محطة طقس أوتوماتيكية

محطة الأرصاد الجوية الآلية ( AWS ) هي نسخة مؤتمتة من محطة الأرصاد الجوية التقليدية ، إما لتوفير الجهد البشري أو لتمكين القياسات من المناطق النائية. ^{[ 1 ]} تتكون محطة الأرصاد الجوية الآلية عادةً من غلاف مقاوم للعوامل الجوية يحتوي على مسجل البيانات ، وبطارية قابلة للشحن ، ونظام قياس عن بُعد (اختياري)، وأجهزة استشعار الأرصاد الجوية، مع لوحة شمسية أو توربين رياح مثبت على عمود. قد يختلف التكوين المحدد تبعًا لغرض النظام. ^{[ 1 ]} يمكن للنظام إرسال التقارير في الوقت الفعلي تقريبًا عبر نظام Argos ، و LoRa ، ونظام الاتصالات العالمي (GLS) ، ^{[ 2 ]} أو حفظ البيانات لاستعادتها لاحقًا. ^{[ 3 ]}

في الماضي، كانت محطات الأرصاد الجوية الآلية تُوضع غالبًا في الأماكن التي تتوفر فيها الكهرباء وخطوط الاتصالات. أما اليوم، فقد أتاحت تقنيات الألواح الشمسية وتوربينات الرياح والهواتف المحمولة إمكانية إنشاء محطات لاسلكية غير متصلة بشبكة الكهرباء أو شبكة الاتصالات السلكية. ^{[ 4 ]}

تحتوي معظم محطات الأرصاد الجوية الآلية على ^{[ 1 ] [ 5 ]}

• مقياس حرارة لقياس درجة الحرارة
• مقياس سرعة الرياح
• دوارة رياح لقياس اتجاه الرياح
• مقياس الرطوبة لقياس الرطوبة
• مقياس الضغط الجوي

قد تحتوي بعض المحطات أيضًا على ^{[ 4 ]}

• مقياس ارتفاع السحب
• مستشعر الطقس الحالي و/أو مستشعر الرؤية
• مقياس المطر لقياس الهطول المكافئ للسائل
• مستشعر قياس عمق الثلج بالموجات فوق الصوتية
• مقياس الإشعاع الشمسي لقياس الإشعاع الشمسي

على عكس محطات الأرصاد الجوية اليدوية، لا تستطيع محطات الأرصاد الجوية الآلية في المطارات الإبلاغ عن نوع وكمية السحب . كما أن قياسات الهطول صعبة، خاصةً بالنسبة للثلوج ، إذ يجب أن يُفرغ المقياس نفسه بين كل عملية رصد. بالنسبة للطقس الحالي، تبقى جميع الظواهر التي لا تصل إلى المستشعر، مثل بقع الضباب ، غير مرصودة. ^{[ 1 ]} يُعدّ التحوّل من الرصد اليدوي إلى محطات الأرصاد الجوية الآلية تغييرًا غير مناخي رئيسيًا في سجل المناخ. ^{[ 6 ]} قد يؤدي التغيير في الأجهزة، والحاوية، والموقع إلى قفزة في قيم قياسات درجة الحرارة أو الهطول، على سبيل المثال، مما قد يؤدي إلى تقديرات خاطئة للاتجاهات المناخية. يجب إزالة هذا التغيير، والتغييرات غير المناخية المرتبطة به، من خلال عملية التجانس .

يُعدّ مسجل البيانات جوهر محطة الأرصاد الجوية الآلية. في محطات الأرصاد الجوية عالية الجودة، قد يُصمّم المورّد مسجل البيانات ليكون الحل الأمثل لعميل أرصاد جوية مُحدد. في الواقع، عادةً ما لا تُلبي مسجلات البيانات المتوفرة في السوق المتطلبات من حيث استهلاك الطاقة، والمدخلات، والاتصال، والحماية من الحيوانات (النمل، والفئران، وما إلى ذلك)، والرطوبة، والهواء المالح، والرمال، وما إلى ذلك. الوظائف الرئيسية لمسجل البيانات هي:

• القياس: يقوم مسجل البيانات بجمع المعلومات من كل مستشعر وأرشفتها.
• الحساب: يقوم مسجل البيانات بمعالجة معظم البيانات المناخية للمستخدمين (المتوسط، الحد الأدنى، الحد الأقصى ...).
• تخزين البيانات: يقوم مسجل البيانات بحفظ جميع البيانات إما في ذاكرته الخاصة أو على بطاقة ذاكرة uSD.
• مصدر الطاقة: يقوم مسجل البيانات بإدارة مصدر الطاقة لمحطة الأرصاد الجوية الآلية، باستخدام لوحة شمسية على سبيل المثال.
• الاتصال: يقوم مسجل البيانات بإدارة بروتوكولات الاتصال مع الخادم البعيد. وتشمل بروتوكولات الاتصال المختلفة عادةً GSM و GPRS و RTC و WiFi و uSD و RS-232 .

