Μετεωρολογικός Σταθμός��Από την εγκατάσταση μέχρι την συλλογή δεδομένων

Δρ. Σταύρος Κέππας, Γεωλόγος – Μετεωρολόγος

Ερευνητής, Τμήμα Φυσικής, ΑΠΘ

Μετεωρολόγος, EX Machina, Αθήνα

Μετεωρολόγος, Real FM Θεσσαλονίκης

Διαχειριστής ιστοσελίδας www.northmeteo.gr

1

2

Καιρός

Κλίμα

Καιρός & Κλίμα

είναι οι καιρικές συνθήκες που επικρατούν σε μία περιοχή μία συγκεκριμένη χρονική στιγμή.

είναι μια μέση κατάσταση των μετεωρολογικών συνθηκών που επικρατούν σε μία περιοχή για μια χρονική περίοδο.

Πηγή: www.northmeteo.gr

Και τα δύο καταγράφονται με τη βοήθεια μη-αυτόματων ή αυτόματων μετεωρολογικών σταθμών

3

Μη-Αυτόματος Μετεωρολογικός Σταθμός

Ένας μη-αυτόματος μετεωρολογικός αποτελείται από:

​

• Ξηρό θερμόμετρο
• Υγρό θερμόμετρο
• Θερμουγρογράφος
• Βροχόμετρο (καταγραφείς ημερήσιας, μηνιαίας και ετήσιας βροχόπτωσης)
• Ανεμόμετρο και ανεμοδείκτης
• Βαρόμετρο
• Ηλιογράφος

​

Επιπλέον όργανα:

• Θερμόμετρα εδάφους
• Δεξαμενή μέτρησης ρυθμού εξάτμισης

Μέσα σε κλωβό

Πηγή: https://pspth.edu.gr/episkepsi-sto-ergastirio-meteorologias-ke-klimatologias-tou-apth/

4

Μη-Αυτόματος Μετεωρολογικός Σταθμός

Ξηρό Θερμόμετρο

Υγρό Θερμόμετρο

Θερμο-Υγρογράφος

Θερμόμετρα εδάφους

Το κοινό θερμόμετρο.

​

Δείχνει την θερμοκρασία που έχει ο αέρας την στιγμή της παρατήρησης.

Το κοινό θερμόμετρο. Όμως με καλυμένο το κάτω μέρος του από ένα συνεχώς βρεγμένο ύφασμα.

​

Δείχνει την χαμηλότερη θερμοκρασία που μπορεί να λάβει ο αέρας μέσω του μηχανισμού της εξάτμισης όταν κορεστεί από υδρατμούς.

Καταγραφείς που λειτουργούν με τη βοήθεια ελασμάτων ευαίσθητων στις μεταβολές της θερμοκρασίας και της υγρασίας.

Είναι τα κοινά θερμόμετρα, των οποίων ο βολβός τοποθετείται σε διάφορα βάθη μέσα στη γη.

Μονάδα μέτρησης: °C

Μονάδα μέτρησης: °C

Μονάδα μέτρησης: °C & %

Μονάδα μέτρησης: °C

Απορρόφηση

λανθάνουσας θερμότητας

Εξάτμιση και ψύξη

5

Μη-Αυτόματος Μετεωρολογικός Σταθμός

Βροχόμετρο

Βροχογράφος

Ανεμόμετρο & Ανεμοδείκτης

Το ανεμόμετρο μετράει την ένταση του ανέμου από όποια διεύθυνση κι αν προέρχεται. Πρακτικά μετράει τον αριθμό περιστροφών στη μονάδα του χρόνου.

Ο ανεμοδείκτης δείχνει τη διεύθυνση από την οποία πνέει ο άνεμος.

Το βροχόμετρο είναι ένας βαθμονομημένος ογκομετρικός κύλινδρος, ο οποίος συλλέγει το βρόχινο νερό.

Ο βροχογράφος αποτελείται από ένα δοχείο συλλογής νερού, στο οποίο υπάρχει ένας πλωτήρας συνδεδεμένος με ένα καταγραφικό σύστημα.

