Najważniejsze parametry pomiarów

Podstawowymi parametrami mierzonymi przez elektroniczne stacje pogody są temperatura, ciśnienie atmosferyczne oraz wilgotność powietrza. Rozbudowane modele, wyposażone w większą liczbę czujników mogą także mierzyć prędkość i kierunek wiatru oraz wielkość opadów.

Z reguły im więcej różnorodnych pomiarów jest w stanie dokonać stacja pogody i im więcej czujników jest w stanie jednocześnie obsłużyć, tym jest ona droższa, ale jednocześnie pozwala na dokładniejszą obserwację warunków pogodowych.

Pomiar temperatury

Temperatura powietrza to parametr mierzony nawet przez najprostsze stacje pogodowe. Oprócz pomiaru aktualnej temperatury wewnątrz i na zewnątrz pomieszczenia stacje pozwalają również na wskazanie spośród tych zarejestrowanych wartości maksymalnej i minimalnej – zarówno dla temperatury panującej w pomieszczeniu, jak i temperatury zewnętrznej.

Wybierając odpowiedni model stacji, warto zwrócić uwagę na to, jaką minimalną wartość temperatury jest w stanie zmierzyć urządzenie. Minimalna temperatura dla niektórych modeli wynosi ok. –20 °C, co w wypadku temperatur występujących w naszym kraju zimą może okazać się niewystarczające. Stacja pogody może wówczas jedynie sygnalizować przekroczenie zakresu pomiarowego, bez wskazania konkretnej wartości temperatury.

W niektórych modelach stacji pogody prezentowana jest temperatura odczuwalna (ang. wind chill). Do jej wyznaczenia wykorzystywane są inne zmierzone wartości, takie jak prędkość wiatru czy wilgotność powietrza, a także wielkość opadów. Na przykład przy niewielkich podmuchach wiatru temperatura odczuwalna może być nawet wyższa od aktualnie zmierzonej temperatury powietrza. Wartość temperatury odczuwalnej znacznie lepiej obrazuje warunki panujące na zewnątrz pomieszczenia. W niektórych, bardziej zaawansowanych technicznie modelach stacji pogody mamy do czynienia z pomiarem temperatury punktu rosy (ang. dew point). Jest to temperatura, przy której powietrze jest całkowicie nasycone parą wodną, co w konsekwencji prowadzi do jej skraplania. Wartość temperatury punktu rosy zależy przede wszystkim od wilgotności powietrza i jego temperatury. Użytkownik ma zwykle do wyboru prezentację zmierzonych wartości temperatury powietrza w skali Celsjusza lub Fahrenheita.

Przeliczniki skali temperatury:

TC = 5/9 × (TF – 32)

TF = 32 + 9/5 × TC

gdzie:

TC – temperatura w skali Celsjusza

TF – temperatura w skali Fahrenheita

Pomiar wilgotności

Często mierzonym parametrem przez stacje pogody jest wilgotność powietrza. Określa ona zawartość w nim pary wodnej. Mierzona może być zarówno wilgotność na zewnątrz, jak i wewnątrz pomieszczenia. Podobnie jak w wypadku temperatury niektóre modele stacji pogody pozwalają na prezentację maksymalnej i minimalnej zmierzonej wartości wilgotności. Wyróżniamy wilgotność bezwzględną i względną. Wilgotność bezwzględną podaje się w gramach. Określa ona masę pary wodnej zawartej w jednym metrze sześciennym powietrza. Wartość wilgotności względnej wyraża się natomiast przez stosunek ciśnienia pary wodnej zawartej w powietrzu do ciśnienia pary wodnej nasyconej, tzn. o największym możliwym do uzyskania ciśnieniu. Obydwie wartości podaje się dla tej samej temperatury, a ich stosunek wyraża w procentach. To właśnie wilgotność względna jest zwykle podawana przez elektroniczne stacje pogody. Z wilgotnością powietrza nierozerwalny związek ma jego temperatura. Im większa wilgotność, tym więcej pary wodnej znajduje się w powietrzu. Może to powodować powstawanie mgły lub rosy. Wilgotność powietrza ma ogromny wpływ na nasze zdrowie i samopoczucie. Optymalna jej wartość w mieszkaniach powinna wynosić od 40 do 60 proc. Za dolną dopuszczalną granicę przyjmuje się około 30 proc.

Pomiar ciśnienia

Wartość ciśnienia atmosferycznego jest bardzo często mierzona przez stacje pogody. Podaje się je w hektopaskalach (hPa) lub milimetrach słupa rtęci (mmHg). Określa ono stosunek siły nacisku słupa powietrza na jednostkę powierzchni ziemi.

Ciśnienie atmosferyczne jest zależne m.in. od wysokości nad poziomem morza. Podawana wartość ciśnienia jest więc często normalizowana właśnie w oparciu o tę zmienną. Dzięki temu można porównywać ze sobą dwie wartości ciśnienia atmosferycznego. Aby możliwe było wyznaczenie wartości ciśnienia znormalizowanego, stacja pogody może wymagać od użytkownika podania wysokości nad poziomem morza, na której jest wykorzystywana.

