Forbedrede målinger i det danske glatførevarslingssystem

Transkript

1 Forbedrede målinger i det danske glatførevarslingssystem Hvad funktion har en glatføremålestation?... 2 Hvad er forbedret i forhold til de første målestationerne?... 3 Hvad vil fremtiden bringe?... 5 Bent Juhl Pedersen, Vejteknisk Institut

2 Hvad funktion har en glatføremålestation? En glatføremålestation har til formål at registre de parametre, som tilsammen kan varsle om glat føre. Grundlæggende gælder det, at en vej bliver glat, når den væske der måtte være til stede har en temperatur, der under nul grader og et frysepunkt, der er højere end vejtemperaturen, I de første målestationer (Malling stationer) i Danmark har man derfor følgende sensorer lufttemperatur relativ fugtighed vejtemperatur vejresistans nedbørsresistans vindhast./retning Lufttemperatur og luftfugtighedssensorerne er med for at varsle om situationer, hvor der er risiko for dug eller rim udfældes på vejbanen. Nedbørsresistansen er tilføjet for at registrere nedbør (regn eller sne). Lufttemperatur, relativ fugtighed, vejtemperatur og vindhast./retning er meteorologiske parametre, hvor målemetode og principper er velbeskrevne af WMO (World Meteorologic Organisation). Vejresistans og nedbørsresistans er parametre som er udviklerne af har opfundet for kunne måle vejens tilstand og eventuel nedbør. De andre stationsfabrikater (Vaisala med ROSA og Boschung med AMS2000 og AMS3000) der pt. anvendes i Danmark har udviklet sensorer, som ved forskellige principper giver bedre oplysninger om vejens tilstand og eventuel nedbør. Boschung er udstyret med følgende målinger og følgende afledte målinger Målinger lufttemperatur relativ fugtighed vejtemperatur vejresistans nedbørsdetektor frysepunkt væsketykkelse Resultater lufttemperatur relativ fugtighed dugpunkt vejtemperatur vejfugt vejresistans alarmtilstand Side 2 af 6

3 vindhast./retning frysepunkt saltkoncentration nedbørstype nedbørintensitet vindhast./retning Vaisala har udstyret standardstationen med følgende målinger med følgende afledte værdier Målinger Resultater lufttemperatur lufttemperatur relativ fugtighed relativ fugtighed vejtemperatur (x 5) dugpunkt nedbørsdetektor vejtemperatur (x 5) væsketykkelse (x 2) vejtilstand (x 2) conductivity (x 2) vejresistans vindhast./retning alarmtilstand frysepunkt saltkoncentration væsketykkelse (x 2) nedbørstype nedbørintensitet vindhast./retning Hvad er forbedret i forhold til de første målestationer? Der er på forbedringer på flere niveauer. På Malling stationerne er der sket en udvikling/tilpasning af nye sensorer med forbedrede nøjagtigheder. Det drejer sig om følgende ændringer Temperatursensorer med forbedret nøjagtighed (+/- 0,2 o C til +/- 0,1 o C) Luftfugtighedssensorer med forbedret nøjagtighed (+/- 6 % RH til +/- 3 % RH) Vejtemperatursensor med kortere responstid og bedre overflademåling Vejresistanssensor med ændret geometri På Boschung og Vaisala stationerne er der flere forbedringer i målespektret. Blandt andet er nøjagtigheden af de meteorologiske målinger på samme niveau, som Malling stationerne er blevet bragt op på. Men det er især de nye målinger som stationerne kan foretage der er interessante. Det vil være for omfattende at nævne alle forbedringerne, så derfor nævnes her kun de mest karakteristiske. Side 3 af 6

4 For Boschung stationerne er det den aktive måling af frysepunktet ved hjælp af ARCTIS sensoren. Hovedprincippet er som vist på kurven, at sensoren varmes op til + 2 o C, og derefter fjernes energi fra sensoren. Når væsken på sensoren udkrystalliserer, afgives der energi, og temperaturen vil kortvarigt stige indtil al væsken er krystalliseret. Denne temperatur betegnes som frysepunktstemperaturen, og er som en konsekvens af måleprincippet uafhængig af væskens sammensætning. For Vaisala stationernes vedkommende er det de avancerede målinger, som vejsensoren DRS511 kan udføre. For at få et indblik i muligheder sensoren giver, er der herunder vist en skitse af sensoren. Side 4 af 6

5 Ved hjælp af black ice detektoren, væsketykkelsmålingen og Conductivitet/polarizations-målingen, kan målestationen give en eksakt beskrivelse af væskens karakteristika, og hvis temperaturen er tilstrækkelig lav også om rim/is og den tilhørende tykkelse. Hvad vil fremtiden bringe? Ovennævnte sensorer, både de nye typer og de med forbedrede egenskaber, er alle eksisterende, og har været i drift i et antal år. Der er ingen tvivl om at alle sensorerne holder det de lover, men på trods af dette rejses der af og til kritik af kvaliteten af resultaterne. Årsagen til dette er ikke sensorerne men snarere virkeligheden. En vejoverflade dækket helt eller delvis af vand eller sne, tilsat lidt salt er et uhyre kompliceret medie at måle i. Og når så bilernes hjul samtidig sørger for et meget dynamisk miljø, bliver det for alvor svært taget i betragtning, at målingerne foretages på en plet på ganske få kvadratcentimeter. For at løse problemstillingen med punktmålingerne, er der udviklet optiske sensorer, som ved infrarøde målinger og anden radarteknik kan foretage målinger på vejbanen. Til måling af vejtemperaturen findes overfladesensoren DST111, og til vejtilstanden findes DSC111 Side 5 af 6

6 DST111 DSC111 Begge sensorer er beregnet til montage på en bro eller på en mast, hvorefter der foretages målinger på et område på vejen på omkring 50 cm i diameter. Sådanne sensorer afprøves pt. på målestationen Estrup skov mellem Kolding og Esbjerg. Der er ikke foretaget en endelig konklusion, men umiddelbart ser det ud til, at målemetoderne fungerer. Temperaturmålingen viser en statistisk god korrelation til de eksisterende vejsensorer. De forskelle der er observeret er ikke fejlmålinger, men nok nærmere reelle forskelle i målingerne. Overfladetilstand målingen er mere kompliceret at validere, blandt andet fordi antallet af registrerede hændelser ikke er tilstrækkelige. Det der yderligere gør en validering kompliceret, er at der ikke findes en nedskrevet facitliste, som resultaterne kan sammenholdes med. Side 6 af 6