תחנת מזג אוויר

תחנת מזג אוויר (באנגלית: Weather station ) היא מתקן, המוצב ביבשה או בים, שנמצאים בו מכשירים וציוד למדידת תנאי אטמוספירה הנדרשים ללביצוע תחזיות מזג אוויר ולחקר מזג האוויר והאקלים. המדידות שמבוצעות בתחנה כוללות טמפרטורה, לחץ אטמוספירי, לחות, מהירות רוח, כיוון הרוח, עוצמת קרינת השמש, כמויות משקעים ועוד. מדידות הרוח מבוצעות באוויר הפתוח ככל האפשר, בעוד שמדידות של הטמפרטורה והלחות נמדדות במקום מוצל ללא קרינת שמש ישירה. תצפיות ידניות מבוצעות לפחות פעם ביום, בעוד שמדידות אוטומטיות מבוצעות לפחות פעם בשעה. מדידות מזג האוויר בים מבוצעות על ידי ספינות ומצופי מזג אוויר נייחים ונסחפים (אנ'), המודדים ערכים מטאורולוגים שונים במקצת, כגון טמפרטורת פני הים (SST), גובה הגלים, מרווח בין הגלים, כימיקלים שונים הנשפכים לים ועוד. בתחנות מזג אוויר סטנדרטיות קיימים המכשירים הבאים: מדחום למדידת טמפרטורת פני הים והאוויר ברומטר למדידת לחץ אטמוספירי מד לחות למדידת לחות מד רוח למדידת מהירות הרוח פירנומטר (אנ') למדידת קרינת השמש מד גשם למדידת משקעים נוזליים בפרקי זמן מוגדרים. שרוול רוח למדידת מהירות רוח כללית וכיוון הרוח שבשבת רוח, הנקראת גם שבשבת מזג אוויר: השבשבת מראה לאיזה כיוון נושבת הרוח ומהירותה. בתחנות מזג אוויר אוטומטיות בנמלי תעופה (אנ'), משתמשים במכשירים נוספים: חיישן מזג אוויר נוכחי וחיישן זיהוי משקעים יורדים בזמן אמת דיסדרומטר (אנ') למדידת התפלגות גודל טיפות (אנ') הגשם מד טרנסמיס (אנ') למדידת ראות מד תקרת עננות (אנ') למדידת גובה תקרת/בסיס העננים תחנות מתוחכמות יותר מודדות את מדד הקרינה האולטרה סגולה, רטיבות העלים (אנ'), לחות הקרקע, טמפרטורת הקרקע, טמפרטורת המים בבריכות, אגמים, נחלים או נהרות, ונתונים אחרים. פרט לאותם מכשירים הדורשים חשיפה ישירה לערכים הנמדדים כגון מד רוח, מד גשם, מד קרינת השמש וכדומה, המכשירים צריכים להיות מוגנים בסוכה מטאורולוגית מאווררת מדגם סטיבנסון, כדי למנוע קרינת שמש ישירה על הציוד. המכשור צריך לאפשר הקלטה של הנתונים. ללא הקלטות אוטומטיות נדרשת עבודה ידנית משמעותית לשמירת הנתונים. כמו כן המכשור צריך לאפשר שידור אוטומטי של הנתונים, בפורמט כגון METAR (אנ'), כי נתוני מזג אוויר הנמדדים בו זמנית ממספר תחנות נדרשים לחיזוי מזג אוויר. תחנת מזג אוויר כוללת קבוצה של מכשירי מדידת מזג אוויר המופעלים על ידי אדם פרטי, מועדון, עמותה או עסק. תחנות מזג אוויר הפכו מתקדמות יותר ויכולות לכלול חיישנים רבים ושונים למדידת תנאי מזג האוויר. חיישנים אלו יכולים להשתנות בין הדגמים וצרכי המשתמש, אך רובם מודדים את מהירות הרוח, כיוון הרוח, טמפרטורות חיצוניות ופנימיות, לחות חיצונית ופנימית, לחץ ברומטרי, כמות גשם וקרינת UV/קרינת השמש. קיימים חיישנים אחרים שביכולתם למדוד את לחות הקרקע, טמפרטורת הקרקע ורטיבות העלים. איכות, נתוני מזג האוויר הנמדדים