Oprema za meritve višine oblakov in planetarne mejne plasti

Oprema za meritve lastnosti atmosfere z daljinskim zaznavanjem bistveno izboljšuje poznavanje atmosferskih karakteristik in njene strukture v večini vremenskih pogojev. S tem dopolnjuje in razširja nabor atmosferskih meritev z meteorološkimi baloni, letali in prizemnimi merilnimi sistemi.

Tehnični podatki o opremi

Opremo za meritve višine oblakov in planetarne mejne plasti, ki je predmet odobrene prijave ARRS-RI-ROPR-JR-Prijava-2015-0037 v skupni odobreni vrednosti 120 kEUR, sestavljajo trije sklopi:

oprema za shranjevanje, procesiranje in analizo podatkov,
laser (ceilometer),
fotometer.

Nakup opreme smo na podlagi javnega naročila v celoti realizirali spomladi 2017.

Opis funkcionalnih lastnosti

Laser (ceilometer)

Lidar je naprava za merjenje porazdelitve sipalcev svetlobe v atmosferi na podlagi detekcije povratnega sipanja na atmosferskih aerosolih in molekulah atmosferskih plinov. Kot ceilometer ga lahko uporabimo tudi za sprotno in neprekinjeno določanje višine več plasti oblakov ter planetarne mejne plasti. Meritve, ki jih izvajamo v Ajdovščini, omogočajo nepretrgano spremljanje razvoja vremena v različnih vremenskih situacijah tako podnevi kot ponoči in lahko služijo tudi kot osnova za kalibracijo drugih sistemov daljinskega zaznavanja. Laser Quantel Q-Smart 450, pridobljen v okviru projekta, omogoča zaznavanje oblačnih plasti do oddaljenosti 30km od naprave, v kombinaciji s spektroskopskim sistemom pa tudi določanje vsebnosti vodne pare, koncentracije, velikosti ter oblike aerosolov v ozračju.

Slika:

Časovni potek vertikalnih profilov atmosferskih lastnosti nad Ajdovščino izmerjen z novim sistemom. Barvna skala, ki je poljubna, kaže koncentracijo sipalcev.

Fotometer

Fotometer Cimel CE318TS9 je naprava za pasivno daljinsko zaznavanje atmosferskih lastnosti kot je optična debelina. Meri nasičenost ozračja z aerosoli pri različnih valovnih dolžinah, pri čemer kot izvor svetlobe uporablja nebesna telesa (sonce, luno in zvezde). V kombinaciji z lidarjem lahko s fotometrom določimo optično globino atmosfere in koncentracijo aerosolov (onesnaževal) nad območjem meritev ter določimo velikostni razred delcev, ki jih opazujemo. S fotometrom sproti zaznavamo spremembe v ozračju (npr. prehod vulkanskega pepela), ki jih s klasičnimi meritvami ni mogoče opaziti.

Oprema za shranjevanje, procesiranje in analizo podatkov

Z uvedbo novih merilnih sistemov za neprekinjen monitoring atmosferskih lastnosti se je bistveno povečala tudi potreba po informacijsko – komunikacijski podpori. Z novim strežnikom, ki skrbi skrbel za zajem, shranjevanje in obdelavo meritev, so rezultati in meritve dostopni raziskovalni in splošni javnosti. Opremo za shranjevanje, procesiranje in analizo podatkov sestavljajo:

visoko zmogljivi diskovni strežniki,
diskovno polje z diski (RAID),
stikala za povezavo diskovnih, računskih strežnikov in računalnikov raziskovalcev ,
računski strežniki,
enote za neprekinjeno napajanje opreme,
preklopnik za lokalni dostop do strežnikov,

nameščena pa je v prostorih Univerze v Novi Gorici v Ajdovščini, Vipavska cesta 11c. Uporablja se za shranjevanje in procesiranje meritev ter numerične simulacije prizemnih plasti atmosfere na majhnih skalah.

Razpoložljivost in dostopnost

Ceilometrerskih meritev v Sloveniji, dostopnih v raziskovalne namene, trenutno ni. Za operativno uporabo pri varnosti letalskega prometa ima ceilometer Letališče Ljubljana, vendar meritve niso prosto dostopne v raziskovalne namene ter zaradi lokacije letališča niso primerne za raziskave pojava burje, ki ga na tem področju ni. Agencija Republike Slovenije za okolje (ARSO) je v fazi preizkušanja osnovnega modela celiometra za uporabo na avtomatskih meteoroloških postajah, ki prav tako še ni operativen. Novi lidar UNG je naprednejši sistem od obstoječih, saj poleg meritev oblačnih plasti omogoča tudi zajem podatkov o višini planetarne mejne plasti, znotraj katere poteka izmenjava snovi in toplote med atmosfero in zemeljskim površjem. Rezultati meritev so prosto dostopni zainteresirani akademski in javni sferi.

Fotometerskih meritev po nam dostopnih podatkih v Sloveniji ni, najbližji napravi sta v Benetkah (Italija) in na Kanzelhoehe (Avstrija). Naš fotometer bo v kratkem vključen v globalno mrežo AErosol RObotic NETwork (AERONET), ki nam na podlagi meritev direktnega sončnega obsevanja omogoča zajem podatkov o optični globini atmosfere. Podatki bodo dostopni preko portala AERONET.

Skrbnik opreme: prof. dr. Samo Stanič
Kontakt: Tajništvo Centra za raziskave atmosfere