現在の天気センサー

国立気象局自動地上観測システム（ASOS）の現在気象センサー

現在気象センサー（PWS ）は、自動気象観測所の構成要素であり、水滴の存在を検知し、その種類（雨、雪、霧雨など）と強度を判定します。バイスタティックレーダーと同様の原理で動作し、送信機とセンサー間の水滴（フレーク）の通過を記録します。自動気象観測所のこれらの機器は、人間の観測者による観測をシミュレートするために使用され、降水の種類と強度の変化を迅速に報告することができますが、解釈には限界があります。

原理

種類

降水量を検出するために使用されるデバイスには、少なくとも 2 つの種類があります。

• 発光ダイオード気象識別器（LEDWI）センサーは、センサーの赤外線ビーム（直径約50ミリメートル）を通過する降水のシンチレーションパターンを測定し、粒子サイズと落下速度のパターン分析から降水が雨か雪かを判断します。^[1]

• POSS （降水観測センサーシステム）は小型のバイスタティック・ドップラーレーダーです。送信機は、探査対象空間に向けられた受信機から一定の角度で上向きに発射され、探査対象空間内の水滴やその他の反射粒子によって散乱された信号を拾います。^{[2]この装置は、}ドップラー効果によって目標物の落下速度を、反射率によってその強度を測定することができます。その後、分析装置が1分間の過去15回の観測データの加重平均を求め、重要な情報を抽出します。

データ処理

落下速度と粒子の大きさから、分割表を用いて降水の種類（例えば、雨は雪よりもはるかに速く降る）を判定することが可能です。検出器は、サンプルの中で最も人口の多い降水の種類を報告します。^[2]しかし、場合によっては、2種類の降水の特性が類似している場合（霧雨と雪の降る速度が非常に近い場合）、または降水が混在している場合もあります（例えば、雨と雪解け水）。

曖昧な状況下での検出精​​度向上のため、これらの機器は露点温度（または露点温度が不明な場合は環境温度）と着氷検出器の出力を使用します。つまり、検出器が周囲の露点が1℃（34°F）を超える場合に雪/霧雨の落下速度を検知すると霧雨と分類し、-1℃（30°F）未満の場合は雪と分類します。^[2]着氷検出器は、気温が氷点下の場合に雨や霧雨が凍結しているかどうかを判断するためにも使用されます。

これらの追加データでも判別できない場合（例えば、前述の例の露点が-1℃から1℃の間である場合）、降水の種類は「不明」と報告されます。したがって、現時点では、これらの機器は雹、氷粒、その他の様々な中間形態の降水を報告することはできません。^{[1] [2]}

瞬間降水量は、シンチレーション（LEDセンサー）の強度または反射率（POSS）によって計算され、「非常に弱い」、「弱い」、「中程度」、「強い」と報告されます。^{[1] [2]}

報告頻度

自動気象観測所は、その利用状況に応じて定期的に報告を行い、そのほとんどは1時間ごとに報告します。ただし、1つ以上のセンサーが気象状況の著しい変化を検知した場合は、特別警報が発令されます。このような特別警報は、少なくとも低強度の降雨が始まったり止んだりした場合、または降雨の種類が変化した場合などに発令されます。

現況気象センサーは1分ごとにサンプルを採取し、自動気象観測システムによって15分間保存されます。開始15分以内に少なくとも3回の降水が検知された場合、または少なくとも12分間降水がない場合、あるいは降水強度の変化が顕著な変化に相当する場合、特別番組が放送されます。

制限事項

センサーは優勢な降水のみを検知するため、混合降水の詳細を予測することは一般的に不可能です。このレポートはセンサー位置のみで有効であるため、遠く離れた場所で発生し、重要な降水は見逃される可能性があります。また、単独ではにわか雨と継続的な雨/雪を区別することはできません。

降水量の誤観測は一般的に以下の理由によります: ^{[1] [2]}

• 無線周波数または光線による干渉;
• ビームを通過する鳥や昆虫。
• 風によって巻き上げられたほこり、雪、砂。
• 熱泡。
• 分割表でタイプを正しく判断できない曖昧な状況。

機能強化

雷探知機とセンサーの測定結果を用いることで、雷雨と継続的な降雨を区別することができます。地上設置型および移動型の探知機は、雷の方向と強度を取得します。

散乱計と透過率計は、光源から受信機までの可視信号の空気中における減衰を観測することで、水平視程を算出します。PWSで降水量が報告されていない場合は、霧または靄によるものと判断されます。

• 
  雷センサー。
• 
  空港の散乱計（または拡散計）。
• 
  滑走路視程(RVR) 情報を提供する透過率計。

参考文献

1. Wade, Charles G. (2003年6月). 「ASOSにおける霧雨検知のためのマルチセンサーアプローチ」 . Journal of Atmospheric and Oceanic Technology . 20 (6). American Meteorological Society : 820. Bibcode :2003JAtOT..20..820W. doi : 10.1175/1520-0426(2003)020<0820:AMATDD>2.0.CO;2 . 2020年3月23日閲覧。
2. 「降水量 - 発生頻度 [sic];」.自動気象観測システム - AWOS .カナダ気象局. 2006年5月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年3月23日閲覧。