تُصنع الحاويات المستخدمة مع محطات الأرصاد الجوية الأوتوماتيكية عادةً من الألياف الزجاجية المقاومة للعوامل الجوية ، أو مادة ABS، أو الفولاذ المقاوم للصدأ . وتُعد مادة ABS الأرخص ثمناً، بينما يُعد طلاء الألمنيوم المصبوب ^{[ 7 ]} أو الفولاذ المقاوم للصدأ الأكثر متانة، أما الألياف الزجاجية فتُعتبر حلاً وسطاً. ^{[ 1 ]}

يعتمد مصدر الطاقة الرئيسي لمحطة الأرصاد الجوية الآلية على استخدامها. تستخدم العديد من المحطات ذات المعدات منخفضة الطاقة عادةً لوحة شمسية واحدة أو أكثر موصولة بالتوازي مع منظم جهد وبطارية قابلة للشحن واحدة أو أكثر. وكقاعدة عامة، يكون إنتاج الطاقة الشمسية في ذروته لمدة خمس ساعات فقط يوميًا. ولذلك، تُعد زاوية التركيب وموقعه أمرًا بالغ الأهمية. في نصف الكرة الشمالي، تُركّب اللوحة الشمسية باتجاه الجنوب، والعكس صحيح في نصف الكرة الجنوبي. يمكن تعزيز إنتاج الطاقة من الألواح الشمسية بواسطة توربين رياح لتوفير الطاقة خلال فترات ضعف أشعة الشمس، أو عن طريق التوصيل المباشر بشبكة الكهرباء المحلية. ترتبط معظم محطات الأرصاد الجوية الآلية في المطارات بشبكة الكهرباء التجارية نظرًا لاحتياجات الطاقة العالية لجهاز قياس ارتفاع السحب وأجهزة استشعار الطقس الحالية، وهي أجهزة استشعار نشطة تُصدر الطاقة مباشرةً إلى البيئة. ^{[ 4 ]}

يبلغ ارتفاع الصواري القياسية المستخدمة مع محطات الأرصاد الجوية الآلية 2 و3 و10 و30 متراً. تتوفر أحجام أخرى، ولكن عادةً ما تُستخدم هذه الأحجام كمعايير لتطبيقات مختلفة. ^{[ 1 ]}

• يُستخدم الصاري الذي يبلغ طوله مترين (6.6 قدم) لقياس المعايير التي تؤثر على الإنسان. ويُقاس ارتفاع الصاري بالنسبة لارتفاع الرأس. 
• يستخدم الصاري الذي يبلغ طوله 3 أمتار (9.8 قدم) لقياس المعايير التي تؤثر على المحاصيل (مثل القمح وقصب السكر وما إلى ذلك). ويتم تحديد ارتفاع الصاري بالنسبة إلى قمة المحصول. 
• يُستخدم الصاري الذي يبلغ ارتفاعه 10 أمتار (33 قدمًا) لقياس المعايير دون تداخل من أجسام مثل الأشجار أو المباني أو غيرها من العوائق. وعادةً ما تكون سرعة الرياح واتجاهها أهم معيار جوي يُقاس على هذا الارتفاع. 
• يُستخدم الصاري الذي يبلغ ارتفاعه 30 مترًا (98 قدمًا) لقياس المعايير على مسافات متدرجة لأغراض نمذجة البيانات. ومن التطبيقات الشائعة قياس الرياح والرطوبة ودرجة الحرارة على ارتفاعات 30 و10 و2 متر. وتُركّب أجهزة استشعار أخرى حول ارتفاع مترين أو أقل. 

من أهم مزايا محطة الأرصاد الجوية الآلية قدرتها على توفير بيانات جوية دقيقة وموثوقة في المناطق النائية أو الوعرة أو الخطرة. وتتميز هذه المحطة بسهولة نقلها، وانخفاض تكلفة تركيبها، واستقلاليتها التشغيلية، وسهولة صيانتها نسبيًا. ^{[ 8 ]} ويمكن برمجة محطة الأرصاد الجوية الآلية لتنبيه السلطات في حال حدوث ظواهر جوية قاسية.

تتفاوت دقة محطات الأرصاد الجوية الآلية، ويعود ذلك في الغالب إلى تشغيلها الآلي. ويؤدي هذا إلى مشاكل تتعلق بموقع المحطة، وهامش الخطأ الناتج عن أجهزة الاستشعار المثبتة، وتواتر الصيانة، وأخطاء المعايرة، وهي مشاكل تبرز بشكل أكبر عند غياب تدخل المختصين في مجال الأرصاد الجوية. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

• محطة أرصاد جوية آلية عن بعد
• محطة الأرصاد الجوية الآلية في المطار
• محطة طقس شخصية
• ميسونيت
• مراقب متعاون