Μονάδα μέτρησης: m/s, km/h, beaufort

Μονάδα μέτρησης: degrees (°)

Μονάδα μέτρησης: mm = kg/m²

Μονάδα μέτρησης: mm = kg/m²

6

Μη-Αυτόματος Μετεωρολογικός Σταθμός

Ηλιογράφος

Δεξαμενή μέτρησης ρυθμού εξάτμισης

Βαρόμετρο

Ο ηλιογράφος είναι μία γυάλινη σφαίρα, η οποία συγκεντρώνει το φως του ήλιου πάνω σε μία ταινία. Καθώς ο ήλιος μετακινείται μέσα στη μέρα καίει την ταινία. Έτσι μετριέται η διάρκεια ηλιοφάνειας.

Αποτελείται από μία δεξαμενή γεμάτη νερό, στην οποία ελέγχεται το ύψος στάθμης του νερού. Η μείωσης της στάθμης σε σχέση με το χρόνο μας δίνει τον ρυθμό εξάτμισης.

Αποτελείται από ένα κενό από αέρα μεταλλικό τύμπανο, ευαίσθητο στις μεταβολές της ατμοσφαιρικής πίεσης. Αυτές οι μεταβολές καταγράφονται με γραφίδα σε ταινία. Μονάδα μέτρησης

​

Μονάδα μέτρησης: h (ώρες)

Μονάδα μέτρησης: mm/h = kg/m² h

Μονάδα μέτρησης:

1 atm =760 mm Hg = 1013.25hPa

7

Αυτόματος Μετεωρολογικός Σταθμός

Ανεμόμετρο

Βροχόμετρο

Κλωβός με αισθητήρες

θερμοκρασίας και υγρασίας

Ασύρματη Μεταφορά

Κονσόλα συλλογής δεδομένων

Ανεμοδείκτης

8

Πλεονεκτήματα/Μειονεκτήματα Μετεωρολογικών Σταθμών

Μη-Αυτόματοι Μετεωρολογικοί Σταθμοί

• Ακρίβεια μετρήσεων
• Σχετικά χαμηλό κόστος
• Μεγάλη περιοχή εγκατάστασης
• Παρουσία παρατηρητή για καταγραφή των δεδομένων

• Αυτόματη συνεχής καταγραφή δεδομένων και αποστολή μέσω διαδικτύου
• Μικρή περιοχή εγκατάστασης
• Αυτόματος υπολογισμός διάφορων μετεωρολογικών παραμέτρων (πχ. δείκτες δυσφορίας, αγρομετεωρολογικοί δείκτες κλπ)
• Υψηλότερο κόστος (μεγάλο εύρος τιμών ανάλογα με την ποιότητα)
• Ασυνέχειες στα δεδομένα
• Σφάλμα μέτρησης λόγω κατασκευής αισθητήρας

Αυτόματοι Μετεωρολογικοί Σταθμοί

9

Τι Μετράμε Με Έναν Μετεωρολογικό Σταθμό;

Θερμοκρασία (Temperature) – [°C (Celcius), Kelvin ή F (Fahrenheit)]

​

Η θερμοκρασία είναι το μέτρο με το οποίο προσδιορίζεται η "θερμική κατάσταση" των διαφόρων σωμάτων, και συνδέεται με τη μέση κινητική ενέργεια των σωματιδίων ενός συστατικού, το οποίο και χαρακτηρίζει πόσο θερμό ή πόσο ψυχρό είναι αυτό.

​

Η θερμοκρασία είναι σημαντική για τις καθημερινές μας δραστηριότητες, την αίσθηση ψύχους ή θερμικής δυσφορίας, αλλά και για γεωργικές δραστηριότητες.

​

Σχετική Υγρασία (Relative Humidity) – [%]

​

Η σχετική υγρασία είναι το ποσό υδρατμών που έχει ένα δείγμα αέρα προς το μέγιστο ποσό υδρατμών που θα μπορούσε να χωρέσει μία δεδομένη χρονική στιγμή.

