شبكات محطات الأرصاد الجوية تفيد المزارعين وغيرهم

يبحث المزارعون عن بيانات الطقس المحلية. لطالما كانت محطات الأرصاد الجوية، بدءًا من موازين الحرارة البسيطة ومقاييس المطر وصولاً إلى الأجهزة المعقدة المتصلة بالإنترنت، بمثابة أدوات لجمع البيانات حول البيئة الحالية.

الشبكات واسعة النطاق
يمكن للمزارعين في شمال وسط ولاية إنديانا الاستفادة من شبكة تضم أكثر من 135 محطة أرصاد جوية توفر معلومات عن الطقس ورطوبة التربة ودرجة حرارة التربة كل 15 دقيقة.
كان ديلي أول عضو في تحالف شبكة الابتكار الزراعي يقوم بتركيب محطة أرصاد جوية. ثم أضاف لاحقًا محطة أرصاد جوية ثانية على بعد حوالي 5 أميال لتوفير معلومات أدق عن حقوله المجاورة.
ويضيف ديلي: "هناك محطتان للأرصاد الجوية نراقبهما في المنطقة، ضمن دائرة نصف قطرها 20 ميلاً، وذلك لنتمكن من معرفة كميات الأمطار وأنماط هطولها".
يمكن بسهولة مشاركة بيانات محطات الأرصاد الجوية في الوقت الفعلي مع جميع المشاركين في العمل الميداني. ومن الأمثلة على ذلك مراقبة سرعة الرياح واتجاهها أثناء الرش، وتتبع رطوبة التربة ودرجة حرارتها طوال الموسم.

مجموعة متنوعة من البيانات

تقيس محطات الأرصاد الجوية المتصلة بالإنترنت ما يلي: سرعة الرياح، واتجاهها، وهطول الأمطار، والإشعاع الشمسي، ودرجة الحرارة، والرطوبة، ونقطة الندى، والظروف الجوية، ودرجة حرارة التربة.
نظراً لعدم توفر تغطية شبكة الواي فاي في معظم الأماكن الخارجية، تقوم محطات الأرصاد الجوية الحالية بتحميل البيانات عبر اتصالات الجيل الرابع (4G). مع ذلك، بدأت تقنية LORAWAN بربط هذه المحطات بالإنترنت. وتتميز تقنية LORAWAN بأنها أقل تكلفة من الاتصالات الخلوية، كما أنها تتميز بسرعة نقل بيانات منخفضة واستهلاك منخفض للطاقة.
تساعد بيانات محطات الأرصاد الجوية، التي يمكن الوصول إليها عبر الموقع الإلكتروني، ليس فقط المزارعين، ولكن أيضًا المعلمين والطلاب وأفراد المجتمع على فهم تأثيرات الطقس بشكل أفضل.
تساعد شبكات محطات الأرصاد الجوية في مراقبة رطوبة التربة على أعماق مختلفة وتعديل جداول الري التطوعية للأشجار المزروعة حديثًا في المجتمع.
تقول روز: "حيثما توجد الأشجار، يوجد المطر"، موضحةً أن عملية النتح من الأشجار تُسهم في تكوين دورة المطر. وقد زرعت منظمة "تري لافاييت" مؤخرًا أكثر من 4500 شجرة في منطقة لافاييت بولاية إنديانا. واستخدمت روز ست محطات أرصاد جوية، إلى جانب بيانات مناخية أخرى من محطات موزعة في جميع أنحاء مقاطعة تيبكانو، للمساعدة في ضمان حصول الأشجار المزروعة حديثًا على كمية كافية من الماء.

تقييم قيمة البيانات

روبين تاناماتشي، خبيرة الأحوال الجوية القاسية، أستاذة مشاركة في قسم علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب في جامعة بيردو. وهي تستخدم محطات الرصد في دورتين دراسيتين: رصد وقياس الغلاف الجوي، وعلم الأرصاد الجوية الراداري.

يقوم طلابها بتقييم جودة بيانات محطات الأرصاد الجوية بانتظام، ومقارنتها بمحطات الأرصاد الجوية العلمية الأكثر تكلفة والتي تتم معايرتها بشكل متكرر، مثل تلك الموجودة في مطار جامعة بوردو وعلى شبكة بوردو ميسونيت.

يقول تاناماتشي: "خلال فترة 15 دقيقة، كان معدل هطول الأمطار أقل بنحو عُشر مليمتر - وهو ما قد لا يبدو كثيرًا، ولكن على مدار عام، يمكن أن يتراكم هذا الفرق ليصبح كبيرًا جدًا. بعض الأيام كانت أسوأ، وبعضها الآخر كان أفضل."

قامت تاناماتشي بدمج بيانات محطات الأرصاد الجوية مع البيانات المُستقاة من رادارها الذي يمتد على مسافة 50 كيلومترًا في حرم جامعة بيردو في ويست لافاييت، وذلك للمساعدة في فهم أنماط هطول الأمطار بشكل أفضل. وتقول: "إن امتلاك شبكة كثيفة من مقاييس المطر والقدرة على التحقق من صحة التقديرات المستندة إلى الرادار أمرٌ بالغ الأهمية".

إذا أُدرجت قياسات رطوبة التربة أو درجة حرارتها، فإن اختيار موقع يُمثل بدقة خصائص مثل الصرف والارتفاع وتكوين التربة يُعدّ أمراً بالغ الأهمية. وتُوفّر محطة الأرصاد الجوية الواقعة على منطقة مستوية بعيدة عن الطرق المعبدة أدقّ القراءات.
كذلك، حدد مواقع المحطات في أماكن يقل فيها احتمال الاصطدام بالآلات الزراعية. تجنب الاقتراب من المباني الكبيرة وصفوف الأشجار للحصول على قراءات دقيقة للرياح والإشعاع الشمسي.
يمكن تركيب معظم محطات الأرصاد الجوية في غضون ساعات. وستساعد البيانات التي يتم جمعها على مدار عمرها في اتخاذ القرارات في الوقت الفعلي وعلى المدى الطويل.