. લાક્ષણિક કેસ: યાંગ્ત્ઝી નદીના મધ્ય ભાગમાં પર્વતીય પૂર ચેતવણી પ્રણાલી
ડિપ્લોયમેન્ટ આર્કિટેક્ચર:
૮૩ ઓટોમેટિક વેધર સ્ટેશન (પર્વત ઢાળ જમાવટ)
૧૨ હાઇડ્રોગ્રાફિક સ્ટેશનો પર પાણીના સ્તરનું નિરીક્ષણ
રડાર ઇકો એસિમિલેશન સિસ્ટમ

પ્રારંભિક ચેતવણી મોડેલ:
અચાનક પૂર સૂચકાંક = 0.3×1 કલાક વરસાદની તીવ્રતા + 0.2× જમીનમાં ભેજનું પ્રમાણ + 0.5× ટોપોગ્રાફિક સૂચકાંક

પ્રતિભાવ અસરકારકતા:
ચેતવણીનો સમય 45 મિનિટથી વધારીને 2.5 કલાક કરવામાં આવ્યો.
2022 માં, અમે સાત ખતરનાક પરિસ્થિતિઓને સફળતાપૂર્વક ચેતવણી આપી
વાર્ષિક ધોરણે જાનહાનિમાં 76 ટકાનો ઘટાડો થયો છે.

નિષ્કર્ષ
આધુનિક હવામાન મથકો સિંગલ ઓબ્ઝર્વેશન સાધનોથી લઈને બુદ્ધિશાળી આઇઓટી નોડ્સ સુધી વિકસિત થયા છે, અને મશીન લર્નિંગ, ડિજિટલ ટ્વીન અને અન્ય તકનીકો દ્વારા તેમના ડેટા મૂલ્યને ઊંડાણપૂર્વક પ્રકાશિત કરવામાં આવી રહ્યું છે. WMO ગ્લોબલ ઓબ્ઝર્વિંગ સિસ્ટમ (WIGOS) ના વિકાસ સાથે, ઉચ્ચ-ઘનતા અને ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા હવામાન નિરીક્ષણ નેટવર્ક આબોહવા પરિવર્તનને સંબોધવા અને ટકાઉ માનવ વિકાસ માટે મુખ્ય નિર્ણય સહાય પૂરી પાડવા માટે મુખ્ય માળખાગત સુવિધા બનશે.