​

Η σχετική υγρασία είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για τον υπολογισμό δεικτών αίσθησης θερμικής/ψυχρής δυσφορίας

​

Σημείο Δρόσου (Dew Point) – [°C (Celcius), Kelvin ή F (Fahrenheit)]

​

Είναι η θερμοκρασία στην οποία πρέπει να ψυχθεί ο αέρας, ώστε να κορεστεί, δηλαδή να χαρακτηρίζεται από 100% σχετική υγρασία.

​

Το σημείο δρόσου χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό δεικτών αίσθησης θερμικής/ψυχρής δυσφορίας, ενώ μπορεί να μας δώσει και μία ένδειξη για το αν θα επιβιώσουν νιφάδες στο στρώμα που το μετράμε.

​

10

Τι Μετράμε Με Έναν Μετεωρολογικό Σταθμό;

Ταχύτητα Ανέμου (Wind Speed) – [m/s, km/h, beaufort]

​

Η ταχύτητα (ή ένταση) του ανέμου είναι η ταχύτητα με την οποία διέρχονται τα μόρια του αέρα από μία συγκεκριμένη περιοχή.

​

Μπορεί να εμφανίζει μεγάλες διακυμάνσεις (αυξομειώσεις της έντασης), γι’ αυτό συνήθως χρησιμοποιούμε την μέση ένταση 10λέπτου.

​

Οι μέγιστη ένταση που παρατηρείται μέσα σε ένα χρονικό διάστημα ονομάζεται μέγιστη ριπή του ανέμου (wind gust).

​

Ο άνεμος επηρεάζει τις δραστηριότητές μας (πχ. ναυσιπλοΐα) όταν είναι ισχυρός. Μπορεί να είναι καταστροφικός σε ακραίες περιπτώσεις.

​

Διεύθυνση Ανέμου – [degrees °]

​

Είναι η διεύθυνση από την οποία πνέει ο άνεμος.

​

Η διεύθυνση του ανέμου υποδεικνύει πολλές φορές και μία πιθανή μεταβολή στην θερμοκρασία/υγρασία. Εξαρτάται από την προέλευσή του.

​

Η απότομη μεταβολή της διεύθυνσης μέσα σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα βοηθάει στον προσδιορισμό μετωπικών συστημάτων (πχ. θερμό, ψυχρό μέτωπο).

11

Τι Μετράμε Με Έναν Μετεωρολογικό Σταθμό;

Υετός (Precipitation) - [mm]

​

Το ύψος υετού είναι η ποσότητα νερού που έχει πέσει με τη μορφή βροχής, χιονιού, χαλαζιού κλπ στην επιφάνεια της γης.

​

1mm = 1kg/m²

​

Ένας σταθμός μπορεί να μετρήσει:

• Αθροιστικό ημερήσιο ύψος βροχής
• Αθροιστικό μηνιαίο ύψος βροχής
• Αθροιστικό ετήσιο ύψος βροχής

​

Δεν μπορεί να μετρήσει το ισοδύναμο του νερού από χιόνι ή χαλάζι εκτός κι αν αυτό λιώσει αργότερα ή είναι εξοπλισμένος με χιονοκουβέρτα.

​

Η βροχή εκτός από ωφέλιμη, σε ακραίες περιπτώσεις μπορεί να έχει καταστροφικές συνέπειες. Αυτό συμβαίνει όταν μεγάλα ύψη εκδηλωθούν σε μικρό χρονικό διάστημα. Η παράμετρος «Ραγδαιότητα βροχόπτωσης» (rain rate) μας δείχνει τον ρυθμό με τον οποίο σημειώνεται η βροχόπτωση (πχ. αν σημειωθούν 2mm σε 10’, τότε έχουμε μία ραγδαιότητα 12mm/h.

​

Η βροχή είναι πολύ σημαντική για τον υδρολογικό κύκλο, καθώς εξασφαλίζει το διαθέσιμο πόσιμο νερό, αλλά και αυτό που χρησιμοποιείται για τις καλλιέργειες. Οι μετρήσεις ύψους βροχής χρησιμοποιούνται για να χαρακτηρίσουν ένα διάστημα ξηρό ή υγρό.

