星期六, 8月 24, 2019

科學館「我的微氣候監測站與城市尺度天氣預報」示範

只有半小時的示範也特意去旁觀,其實是因為想看看家裡的感測器可以怎樣放。(詳見文末,先介紹示範內容)

現時天文台提供的分區氣象站數目有限,但其實直接影響市民的微氣候卻是相隔幾百米已經很大差異,所以顯然不足以提供足夠精細的資訊和預測。而正式氣象站往往需要較大地方安置儀器和百葉箱之類的設備,難以廣泛安裝。

資訊科技發達之下,自動氣象站應運而生,除了減輕人力負擔外,亦微型化方便在不同地方配置。現時天文台已有計劃建立三個微氣候監測網絡,分別為九龍東(四個站以上,其實是現在安裝了很多令人擔心的智能燈柱的啟德和九龍灣)、九龍半島(十個站以上,油尖旺也準備安裝智能燈柱)、和沙田(六個站以上)。


其實天文台是在推介他們的CO-WIN計劃,這個計劃鼓勵學校和社區機構安裝符合規格的自動氣象站,並共享監測數據。外國大廠的標準貨色,雖然使用方便但很貴(#這個方某早已知)﹔現在教育界潮流講STEM,例如不少學校採用的Arduino就可以用來自製氣象站。(論可靠我相信大廠出品會比較穩定的,自製就需要多點時間調校。當然既然講STEM,跨到電腦科去協作甚至讓學生慢慢搞,也是教學一部分。)

(天文台亦提供了CO-WIN培訓手冊,看倌可自己看看如何用Arduino設置簡單氣象站。)


STEM另一綽頭是立體打印(3D printing),因為教育局帶領風潮,中學也陸續自備簡單的立體打印機。大學更早就有,帶敝校圖書館組員參觀理工大學圖書館時就見過﹕

天文台也試用立體打印製作自己的氣象站組件,例如講者手上的風速計扇葉。(維基條目風速計似乎見不到採用這種扇葉的,這比較像是垂直式風力發電機用的扇葉,相信是測試用。)


方某最留意的是溫濕度監測器的白色百葉遮罩,他們也有立體打印自製。(當然如果你買大廠產品的話就已經連同光滑塑膠百葉遮罩,立體打印的相對而言還是比較粗糙。相信只是示範用,畢竟粗糙表面在戶外很快就會黏附污塵,影響反射陽光效果。未知立體打印材料是否可以打磨拋光,不過現在很多學校連工藝科也取消了才來講拋光﹖)

自動氣象站很多仍是直接連線供電和傳送數據,不過亦已有無線版產品,可使用太陽能供電和無線電傳送數據。


長遠而言,透過增加市區中的微氣象站網絡,天文台正在研發城市微尺度自動氣象預報系統,希望為市區居民提供個人化的特定地點氣象預測,為生活帶來更多便利。


--------------------------------------(我是方宅的分隔線)--------------------------------------

其實方某很小時就發天文台夢,想當台長。之後發現數學不好就沒有進物理系(雖然進了生化系也是一樣差勁),但仍然對天氣很有興趣(當然尤其是猜測「八號波」是否打得成)。

要買個人氣象站未免太貴(動輒過千元),而且一般人的家都有座向,風向計這部分其實沒有用(因為會受座向影響,除非你住頂樓連天台),還需要相當大地方放置,所以未搬屋前是不可能的事。
(有些人還會把個人氣象站的數據上載到外國網站共享)

搬屋後,因為層數太低,風向風速這部分也是不用想。只是換了手機後,發現有些簡單的選擇,所以就忍不住花了錢買﹕
Eve weather ($249.5),提供室外氣溫、濕度和氣壓。
Eve room ($798),提供室內氣溫、濕度和空氣污染數字(VOC揮發性有機化合物)。

前者是在科學館的禮品店買,看網上價錢其實也沒貴到那裡去。原本想$250買個監測室外天氣也不錯,但買了之後才發現中伏。雖然它是有手機免費程式可用,但原來數據上載是必須經過一部Apple TV、HomePod或iPad在家中充當data hub(也證明方某的確是電腦白痴,沒hub數據上載去哪裡﹖我原本「自以為」它可以直接駁通wifi router)。

於是就去買多一部Apple TV ($1188)連Eve room。雖說Apple TV可以用來看電影,但對於方某來說,它幾乎就只是用來當伺服器用,絕對是「妹仔大過主人婆」。

這樣加起來的費用,應該可以直接買一座個人氣象站吧﹖
當然,網上顯示的個人氣象站售價只是單售,把它們架起的支架應該要另外買的。而且這些有wifi功能的氣象站,往往只能把數據送到室內的液晶顯示器上顯示。如果要上載到網絡的話,往往還是要另備hub和電腦。這些價錢都沒有包括在內。

室內那個Eve room可以USB充電,充電後放在沒太陽直接照射的位置便可。液晶顯示器會自動顯示數據,VOC污染程度會以星號表示(五星最佳、一星最差)。


室外那個Eve weather要放電池,擺放安排比較麻煩。始終沒有天文台那些白色百葉箱,把它放在露台地面,被太陽直射會升至四十多度,那就不準確了。結果我發現不知為何老媽有個不用的有孔膠兜(似乎是地拖過水用的),拿來放監測器就可以離開地面又通風。


再來個膠盤蓋著就可避免太陽直射,近來太陽照到露台時最高氣溫是三十幾度,比較正常。
Eve weather沒有顯示器,所有數據只能上載後在手機程式顯示。現在可於任何時間地點隨時看到家中天氣。


當然更好的做法是在牆上掛一個有孔的膠盤,用來放監測器,只要掛高到太陽不照射到的高度,讀數就會更準確了。(現在只是離地面幾厘米,其實露台被太陽照射後也會散發熱力,仍會影響讀數。)

奇怪在用了半年之後,無端端兩部東西都相繼故障,甚至按說明書重設都做不到。跟原廠溝通後建議乾脆拿到零售商換貨。Apple store當然會換給我,我原本恐怕科學館禮品店未必有貨可換、或者未必讓我換,但原來也很順利。希望它們繼續生生性性。

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