Monitoring pogody i jakości powietrza

Ponad połowa ludzi reaguje na zmiany pogody gorszym samopoczuciem. Dobremu nastrojowi sprzyjają słoneczna pogoda, stabilne ciśnienie atmosferyczne, niezbyt duża wilgotność powietrza, umiarkowana temperatura. Aktualne warunki pogodowe możemy sprawdzić za pomocą stacji. (Fot. Camry)

Niekorzystne warunki pogodowe są powodowane przede wszystkim przez przechodzące fronty atmosferyczne. Zatem główne czynniki, które wpływają na samopoczucie, to temperatura, ciśnienie atmosferyczne, wilgotność powietrza, promieniowanie słoneczne albo jego brak przy zachmurzeniu. Niestety, ostatnie lata to znaczne pogorszenie jakości powietrza, która możemy kontrolować za pomocą stacji pomiarowych. Stacje meteo mogą kompleksowo monitorować warunki atmosferyczne, a następnie w prostej formie prezentować dane na wyświetlaczu. Analizując dane z domowych stacji pomiarowych i pogodowych, należy mieć świadomość, że jest to przybliżona prognoza pogody. Oszacowanie prognozy pogody w oparciu o ciśnienie atmosferyczne daje dokładność maksymalnie 70 – 75 proc.

Wyświetlacz stacji

Mierzące wiele parametrów stacje pogodowe są wyposażone w wyświetlacz LCD lub OLED (rzadziej jest on dotykowy) monochromatyczny lub kolorowy z możliwością wyświetlania cyfr i grafik. Im większa przekątna wyświetlacza (najczęściej od 6 do 10 cali), tym ikony i liczby są większe, a więc bardziej czytelne. Większa rozdzielczość wyświetlacza sprawia, że ikony są bardziej dopracowane graficznie i lepiej się prezentują. Dla osób, które nie chcą analizować liczb, najatrakcyjniejsza jest forma ikon funkcji o zmiennych kolorach, np. w kolorze zielonym – norma, czerwonym – przekroczenie zakresu, stan zagrożenia. Stan przekroczenia wartości może być także sygnalizowany dźwiękowo. Stacje pogodowe mogą być źródłem wzorcowego czasu i daty, synchronizowanych za pomocą radiowego sygnału DCF 77. Jeżeli stacja pogody znajdzie się w zasięgu sygnału DCF 77, czas i data automatycznie się w niej ustawią.

TECHNISAT Imeteo Q1; CAMRY CR 1174

Temperatura powietrza

Jednym z podstawowych parametrów jest temperatura mierzona w stopniach Celsjusza. W stacjach pomiarowych i pogody przewidziano możliwość wyboru między skalą Celsjusza i skalą Fahrenheita (0 °C = 32 °F, 100 °C = 212 °F). W meteorologii jest jeszcze używane pojęcie temperatury odczuwalnej (ang. wind chill). Odpowiada ono odczuciu temperatury otoczenia w konkretnych warunkach pogodowych, z uwzględnieniem temperatury powietrza, prędkości (siły) wiatru i wilgotności. Zakres temperatury mierzonej przez mierniki i stacje pogodowe wynosi przeważnie od 0 do +50 °C we wnętrzach i od -25 do +60 °C na zewnątrz.

TECHNISAT Imeteo P1

Wilgotność bezwzględna i względna

Drugim ważnym parametrem w mieszkaniu jest wilgotność powietrza. Wilgotność bezwzględna jest określona przez masę pary wodnej, wyrażoną w gramach, zawartej w metrze sześciennym powietrza. Z kolei wilgotność względna to wyrażony w procentach stosunek ilości pary wodnej znajdującej się w powietrzu do maksymalnej ilości pary wodnej w powietrzu przy tej samej temperaturze. Zawartość pary wodnej w powietrzu w dużym stopniu zależy od temperatury. Jeżeli ilość pary wodnej staje się zbyt duża, jej nadmiar wydziela się z powietrza, tworząc mgłę albo rosę.

