Strumenti di misura

La rete di rilevamento automatica (SwissMetNet) è dotata di strumenti di misura precisi e una tecnologia di comunicazione all’avanguardia. Il programma di misurazione e gli strumenti sono definiti in funzione degli obiettivi di misura delle singole stazioni. Tutti gli strumenti utilizzati soddisfano gli standard dell’Organizzazione meteorologica mondiale (OMM).

Nella rete delle stazioni di rilevamento automatiche al suolo (SwissMetNet) si utilizzano diversi strumenti di misura. Il collocamento e lo sfruttamento operativo di questo tipo di rete costituiscono un compito particolarmente impegnativo a causa della topografia complessa della Svizzera e delle sue condizioni climatiche localmente rigide. Tutti gli strumenti utilizzati soddisfano i criteri prestabiliti dalla certificazione e gli standard dell’OMM in materia di precisione, ventilazione e riscaldamento.

Temperatura e umidità dell’aria

Strumento installato su un ponte di misura; gli strumenti sono protetti da una custodia in metallo.
Strumento Thygan per il rilevamento della temperatura e dell’umidità dell’aria

Per la misurazione della temperatura e dell’umidità dell’aria MeteoSvizzera utilizza lo strumento Thygan del produttore svizzero Meteolabor SA. Il termometro-igrometro ventilato permette misurazioni molto precise e si presta per essere utilizzato anche in condizioni meteorologiche estreme in altitudine. La temperatura è misurata mediante une termocoppia in rame-costantana e l’umidità dell’aria mediante uno specchio per punto di rugiada. Lo specchio integrato nell’igrometro è raffreddato finché l’umidità presente sulla sua superficie non condensa. La temperatura dello specchio in quel momento definisce la temperatura del punto di rugiada. L’umidità relativa viene calcolata.

Semisfera bianca di metallo che protegge i sensori interni.
Strumento per il rilevamento della temperatura e dell’umidità dell‘aria dell’azienda

I sensori della temperatura e dell’umidità del produttore Rotronic sono installati sotto una copertura che li protegge dalle intemperie e dalle radiazione e dotato di ventilazione attiva. La temperatura è misurata mediante un termometro a resistenza di platino (PT100). L’umidità relativa dell’aria è invece determinata da un polimero igroscopico.

Temperatura al suolo

Strumento di misura con due sensori bianchi collocato sull’erba.
Strumento per il rilevamento della temperatura al suolo del tipo PT100. Due sensori applicati orizzontalmente rilevano la temperatura.

I due sensori bianchi misurano la temperatura dell’aria appena sopra la superficie del suolo e a 5 cm dal terreno mediante termometri a resistenza di platino (PT100). I valori rilevati sono indicativi del pericolo di gelo e sono utili all’agricoltura e per la valutazione delle condizioni stradali. La temperatura al suolo è un parametro importante della meteorologia dello strato limite atmosferico.

Temperatura nel terreno

Strumento di misura prima dell’installazione; è composto di una barra con tre sensori in grado di determinare la temperatura nel terreno a tre diverse profondità.
Strumento per la misura della temperatura nel terreno del tipo PT100

Questo strumento misura la temperatura nel terreno a 5, 10 e 20 cm di profondità. Come per gli strumenti per il rilevamento della temperatura al suolo, il suo principio di funzionamento è quello del termometro a resistenza di platino (PT100).

Pressione atmosferica

Strumento di misura prima dell’installazione; il sensore si trova all’interno di una custodia metallica.
Strumento digitale per il rilevamento della pressione atmosferica del tipo PTB 330

La pressione atmosferica è misurata mediante un rilevatore digitale del produttore Vaisala. Questi apparecchi offrono un’elevata stabilità e precisione. Il modello PTB 330 è fornito con sensori BAROCAP® a tripla ridondanza, che garantiscono un’ottima qualità e affidabilità.

Direzione e velocità del vento

Lo strumento è composto di un anemometro a coppe e una banderuola; è posizionato sulla cima di un palo di misura.
Strumento per il rilevamento della direzione e della velocità del vento con anemometro a coppe e banderuola

Lo strumento L14512 del produttore Lambrecht rileva la direzione del vento in base all’orientamento della banderuola; la posizione della bandieruola è determinata da un potenziometro. La velocità del vento è misurata in base alla velocità di rotazione dell’anemometro a coppe, infatti la frequenza di rotazione dell’anemometro a coppe è proporzionale alla velocità del vento.

Lo strumento è composto di quattro sensori metallici installati sulla cima di un palo di misura.
Strumento per il rilevamento della direzione e della velocità del vento mediante ultrasuoni

Lo strumento Ultrasonic Anemometer 2D del produttore Thies rileva i dati del vento grazie ai segnali a ultrasuoni. Due coppie di sensori ad ultrasuoni sono allineati perpendicolarmente. Le differenze del tempo di transito dei segnali tra i singoli sensori determinano la velocità del vento e la direzione del vento.

