Schermo solare
Un sensore di temperatura esposto direttamente ai raggi solari non leggerà mai la vera temperatura dell'aria ma leggerà la temperatura di se stesso "riscaldato" dalla radiazione solare. Stesso dicasi per la notte quando il sensore leggerà la sua temperatura e non quella dell'aria circostante. E' per questo che la misura della temperatura dell'aria va effettuata con un termometro inserito all'interno di un particolare schermo che eviti che i raggi solari, incidenti o diretti, colpiscano il sensore. Lo schermo inoltre, eviterà che il sensore venga esposto direttamente alle intemperie.
Lo schermo solare è in pratica l'evoluzione tecnologica della "capannina meteorologica" classica in legno, impiegata gli scorsi decenni dagli enti meteorologici e man mano sostituita con strumentazione automatica moderna basata appunto su schermi solari più compatti.
Indice
Tipologie
A livello teorico e tecnico, come anche indicato dalle norme internazionali OMM, uno schermo ventilato è il migliore perché si minimizzano gli errori dovuti a ristagni d'aria ottenendo così la miglior approssimazione possibile della temperatura dell'aria al di fuori del sensore (il nostro obbiettivo!). Naturalmente va valutato caso per caso il miglior rapporto costi/benefici/semplicità.
Di seguito elenchiamo le tipologie di schermi solare prendendo come esempio quelli impiegati sulle stazioni Davis Vantage Pro 2.
Schermo passivo
Lo schermo passivo deriva il proprio nome dal fatto che si comporta da "passivo", come una vecchia capannina meteorologica, ossia contribuisce a schermare le radiazioni incidenti durante il giorno e a proteggere in parte il sensore dall'eccessiva "perdita di calore" per irraggiamento durante la notte.
Questo schermo dovrebbe essere utilizzato in luoghi dove esiste quasi sempre anche una seppur debole brezzolina, sufficiente a non far riscaldare troppo l'aria all'interno dello schermo durante il giorno e non farla "sottofreddare/ristagnare" troppo durante le notti serene e con calma di vento.
Se queste condizioni non sussistono (postazioni in zone urbane o comunque scarsamente ventilate), la misurazione della temperatura e con essa dell'umidità, sarà afflitta da sovrastime superiori al grado o parecchi gradi nei casi problematici durante il giorno in piena estate e una sottostima fino a -0.5/-0.7°C durante la notte, con cielo sereno e calma di vento.
Di serie sulle Davis Vantage Pro 2 base gli schermi passivi possono essere a 5 o 8 piatti. Lo schermo certificato per MeteoNetwork polivalente Davis DW 7714 è anch'esso passivo.
Se si ha la disponibilità economica, una strumentazione di qualità e/o soprattutto un contesto di scarsa aerazione naturale, per ottenere dati il più possibile affidabili è consigliato andare oltre questa tipologia di schermo.
Schermo passivo ventilato di giorno (kit day time)
Lo schermo passivo con kit day time si ottiene applicando dei componenti aggiuntivi al passivo.
Il kit di Davis permette di ottenere uno schermo 9 piatti con ventola partendo da un 5 piatti passivo.
Nasce per sopperire in buona parte alle carenze del passivo, essendo lo schermo corredato di una piccola ventolina (alimentata da un pannello fotovoltaico durante il giorno), la cui rotazione produce un debole flusso d'aria che evita un eccessivo ristagno di aria "surriscaldata" all'interno dello schermo. La ventola funziona unicamente con soleggiamento.
Con questo tipo di schermo, sono quasi annullate le sovrastime giornaliere estive (errore quantificabile fino a +1°C), ma rimane il problema durante la notte o con forte copertura nuvolosa quando la ventolina si ferma per mancanza di alimentazione. Tuttavia il principale problema dei passivi essendo di giorno viene quasi risolto, quello notturno è minoritario.
È una proposta intermedia relativamente semplice da applicare su una Davis Vantage Pro 2.
Schermo ventilato 24h/24h
Lo schermo ventilato 24h/24h è a livello teorico sicuramente il migliore dei tre e naturalmente anche il più costoso!
In genere in questo tipo di schermo il sensore T/H è disposto all'interno di un tubo coibentato, alla cui sommità è posta una ventolina: il flusso d'aria prodotto "lava" continuamente il sensore.
Mediante questa soluzione si evitano in genere sovrastime durante il giorno in estate e le sottostime durante la notte, in presenza di cielo sereno e calma di vento.
L'errore (seppur sempre presente) di solito è contenuto entro +1°C durante il giorno, praticamente nullo di notte.
Esiste tuttavia un "rovescio della medaglia" anche in questi schermi: la ventolina utilizza l'energia prodotta da un sistema fotovoltaico che produce energia elettrica durante il giorno e va ad "immagazzinare" quella in "surplus" in una batteria tampone; la ventolina, durante la notte o quando il pannello non produce, attinge energia dalla batteria per poter continuare a funzionare. Ma se...... tutto appare poter funzionare correttamente durante l'estate, dei grossi problemi possono insorgere in autunno/inverno, quando le minori ore di illuminazione, la presenza di nebbie e il cielo coperto, non permettono la ricarica della batteria tampone: la ventolina smetterà quindi di funzionare per un tempo più o meno prolungato.
Il problema è proprio qua: essendo lo schermo ventilato concepito proprio come ventilato artificialmente, non riesce a sfruttare la ventilazione naturale e quindi (nei momenti in cui la ventolina è ferma) assisteremo a delle sovrastime delle temperature durante il giorno, anche in presenza di una debole ventilazione naturale. Certamente non arriveremo mai ad errori "clamorosi" come per il passivo, ma errori quantificabili in +1/+1.5°C non sono certamente da escludere durante il verificarsi delle condizioni sopra citate.
Quindi anche questa soluzione che è la migliore presenta criticità dovute alla maggior complessità del sistema, da considerare in fase decisionale.
Manutenzione
È necessario quindi, fare sempre manutenzione al gruppo sensori ed in particolare allo schermo solare:
- deve essere sempre pulito e di un colore bianco splendente
- non vi devono essere ragnatele che possano ostruire il passaggio dell'aria
- verificare il corretto funzionamento della ventola in caso di schermo a ventilazione forzata
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