2023年,本校於新校址天台重新設立自動氣象站(Davis Instruments 6162C),並參與由香港天文台、香港大學地理系和香港聯校氣象網建立的「社區天氣資訊網絡」(Co-WIN),為上述機構提供本校的實時天氣數據,也為學生提供了多元的學習機會。學生可以透過了解自動氣象站的原理,參與搜集、分析和解讀氣象數據,從中學習有關氣候、天氣模式和預測的知識,例如了解都市熱島效應的成因以及影響。
另外,成為「社區天氣資訊網絡」的會員可以參與天文台、香港大學及中文大學舉辦的活動,包括訓練課程、參觀天文台氣象站、雷達站等,為本校學生提供更多關於STEAM的課外學習經歷。
培訓策略
除設立自動氣象站外,隨着近年物聯網IoT發展,本校於「創科專才訓練計劃」亦將增設微型氣象站工作坊,配合3D打印/CAD,教導學生自行製作(DIY)自動氣象站及編寫相關程式,讓學生可以實時監測家中以至本港的氣象情況。
Co-WIN自動氣象站介紹
結構圖
- 風向計
- 風杯型風速計
- 防雀網
- 太陽輻射感測器
- 紫外線感測器
- 翻斗式雨量計
- 電阻溫度計和濕度計
(於防太陽輻射罩內)
氣象站的功能
溫度和濕度計
Co-WIN自動氣象站採用電阻式溫度計和濕度計,並置於防太陽輻射罩內,保持空氣流通同時,亦避免溫度計和濕度計被陽光直射或受雨水影響。根據世界氣象組織的指引,標準自動氣象站的百葉箱需設置在離地面1.25至2米的高度。本校亦跟隨相關指引,將防太陽輻射罩安裝於學校天台離地面1.25米的高度。
(a) 本校自動氣象站及(b)天文台裝設的標準自動氣象站內的溫度和濕度計
雨量
Co-WIN自動氣象站跟標準自動氣象站同樣採用翻斗式雨量計來測量降雨量。雨水進入翻斗式雨量計後,會逐漸填滿裏面兩個翻斗的其中一個,當達到一定的水位時,翻斗就會因重量翻向一面,排走裡面的雨水,而另外一個翻斗則移動到接雨水的位置,過程再次重複。雨量計就是通過翻斗換邊的次數來計算雨量。
(a) 本校自動氣象站及(b)天文台裝設的標準自動氣象站內的翻斗式雨量計
風速/風向
Co-WIN自動氣象站和標準自動氣象站均採用風杯型風速計配合風向儀來測量風速和風向。本校的Co-WIN自動氣象站由於建築物條例以及場地限制,測風計只能安裝在學校天台上的桅杆上,附近亦有較高的建築物遮擋。這些限制可以讓學生明白都市熱島效應的成因以及影響。
(a) 本校自動氣象站及(b)天文台裝設的標準自動氣象站內的測風計
氣壓
Co-WIN自動氣象站採用的氣壓計為壓阻式設計,置於自動氣象站的電子控制器內,而標準自動氣象站一般採用獨立的儀器如電容式電子氣壓計來測量氣壓。
(a) Co-WIN自動氣象站及(b)天文台裝設的標準自動氣象站內的氣壓計
太陽總輻射及紫外線指數
Co-WIN自動氣象站的太陽輻射感測器和紫外線感測器位於翻斗式雨量計旁邊,每個感測器均附有一個水平儀,能確認感測器處於水平位置接收全天域陽光,以測量太陽總輻射及紫外線強度。天文台使用更精密的總日射表和紫外線儀,只裝設在有足夠空曠觀測環境的自動氣象站內。
(a) Co-WIN自動氣象站的太陽輻射及紫外線指數感測器;(b) 京士柏氣象站的總日射表和紫外線儀
自動氣象站選址
氣象站要遠離空調、混凝土地面、反光物體和高牆等,特別是較易受太陽照射的向西高牆,並且需處於空氣流通的位置,以免影響氣溫數據。氣象站的雨量計亦應避免置於當風位置,以免強風之下雨水被吹散,不能有效收集降雨。至於風向儀和風速計,則要置於足夠高度,儘量避免被周圍的建築物阻擋。
為了滿足上述氣象站的選址要求,天文台儘量選擇在開揚、附近沒有建築物阻擋的地方建立自動氣象站。本校的自動氣象站安裝於7樓天台的天文公園上方,鄰近教員室。該處能有效避開教員室的空調系統。下方亦有草地,盡量減少混凝土地面或牆壁吸熱對數據的影響。
氣象站已於2023年12月投入服務。
本校自動氣象站的安裝位置
部份內容節錄自:簡約但不簡單 – 「社區天氣資訊網絡」自動氣象站. 香港天文台(HKO)網誌. (2021, August 10). https://www.hko.gov.hk/tc/天文台網誌/106239/簡約但不簡單-—-「社區天氣資訊網絡」自動氣象站