Quantitativi di precipitazione

Strumento completo, la superficie di raccoglimento è di 200 cm2.
Strumento per il rilevamento dei quantitativi di precipitazione (pluviometro) sulla base di vaschette basculanti

Per il rilevamento dei quantitativi di precipitazione MeteoSvizzera utilizza i pluviometri del tipo 1518 H3 e 15188 del produttore Lambrecht. I pluviometri sono riscaldati affinché le precipitazioni in forma solida come la neve si sciolgano. Il sistema di misurazione si basa su un dispositivo basculante: non appena, in caso di precipitazioni, una vaschetta basculante è piena, essa si rovescia automaticamente e la seconda si trova sotto l’uscita dell’imbuto. Il numero di rovesciamenti per unità di tempo determina il quantitativo di precipitazione.

Il dispositivo a peso e il contenitore sono protetti da un involucro di plastica bianca.
Strumento per il rilevamento dei quantitativi di precipitazione mediante un dispositivo a peso

La misurazione delle precipitazioni del pluviometro Pluvio2 del produttore OTT si basa sul principio della misura di peso. La quantità di precipitazioni in forma liquida, solida o mista è determinata attraverso una bilancia chiusa in modo ermetico. Lo strumento consente misurazioni molto precise e la sua manutenzione è semplice. L’elettronica moderna di cui è fornito semplifica il controllo della qualità dei dati. Diversamente dai pluviometri con un dispositivo basculante, il Pluvio2 raccoglie le precipitazioni in un contenitore che deve essere vuotato regolarmente.

Durata delle precipitazioni

Nell’immagine mostra il sensore installato.
Strumento per il rilevamento della durata delle precipitazioni

Lo strumento del produttore Thies registra l’inizio e la fine delle precipitazioni per mezzo di un sensore opto-elettronico riscaldato. Una barriera luminosa a infrarossi rivela il passaggio delle precipitazioni sotto forma di pioviggine, pioggia, neve e grandine.

Radiazione visibile

Piccola cupola di vetro, attraverso la quale penetra la luce, circondata da una copertura sferica che protegge lo strumento dalle intemperie
Strumento per determinare la radiazione visibile (305-2800 nm)

Il piranometro CM 21 del produttore Kipp & Zonen rileva la radiazione emisferica ad onda corta mediante una termopila. Lo strumento ha una superficie di colore nero che si riscalda con la radiazione solare. Quest’energia termica è convertita in una tensione elettrica misurabile; il valore rilevato è proporzionale all’energia prodotta dalla radiazione solare.

Durata del soleggiamento

Cupola di vetro attraverso la quale penetra la luce solare e copertura sferica protegge lo strumento dalle intemperie
Strumento per il rilevamento della durata del soleggiamento.

Lo strumento SPN-1 del produttore Delta-T Devices misura la durata del soleggiamento e la radiazione ad onda corta. La misura è effettuata mediante sette termopile indipendenti, messe in ombra in misura diversa da una maschera (costruzione in plastica di colore nero). Da queste condizioni di luce diverse (dove almeno un sensore è sempre in ombra) si determina la durata del soleggiamento e la radiazione diretta e diffusa.

Le due alette sotto la campana di vetro ruotano durante il funzionamento.
Strumento per il rilevamento della durata del soleggiamento

Lo strumento Solar 111 B del produttore Hänni misura la durata del soleggiamento: sei piccoli fotodiodi indipendenti l’uno dall’altro rilevano la radiazione solare. Le alette presenti nell’apparecchio ruotano rapidamente e schermano per un breve intervallo, una dopo l’altra, le cellule fotovoltaiche. Sono misurati come radiazione solare tutti i momenti in cui viene rilevata una differenza minima tra la radiazione solare globale e quella diffusa (il valore in ombra). Questo strumento non è più prodotto ed è progressivamente sostituito dal dispositivo SPN1, descritto sopra, del produttore Delta-T Devices.

Radiazione infrarossa

Cupola di silicio di colore scuro circondata da una copertura sferica che protegge lo strumento dalle intemperie.
Strumento per il rilevamento della radiazione infrarossa (4,5-42 µm)

Il pirgeometro CG-4 del produttore Kipp & Zonen misura la radiazione a onda lunga. Viene rilevata principalmente la radiazione termica (infrarossa) emessa dalla superficie terrestre e riflessa dall’atmosfera. Mentre per la misurazione della radiazione a onda corta si utilizza una cupola di vetro trasparente, il pirgeometro CG-4 presenta una cupola di silicio di colore scuro che lascia filtrare soltanto la radiazione infrarossa.

Radioattività

Sensore cilindrico applicato in posizione verticale su un’asta di metallo.
Strumento per il rilevamento della radioattività

Lo strumento IGS del produttore Technidata misura la radioattività ambientale (intensità di dose gamma). MeteoSvizzera effettua la misurazione per conto della Centrale nazionale d’allarme. L’impiego di questi strumenti nella rete SwissMetNet consente di allertare rapidamente ed efficacemente la popolazione qualora si rilevino valori elevati. Lo strumento in sé non è fonte di radioattività.