בתחנות, מושפעת מכמות וסוגי החיישנים שבתחנות ומיקומן. נתוני תחנות מזג אוויר יכולים להשתנות במידה רבה, דבר שמקשה על הקביעה אילו תחנות אוספות נתונים מדויקים, משמעותיים וברי-השוואה. תחנות מזג אוויר כוללות בדרך כלל קונסולה דיגיטלית המספקת קריאות של הנתונים הנאספים. קונסולות אלו עשויות להתממשק למחשב אישי שבו ניתן להציג, לאחסן ולהעלות נתונים לאתרי אינטרנט או למערכות להטמעת/הפצת נתונים. תחנות מזג אוויר מופעלות ברמה לאומית ארצית, ברמה בינלאומית, ברמת בעלי תחנות פרטיות ולמטרות חינוך. חלק מבעלי התחנות הפרטיות חולקים את הנתונים המתקבלים מהתחנות שלהם עם אחרים. הם עושים זאת על ידי חיבור ידני של דוחות ידניים, או, בהפצת נתונים דרך האינטרנט או באמצעות רדיו חובבים. היישום Citizen Weather Observer (אנ') בקיצור (CWOP) מאפשר שיתוף מידע בין תחנות מזג אוויר פרטיות. אתר האינטרנט מחתרת מזג האוויר הוא אתר פופולרי נוסף לשיתוף של נתוני מזג האוויר עם אחרים ברחבי העולם. כמו ב-CWOP, לכל תחנה המגישה נתונים ל-Weather Underground יש דף אינטרנט ייחודי המציג את הנתונים שהוגשו. אתר האינטרנט של תצפיות מזג האוויר (WOW) של השירות המטאורולוגי הבריטי (אנ') בבריטניה מאפשר גם שיתוף והצגה של נתונים מתחנות פרטיות. ספינת מזג אוויר (אנ') היא ספינה שהוצבה באוקיינוס כפלטפורמה למדידת מזג אוויר לשימוש לחיזוי מזג האוויר. ספינת מזג האוויר נועדה גם לסייע בפעולות חיפוש והצלה ולתמוך בטיסות טרנס-אטלנטיות באזור הצבתה. השימוש בספינות מזג אוויר הוכיחה את עצמה כמועילה מאוד במהלך מלחמת העולם השנייה. ארגון התעופה האזרחית הבינלאומית (ICAO) הקים רשת עולמית של 13 ספינות מזג אוויר בשנת 1948. מתוך 12 הספינות שנותרו בפעילות בשנת 1996, תשע ספינות היו ממוקמות בצפון האוקיינוס האטלנטי בעוד ששלוש היו ממוקמות בצפון האוקיינוס השקט. הסכם השירות של ספינות מזג האוויר הסתיים בשנת 1990. תצפיות מזג אוויר מספינות מזג האוויר היו מועילות למחקרי רוח וגלים. ספינת מזג האוויר האחרונה הייתה MS Polarfront, הידועה כתחנת מזג אוויר M ("jilindras") שהייתה מוצבת ב-66°N, 02°E, היא נוהלה על ידי המכון המטאורולוגי הנורווגי. השירות של MS Polarfront הופסק ב-1 בינואר 2010. מאז שנות ה-60 תפקיד ספינות מזג האוויר הוחלף ברובו על ידי לוויינים, מטוסים לטווח ארוך ומצופי מזג אוויר. מאידך תצפיות מזג אוויר מאניות נמשך על ידי אלפי אניות סוחר האוספות ומשדרות נתוני מזג אוויר תוך כדי פעילותן המסחרית. פרויקט מיקור ההמונים Old Weather (אנ') מתמלל יומנים ימיים של ספינות שהפליגו עוד לפני עידן הספינות הייעודיות. מצופי מזג אוויר הם מכשירים אשר אוספים נתוני מזג אוויר ונתוני אוקיינוגרפיה באוקיינוסים ובאגמים בעולם. מצופים שנעגנו בקרקעית הים, האוקיינוסים והאגמים היו בשימוש מאז שנת 1951. מצופים נסחפים הם מצופים שנסחפים על פני האוקיינוסים והימים עם זרמי