سامانه های خودکار هواشناسی در حال حاضر بخش بسیار مهمی از شبکه جمع آوری اطلاعات هواشناسی را تشکیل می دهد و تنوع و گستردگی بالایی نیز دارد. از ساده ترین تجهیزات شامل سنسورهای مختلف یا باران سنج ها تا ایستگاههای خودکار فرودگاهی، رادارها و .... طبیعتا در این مطلب کوتاه نمی توان تمامی جنبه های مختلف این سامانه ها را تشریح کرد اما سعی می کنم در حد توان اطلاعات مناسبی را در این زمینه به خوانندگان محترم ارائه کنم.

ابزارهای نوین هواشناسی را می توان به دو گروه کلی سامانه های اندازه گیری محلی و سامانه های سنجش از راه دور تقسیم کرد. از تجهیزات اندازه گیری محلی می توان به باران سنج های خودکار( معروف به دیتالاگر)، ایستگاههای هواشناسی خودکار ( سینوپتیک، فرودگاهی، کشاورزی، جاده ای، اقلیم شناسی) و ایستگاههای جو بالا اشاره کرد و رادارهای هواشناسی، ماهواره های هواشناسی، سودار، لیدار و... از جمله سامانه های سنجش از دور هستند.

هر یک از تجهیزات داده برداری خودکار از چهار بخش عمده تشکیل می شود: الف) سنسورها و سنجنده ها  ب) رایانه یا سیستم ثبت و ذخیره سازی داده های جمع آوری شده  ج) سیستم ارسال اطلاعات به مراکز هواشناسی د) منابع تغذیه و تامین انرژی

تا به این جا به اختصار با سامانه های خودکار و انواع آن آشنا شدید. در ادامه توضیحات بیشتری در مورد هر یک از این قسمتها خواهم داد.

الف) برای اندازه گیری هر یک از پارامترهای هواشناسی که بخواهید اندازه گیری کنید نیاز به یک سنجنده (سنسور) مناسب دارید. سنسورهای اندازه گیری دما معمولا از نوع مقاومت الکتریکی هستند ( با تغییر دما میزان مقاومت و به تبع آن میزان جریان عبوری تغییر می کند) و سنسورهای سنجش فشار و رطوبت از نوع خازن الکتریکی هستند (تغییر فشار یا رطوبت باعث تغییر ظرفیت خازن می شود)، اندازه گیری سرعت و جهت وزش باد با تجهیزات مکانیکی - الکتریکی، لیزری و یا التراسونیک قابل اندازه گیری است، میزان دید افقی، ارتفاع کف ابر، ارتفاع برف را نیز می توا ن با ابزارهای لیزری یا التراسونیک اندازه گیری کرد. تبخیر و میزان باران را می توان با استفاده از ابزارهای شناور یا وزنی اندازه گیری کرد. البته استفاده از شمارنده های الاکلنگی برای اندازه گیری مقدار بارشها معمول تر است. ب) در تجهیزات کوچک معمولا از یک مدار مجتمع و حافظه کوچک ( لاگر) برای ثبت و ذخیره سازی اطلاعات استفاده می شود اما در سامانه ای بزرگتر و مهمتر از یک یا چند رایانه مستقل برای جمع آوری و ثبت داده ها استفاده می شود.  ج) داده های جمع آوری شده به روشهای مختلف قابل ارسال به مراکز هواشناسی است: dial up، gsm (مودم مبتنی بر سیم کارت موبایل)، ارتباطات ماهواره ای یا بیسیم     د) تمام این فعالیتها نیاز به تامین انرژی دارد که یا از طریق شبکه برق و یا سلولهای خورشیدی و باتری تامین می شود.

متناسب با اطلاعات مورد نیازمی توان سامانه خودکار مناسب را طراحی کرد. باران سنج های خودکار کوچکترین واحد های سامانه های خودکار هستند که کاربرد بسیار وسیعی دارند و به واسطه قیمت پایین، استفاده از آنها به سرعت درحال گسترش است. این تجهیزات با برق بسیار کمی کار می کنند (حتی جریان تولیدی از یک سلول خورشیدی کوچک و یک باتری برای ذخیره سازی انرژی، برای فعالیت آن کافی است). این سامانه ها علاوه بر سنجش میزان بارش می توانند به سنسورهای دما و رطوبت نیز تجهیز شوند. این تجهیزات همچنین قابلیت آن را دارند که سامانه هشدار سیل را تشکیل دهند؛ بدین صورت که متناسب با شرایط هر منطقه اگر شدت بارش از میزان مشخصی بیشتر شود هشدار احتمال سیل را به صورت پیامک یا تماس تلفنی ارسال نمایند.

رده بعدی، ایستگاههای خودکار هستند که سنسورهای دما، رطوبت، فشار، تابش خورشید، و سمت و سرعت باد را داشته و ثبت می کنند. همچنین برای مصارف تحقیقات کشاورزی می توان سنسورهای دمای عمق خاک و تبخیر را نیز به آن اضافه کرد و برای مصارف فرودگاهی، سنسورهای دید افقی و ارتفاع کف ابر؛ برای مصارف جاده ای، دمای کف جاده و ارتفاع برف را می توان به آن اضافه نمود و .... ایستگاههای خودکار معمولا توسط یک دستگاه رایانه پشتیبانی می شوند و قادرند علاوه بر جمع آوری و ثبت داده ها ، گزارشات استاندارد هواشناسی (سینوپ ) نیز تولید و ارسال نمایند.

در ایستگاههای جو بالا با استفاده از یک بالن گاز هیدروژن سنسورهای هواشناسی ( دما و رطوبت و GPS  ) را به ارتفاع بالا ارسال کرده و به صورت لایه لایه و در امتداد قائم داده ها را جمع آوری می کند. این داده ها از طریق ارتباط رادیویی در ایستگاه زمینی دریافت و ثبت می شود.

انواع رادارهای هواشناسی نیز متناسب با نوع کاربری می توانند با استفاده از امواج صوتی ( سودار) ، پرتو لیزر ( لیدار) و یا امواج الکترومغناطیس (رادار) لایه های پایین جو را مورد سنجش و ارزیابی قرار داده و اطلاعات مورد نیاز را تولید نمایند.

ماهواره های هواشناسی نیز از بالا لایه های جو را مورد سنجش و ارزیابی قرار می دهند.

اگر فرصتی دست دهد در آینده به صورت جدا گانه این سامانه ها مورد بررسی و ارائه قرار خواهد گرفت.