6/6/2020

Σταθμός Σαντορίνης - ΕΑΑ

12

Τι Μετράμε Με Έναν Μετεωρολογικό Σταθμό;

Ατμοσφαιρική Πίεση

Η ατμοσφαιρική πίεση που μετράνε οι σταθμοί είναι η πίεση που ασκεί ο ατμοσφαιρικός αέρας στην επιφάνεια της γης.

​

- Έτσι η πίεση είναι χαμηλότερη πάνω σε ένα βουνό σε σχέση με μία διπλανή πεδιάδα. Για τον λόγο αυτό ανάγουμε την ατμοσφαιρική πίεση στη μέση στάθμη της θάλασσας, δηλαδή σε μηδενικό υψόμετρο (ώστε να μπορούμε να συγκρίνουμε την πίεση σε διάφορα μέρη της γης).

​

Η ατμοσφαιρική πίεση είναι αυτή που αναδεικνύει την ύπαρξη συστημάτων καιρού σε μία περιοχή.

​

Περιοχές με υψηλή ατμοσφαιρική πίεση συνοδεύονται από καλοκαιρία (αντικυκλώνες), ενώ περιοχές με χαμηλή πίεση υποδηλώνουν ότι κάποιο σύστημα κακοκαιρίας (ύφεση) υπάρχει κοντά.

​

- Αυτό δεν είναι κανόνας, καθώς ο καιρός στην επιφάνεια της γης εξαρτάται και από παράγοντες στην ανώτερη ατμόσφαιρα.

​

Όταν μετράμε την πίεση σε ένα σημείο (έναν σταθμό), τότε μία έντονη πτώση της πίεσης θα μπορούσε να σημαίνει έλευση κακοκαιρίας και ένταση ανέμων. Αντίθετα, συνήθως η απότομη άνοδος της ατμοσφαιρικής πίεσης συνδέεται με βελτίωση του καιρού.

Σταθμός στην Αττική - ΕΑΑ

13

Δεδομένα Σταθμού

Επιλέγουμε την στήλη Α (όλα τα δεδομένα μας βρίσκονται στην στήλη Α αρχικά)

​

• Πάμε Δεδομένα ->
• Κείμενο σε στήλες ->
• Επιλέγουμε οριοθετημένο και «Επόμενο»-> Επιλέγουμε «Διάστημα» και «χειρισμό διαδοχικών οριοθετών ως ενός» και «Επόμενο» ->
• «Για προχωρημένους» και βάζουμε στο διαχωριστικό δεκαδικών «.» και στο διαχωριστικό χιλιάδων «,»
• και πατάμε οκ και τέλος.

​

Αν οι μέρες 1-9 το μήνα μας βγουν μία στηλή δεξιότερα τις επιλέογυμε και με cut + paste τις μεταφέρουμε μία στήλη αριστερά.

14

Συντήρηση Σταθμού

Η βασική συντήρηση του σταθμού αφορά στα:

​

• Αλλαγή μπαταρίας στους αισθητήρες ανά 1-2 χρόνια
• Καθαρισμό της χοάνης αλλά και του εσωτερικού μέρους του βροχομέτρου
• Καθαρισμό του κλωβού από πιθανά σκουπίδια που μπλοκάρουν την δίοδο του αέρα
• Έλεγχο ελεύθερης περιστροφής των αισθητήρων ανέμου
• Έλεγχο ατμοσφαιρικής πίεσης για σωστή ένδειξη

15

Σωστή Εγκατάσταση Σταθμού

Οι αισθητήρες πρέπει να είναι μακριά από εμπόδια (συγκεκριμένα σε απόσταση διπλάσια από το ύψος των εμποδίων), διότι:

​

• Η θερμοκρασία που καταγράφει μπορεί να είναι υψηλότερη της πραγματικής
• Το ύψος βροχής που καταγράφει μπορεί να είναι μικρότερο του πραγματικού
• Η ένταση ανέμου που καταγράφει μπορεί να είναι μικρότερη της πραγματικής
• Η διεύθυνση του ανέμου να διαφέρει σημαντικά