הים והרוחות, הוכנסו לשימוש בסוף שנות ה-70. מצופים עוגנים, מחוברים לקרקעית הים באמצעות שרשראות, כבלי ניילון או פוליפרופילן. עם דעיכתו של פרויקט ספינות מזג האוויר, מצופי מזג האוויר קבלו את התפקיד הראשון בחשיבות במדידת נתוני מזג האוויר מעל הים הפתוח מאז שנות ה-70. במהלך שנות ה-80 וה-90, רשת של מצופים במרכז ובמזרח האוקיינוס השקט הטרופי, סייעה לחקור את התנודה הדרומית (אנ') של תופעת האקלים המתרחשת אחת לכמה שנים אל ניניו. מצופי מזג אוויר עוגנים בעלי קוטר הנע בין 12-1.5 מטרים, בעוד שמצופים נסחפים קטנים יותר, בעלי קוטר שבין 30–40 סנטימטרים. מצופי סחיפה הם מצופי מזג האוויר הדומיננטיים מבחינת הכמות שלהם. בכל רחבי האוקיינוסים, הימים והאגמים נמצאים כ־1250מצופי סחיפה. לנתוני עוצמת הרוח הנמדדים ממצופים קיימת שגיאה קטנה יותר מזו הנמדדת בספינות. ישנם גם הבדלים בערכי מדידות טמפרטורת פני הים בין שתי הפלטפורמות. תחנות מזג אוויר סינופטיות הן תחנות אוטומטיות אשר אוספות מידע מטאורולוגי בזמן סינופטי 00h00, 06h00, 12h00, 18h00 ( UTC ) וגם בשעות הסינופטיות 03h00, 09h00, 15h00, 21h00 (UTC). מכשירי המדידה הנפוצים בתחנות הסינופטיות הם: מד רוח, שבשבת רוח, חיישן לחץ אטמוספירי, מדחום, מד לחות ומד גשם. נתוני מזג האוויר נערכים בפורמט מיוחד ומשודרים לארגון המטאורולוגיה העולמי WMO כדי לעזור במודלים של תחזית מזג האוויר. מגוון רשתות של תחנות מזג אוויר יבשתיות הוקמו ברחבי העולם. חלקם בסיסיים לניתוח חזיתות מזג אוויר ומערכות לחץ אטמוספירי, כמו רשת התצפית הסינופטית, קיימות רשתות אחרות שהן אזוריות יותר באופיים, הידועות כמזונטים (אנ'). השירות המטאורולוגיה הישראלי הקים ומחזיק ב-82 תחנות מזג אוויר לאומיות ברחבי המדינה. בנוסף הוא אוסף נתונים מכ-400 תחנות מזג אוויר פרטיות של מתנדבים. משרד החקלאות ופיתוח הכפר גם מרכז נתוני תחנות מזג אוויר מעשרות תחנות המופעלות על ידי חקלאים ברחבי המדינה הנותנות לחקלאים תחזית מטאורולוגית חקלאית. אקלים מטאורולוגיה מטאורולוגיה - מונחים היסטוריה של המטאורולוגיה סינופטיקה מדד קרינה אולטרה סגולה מכ"ם מזג אוויר לוויין מזג אוויר מפה סינופטית מדיה וקבצים בנושא תחנת מזג-אוויר בוויקישיתוף אתר השירות המטאורולוגי הישראלי תחנות מזג אוויר באתר אגרומטאו - מטאורולוגיה לחקלאים בישראל תוכנית האזרח לצופה מזג אוויר (באנגלית) הדרכה ראשונית להשגת תצפיות מטאורולוגיות מייצגות באתרים עירוניים, מאת Tim R. Oke מדריך הצופה הבינלאומי לצופי מזג אוויר תוכנית המשקיף השיתופית של NWS מדריך תצפית NWS מס' 2: תצפיות בתחנה שיתופית Verbelen, Yannick (2016). "WeatherStation 3". CircuitMaker. אורכב מ-המקור ב-2017-04-16. נבדק ב-16 באפריל 2017. The firmware is under active development, and users are encouraged to contribute to it by forking the repository on Github. An initiative to further develop the hardware and make it commercially available is ongoing as spin-off project OpenObservatory. {{cite web}}: (עזרה) "WOW - A new weather website for everyone". Met Office. 