Stacje pogody umożliwiają prezentację tzw. trendu zmian ciśnienia, a więc przebiegu zmian ciśnienia w funkcji czasu. Obserwując zmiany wartości ciśnienia atmosferycznego, możemy zaobserwować występowanie tzw. wyżu i niżu barycznego (obszaru o wysokim lub niskim ciśnieniu atmosferycznym). Występowanie niżu sprzyja zmianie temperatury i pojawieniu się zachmurzenia, a także opadów.

Prędkość i kierunek wiatru

Bardziej zaawansowane technicznie stacje pogody umożliwiają pomiar prędkości i kierunku wiatru. Wiatr wieje zwykle z obszaru o wyższym ciśnieniu w kierunku obszaru o niższym ciśnieniu atmosferycznym. Na prędkość oraz kierunek wiatru oprócz ciśnienia mają wpływ również efekt Coriolisa oraz siły tarcia o powierzchnię Ziemi.

Czujnik prędkości wiatru, tzw. anemometr, stanowi połączenie elementów mechanicznych z elektronicznymi. Jednym z jego elementów jest tzw. „chorągiewka”, która umożliwia pomiar kierunku wiatru. Prędkość wiatru może być podawana w m/s, km/h (1 m/s = 3,6 km/h), w węzłach, a nawet w skali Beauforta. Ostatni z parametrów został opracowany w 1806 r. przez irlandzkiego hydrografa Francisa Beauforta i zestandaryzowany w 1932 r. Dzięki skali Beauforta można określić przybliżoną siłę wiatru na podstawie zjawisk powodowanych przezeń na powierzchni morza i na lądzie. Prędkość wiatru w skali Beauforta może przyjmować wartości od 0 do 12, gdzie 0 oznacza zupełną ciszę na morzu, natomiast 12 huragan siejący ogromne spustoszenie. Instalując czujnik wiatru, należy zwrócić uwagę, aby wskazywał on kierunek północny. Aby zapewnić poprawne funkcjonowanie czujnika wiatru, nie należy go umieszczać blisko ściany budynku. Zaleca się odstęp minimum 3 m. Zatem umieszczenie czujnika wiatru np. na balkonie może spowodować, że jego wskazania mogą nieco odbiegać od rzeczywistości.

Wielkość opadów

Modele wyposażone w zewnętrzny czujnik deszczu pozwalają na pomiar wielkości opadów. Podobnie jak czujnik temperatury czy wilgotności przekazuje on dane uzyskane z pomiarów do stacji pogody drogą radiową. Czujnik opadów deszczu jest to zbiornik, w którym gromadzą się wody opadowe. Wartość poziomu wody w zbiorniku zamieniana jest na sygnał elektryczny, co pozwala na wymierną prezentację w postaci odpowiedniej wartości na ekranie stacji pogody. Wielkość opadów podawana jest w milimetrach wysokości słupa wody lub w liczbie litrów wody przypadającej na jeden metr kwadratowy powierzchni. Stacje umożliwiają pomiar ilości deszczu, jaki spadł np. w ciągu godziny lub doby. Aby nie następowało zafałszowanie pomiarów, warto zwrócić uwagę na to, aby czujnik ten był umieszczony poziomo. Przy montażu czujnika opadów można więc wykorzystać poziomicę.

Pomiar promieniowania UV

Niekiedy w stacjach pogody dostępna jest funkcja pomiaru promieniowania UV – niewidzialnego promieniowania elektromagnetycznego. Możemy wyróżnić trzy zakresy promieniowania, różniące się długością fali, co przekłada się na różną szkodliwość dla organizmu człowieka. Zakresy te przyjęło się oznaczać literami A, B i C. 95 proc. całkowitego promieniowania ultrafioletowego, jakie dociera do powierzchni Ziemi, stanowi typ A, który charakteryzuje się długością fali od 320 do 400 nm.

Przez czujnik stacji pogody mierzone jest tzw. promieniowanie całkowite. Jest to suma promieniowania bezpośredniego i rozproszonego w atmosferze. Do pomiaru wykorzystywany jest układ z fotodiodą lub fototranzystorem i filtrem promieni UV. Natężenie promieniowania wyraża się w tzw. indeksie UV, którego wartość może wynosić od 1 do 16. Stacje pogody zamiast wykorzystywania tego indeksu promieniowanie UV wyrażają w postaci ikonek. Może to być np. uśmiechnięta buzia, która oznacza bardzo niski poziom szkodliwego promieniowania UV, i smutna, oznaczająca wysoki poziom. Stacje pogody mogą też prezentować liczbę godzin „ze słońcem” w danym dniu.

Uwaga! Stacja pogody może po pierwszym uruchomieniu wyświetlać nieprawidłowe wartości niektórych spośród mierzonych parametrów. Taka sytuacja może być spowodowana niewielką ilością zgromadzonych danych pomiarowych.