Warto zaznaczyć, że wilgotność powietrza wywiera istotny wpływ na nasze samopoczucie w mieszkaniu. Przy wysokiej temperaturze powietrza nadmiar wilgoci powoduje wrażenie duszności. Przy temperaturze niskiej zwiększa się wrażenie zimna. Zdaniem specjalistów optymalna wilgotność w mieszkaniach powinna się zawierać w granicach 40 – 60 proc. Za dolną granicę przyjmuje się 30 proc. Zakres pomiaru wilgotności wynosi od 0 do 99 proc., a dokładność pomiaru 1 proc. W miernikach, oprócz konkretnej wartości, podawanej w procentach, jest podawane odczucie wilgotności powiązane z wartością temperatury – tzw. współczynnik komfortu, który służy do szybkiego oszacowania warunków temperatury i wilgotności w miejscu ustawienia urządzenia (Dry – za sucho, Comfort – idealnie, Wet – wilgotno). Odpowiadają one następującym zakresom parametrów temperatury i wilgotności powietrza (RH – wilgotność względna):

• Dry: -5 ÷ 50 °C, wilgotność poniżej 40 proc. RH,
• Comfort: 2 0 ÷ 25 °C, wilgotność 40 – 70 proc. RH,
• Wet: - 5 ÷ 50 °C, wilgotność ponad 70 proc. RH.

Popularność zyskują higrometry – mierniki wilgotności połączone z pomiarem temperatury, atrakcyjne wzorniczo, z dużym wyświetlaczem, które warto stosować z nawilżaczem powietrza.

Zaawansowana stacja pogody może współpracować z dodatkowymi czujnikami. (Fot. Camry)

Ciśnienie atmosferyczne i prędkość wiatru

Ze względu na pogodę szczególnie ważny jest pomiar ciśnienia, którego wartość może być podawana w różnych jednostkach (mmHg, hPa, mbar lub InHg). Wizualizowany może być przebieg zmian ciśnienia w ciągu 24 lub 36 godzin, co dobrze pokazuje tendencje zmian. Z reguły nadejście deszczu lub burzy sygnalizuje szczególnie szybko spadające ciśnienie atmosferyczne. Zmianom ciśnienia towarzyszą ikony o pogodzie, takie jak słońce czy deszcz, które szybko pokazują, jaka będzie pogoda danego dnia.

Zewnętrznego czujnika, nazywanego anemometrem, wymaga pomiar prędkości wiatru. Prędkość wiatru może być podawana w m/s lub km/h. Dla pasjonatów żeglarstwa wartość ta może być wyrażana w węzłach lub umownej 12-stopniowej skali Beauforta.

TECHNISAT Imeteo X5; NETATMO Weather Station

Fazy Księżyca i UV

Dla osób, które interesują się fazami Księżyca, wyświetlane są ikony pokazujące jego położenie względem Słońca. Znajomość faz Księżyca może być przydatna dla działkowiczów, którzy korzystając z zaleceń kalendarza upraw biodynamicznych, powinni sadzić rośliny według określonych dla nich faz Księżyca. Ważnym parametrem dla zdrowia jest wartość aktualnego natężenia promieniowania ultrafioletowego. Wartości ultrafioletowego indeksu UVI są podawane w określonych przedziałach i informują o ewentualnych skutkach długiego oddziaływania promieniowania na organizm.

TECHNISAT Imeteo 2 CE; CAMRY CR 1166

Pomiar opadów

Za pomiar opadów deszczu odpowiada zbiornik, w którym gromadzi się woda. Poziom wody jest zamieniany na sygnał elektryczny i za pomocą wbudowanego nadajnika informacja o nim przesłana zostaje do stacji pogody. Informacja o opadach może zależeć od oprogramowania stacji pogodowej. W rozbudowanych wersjach można otrzymać informacje o aktualnej ilości opadów (np. 1,0 mm/h), w ostatniej godzinie, z ostatnich 24 godzin, wczoraj, w ostatnim tygodniu lub miesiącu. Przekroczenie ustawionej ilości opadów może być sygnalizowane dźwiękiem.