Οι αισθητήρες πρέπει να είναι τοποθετημένοι σε ύψος >2 μέτρα από το έδαφος διότι:

​

• Η θερμοκρασία το βράδυ μπορεί να είναι χαμηλότερη και τη μέρα υψηλότερη, καθώς επηρεάζεται από το έδαφος, που επηρεάζεται από την ακτινοβολία του ήλιου
• Η ένταση του ανέμου μπορεί να είναι χαμηλότερη

16

Σωστή Εγκατάσταση Σταθμού

1

2

3

4

5

6

Βρείτε την πιο ιδανική θέση για την εγκατάσταση του μετεωρολογικού σταθμού

Δίκτυο Μετεωρολογικών Σταθμών

Ένα σωστό δίκτυο σταθμών μπορεί να προσφέρει κλιματικές πληροφορίες για μία περιοχή, οι οποίες μπορεί να είναι χρήσιμες για μία σειρά εφαρμογών, αλλά και σαν δεδομένα εισόδου για ένα προγνωστικό μοντέλο.

www.northmeteo.gr

18

Αστική Θερμική Νησίδα

Παγκόσμιος Αστικός Πληθυσμός

1950: 30% των ανθρώπων παγκοσμίως ζούσε σε πόλεις�2018: 55% - // - ζει σε πόλεις

2050: 68% - // - θα ζει σε πόλεις

Αστικοί Πληθυσμοί Σήμερα�Βόρεια Αμερική: 82%�Λατίνική Αμερική και Καραϊβική: 81% �Ευρώπη: 74 %

Αστικές συγκεντρώσεις με >750000 κατοίκους το 1950/2025 (παράχθηκε από UN DESA Population Division, 2012)

• Καλύπτουν το 1% της επιφάνειας της Γης.
• 54% του παγκόσμιου πληθυσμού διαμένει σε πόλεις.
• Καταναλώνει το 78% της παγκόσμιας ενέργειας.
• Είναι υπεύθυνος για περισσότερο από το 60% των εκπομπών CO2.

19

Αστική Θερμική Νησίδα

Το φαινόμενο της Αστικής Θερμικής Νησίδας (ΑΘΝ) περιγράφει τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ μιας αστικής ή μητροπολιτικής περιοχής και των γειτονικών της περιαστικών περιοχών, εξαιτίας της ανθρώπινης δραστηριότητας.

Πηγή: NASA Ecostress

Αγροτική Περιοχή | Προαστιακή Περιοχή | Αστική Περιοχή

20

• Ερευνητικό πρόγραμμα για την ανάπτυξη συστήματος προειδοποίησης για ακραία επεισόδια καύσωνα που μπορεί να έχουν επίπτωση στην υγεία (https://app.lifeasti.eu/thessalonikidashboard)
• Συνεργασία μεταξύ φορέων της Ελλάδας και της Ιταλίας
• Συμμετέχει το ΑΠΘ

Αστική Θερμική Νησίδα

1.5°C

21

Αστική Θερμική Νησίδα

Πρέπει να δράσουμε με στοχευμένες παρεμβάσεις ώστε να αναβαθμίσουμε βιοκλιματικά τις πόλεις μας

• Θερμομόνωση των σπιτιών μας
• Πρασίνισμα στέγης
• Αναβάθμιση των αστικών συγκοινωνιών
• Διαμόρφωση πράσινων περιοχών μέσα στον αστικό ιστό
• Διαμόρφωση διαδρόμων κυκλοφορίας αέρα μέσα στην πόλη

22

Ανάλυση Δεδομένων και Εξαγωγή Συμπερασμάτων

T = θερμοκρασία (°C)

T_d = σημείο δρόσου (°C)

RH = σχετική υγρασία (%)

U = ένταση ανέμου (m/s)

23

https://slidetodoc.com/heat-related-indices-for-the-health-sector-glenn/

Ανάλυση Δεδομένων και Εξαγωγή Συμπερασμάτων