2011-02-11. "Britain's First Weather Ship". Popular Mechanics: 136. ביוני 1948. {{cite journal}}: (עזרה) Malcolm Francis Willoughby (1980). The U.S. Coast Guard in World War II. Arno Press. pp. 127–130. ISBN 978-0-405-13081-6. Stanislaw R. Massel (1996). Ocean surface waves: their physics and prediction. World Scientific. pp. 369–371. ISBN 978-981-02-2109-6. נבדק ב-2011-01-18. "Great Lakes buoys". אורכב מ-המקור ב-2012-06-18. נבדק ב-2012-06-16. Muskegon Lake buoy Crater Lake weather buoy G. L. Timpe & N. Van de Voorde (באוקטובר 1995). "NOMAD buoys: an overview of forty years of use". OCEANS '95. MTS/IEEE. Challenges of Our Changing Global Environment. Conference Proceedings. 1: 309–315. doi:10.1109/OCEANS.1995.526788. ISBN 0-933957-14-9. {{cite journal}}: (עזרה) National Aeronautics and Space Administration (2009-04-15). "Ocean Motion and Surface Currents". נבדק ב-2011-01-28. National Data Buoy Center (2008-02-04). "Moored Buoy Program". National Oceanic and Atmospheric Administration. אורכב מ-המקור ב-2011-01-03. נבדק ב-2011-01-29. National Research Council (U.S.). Ocean Science Committee, National Research Council (U.S.). Study Panel on Ocean Atmosphere Interaction (1974). The role of the ocean in predicting climate: a report of workshops conducted by Study Panel on Ocean Atmosphere Interaction under the auspices of the Ocean Science Committee of the Ocean Affairs Board, Commission on Natural Resources, National Research Council. National Academies. p. 40. K. A. Browning; Robert J. Gurney (1999). Global energy and water cycles. Cambridge University Press. p. 62. ISBN 978-0-521-56057-3. R. Lumpkin & M. Pazos (2010-06-08). "What's a Drifter?". The Global Drifter Program. נבדק ב-2011-01-29. Bridget R. Thomas; Elizabeth C. Kent & Val R. Swail (2005). "Methods to Homogenize Wind Speeds From Ships and Buoys" (PDF). International Journal of Climatology. John Wiley & Sons, Ltd. 25 (7): 979–995. Bibcode:2005IJCli..25..979T. doi:10.1002/joc.1176. נבדק ב-2011-01-29.(הקישור אינו פעיל, January 2018) William J. Emery; Richard E. Thomson (2001). Data analysis methods in physical oceanography. Gulf Professional Publishing. pp. 24–25. ISBN 978-0-444-50757-0. תחנות השירות המטאורולוגי הישראלי צופים מתנדבים לשירות המטאורולוגי הישראלי תחנות מדודות, באתר www.meteo.co.il