ADLER AD 1176; TECHNISAT Imeteo X2

Stacje pomiarowe kontrolujące jakość powietrza

Informacje o stanie powietrza w wybranych miastach w Polsce są podawane w komunikatach radiowych, telewizyjnych czy Internecie. Standardowo w oczyszczaczach powietrza znajdziemy czujniki monitorujące stan powietrza. W domu możemy korzystać także z niewielkich mierników, nazywanych stacjami pomiarowymi. Oferowane są stacje pomiarowe pyłów zawieszonych, które mierzą najczęściej parametr PM2.5. Mniej popularny jest pomiar pyłów PM1 i PM10. Liczby przy symbolach określają wielkość cząstek pyłów, mniejszych niż 1, 2,5 i 10 μm, wykrywanych przez miernik. Dla porównania średnica włosa wynosi 70 μm. Są też mierniki wykrywające lotne związki organiczne (LZO; ang. VOC – Volatile Organic Compouds) i nieorganiczne: formaldehyd (HCHO) czy CO2.

VOC to substancje, które parują już przy niskich temperaturach, powodując gazowe zanieczyszczenie powietrza. Zaliczane są do lotnych związków organicznych. Zawartość w powietrzu jest określana przez sumaryczny parametr TVOC (Total Volatile Organic Compounds). Wnętrza pomieszczeń zawierają wiele źródeł VOC. Wytwarzają je wykładziny podłogowe, farby, lakiery, uszczelki, kleje, meble i dywany. Przebywanie wewnątrz pomieszczeń zanieczyszczonych substancjami VOC może powodować problemy zdrowotne. Drugi szkodliwy związek to aldehyd mrówkowy, potocznie nazywany formaldehydem. Jest substancją chemiczną stosowaną w wielu produktach przemysłowych, takich jak lakiery, farby, kleje, spoiny, a nawet substancje konserwujące. Ze względu na toksyczność jest zaliczony do klasy 1B jako substancja powodująca nowotwory. Wiele materiałów nasączonych formaldehydem, takich jak materiały drewniane, podłogi lub tekstylia, może wydzielać tę substancję przez długi czas, co jest szczególnie groźne w pomieszczeniach zamkniętych.

W miernikach do wykrywania obu rodzajów lotnych zanieczyszczeń są stosowane oddzielne czujniki. Wartości są podawane w dwóch jednostkach: ppm (parts per milion) lub mg/m3.

W stacjach pogody podawany jest indeks jakości powietrza – AQI (Air Quality Index). To wskaźnik liczbowy stosowany do określania stopnia zanieczyszczenia powietrza w miastach. Odnosi się on do pomiaru głównych źródeł zanieczyszczeń: cząstek pyłów PM2.5, PM10, dwutlenku azotu, ozonu, tlenku węgla (CO) oraz dwutlenku siarki (SO2). Im wyższy jest wskaźnik AQI, tym większe jest prawdopodobieństwo wystąpienia negatywnych skutków zdrowotnych. Wskaźnik AQI jest podzielony na sześć kategorii określających poziom zagrożenia dla zdrowia. Wartość AQI ponad 300 oznacza, że jakość powietrza jest zagrażająca zdrowiu, natomiast poniżej 50 oznacza bardzo dobrą. Często do stacji pomiarowych PM2.5, VOC i HCOH jest dodawany pomiar temperatury i wilgotności.

STADLER FORM Selina; MESKO MS 1177

Współpraca z aplikacją

Stacje pomiarowe i pogodowe mogą współpracować bezprzewodowo (łącze Wi-Fi lub Bluetooth) z aplikacjami na smartfon, a także z czujnikami instalowanymi na zewnątrz. Aplikacja na smartfon zazwyczaj daje więcej informacji. Może pobierać informacje z Internetu i domowego czujnika. Najnowsze rozwiązania to zastosowanie asystenta głosowego. Można w ten sposób np. włączać oczyszczacz powietrza lub ogrzewanie, kiedy spada temperatura.

Zasilanie stacji i czujników

Mierniki mogą być stawiane na półce lub być przenośne, co warunkuje sposób zasilania. Stacje pomiarowe w większości są to urządzenia niewielkie, z zasilaniem akumulatorowym, przez co można je zabrać w podróż lub na działkę. Warto sprawdzić, czy mają zasilanie USB, żeby np. ładować akumulator z powerbanku. Stacje pogody mogą być zasilane prądem z sieci 230 V.