Attualmente la rete agrometeorologica di Arsial si compone di 96 stazioni elettroniche, dislocate sull’intero territorio regionale. La loro distribuzione non risponde tanto ad un criterio di copertura omogenea della superficie spaziale a disposizione, quanto ad una esigenza di monitorare le variabili meteoclimatiche soprattutto in corrispondenza dei comprensori agricoli di maggior importanza.
L’attuale conformazione della rete è il risultato di un lavoro di progressiva sostituzione e ampliamento dell’esistente, conseguito nell’arco di circa un ventennio: dalle iniziali stazioni meccaniche capaci di registrare le sole variabili climatiche di base, alle sofisticate centraline elettroniche di oggi che tengono sotto controllo un insieme di informazioni di notevole complessità.
A seconda dei siti e delle esigenze di rilevazione specifiche del comprensorio varia il numero dei sensori installati presso la stazione, da un minimo di 3 a un massimo di 12. Alla dotazione standard, si aggiunge in alcuni casi la presenza di sensori TDR (riflettometria nel dominio del tempo) per rilevare il contenuto d’acqua nel suolo a profondità variabili da -10 a -80 cm.
Tutte le stazioni sono alimentate per mezzo di un modulo fotovoltaico, integrato con batteria tampone e regolatore di carica, che le rende completamente autonome dal punto di vista energetico. La batteria tampone è dimensionata in modo da garantire la completa funzionalità degli apparati nel loro complesso, compresi quelli di trasmissione dati, per un periodo di almeno 5 giorni. Un lasso di tempo ritenuto sufficiente per mettere in sicurezza le rilevazioni effettuate.
Gli ingressi e le uscite delle stazioni sono protetti da sovratensioni e transienti di corrente generati da scariche elettromagnetiche esterne.
L’istallazione delle centraline è stata effettuata in tutti i casi seguendo scrupolosamente le prescrizioni fornite da UCEA, l’Ufficio Centrale di ecologia agraria presso il ministero dell’agricoltura e foreste (MIPAAF), oggi CREA – CMA, Unità di ricerca per la climatologia e la meteorologia applicate all’agricoltura, mentre i sensori sono conformi alle normative W.M.O. (World Meteorological Organization).
Il dato una volta acquisito dalla strumentazione di campo viene inviato al centro di controllo del SIARL, collocato presso la sede di ARSIAL che attraverso procedure informatizzate di validazione sovrintende alla corretta implementazione dei data base.
Subito dopo ci si preoccupa di rendere disponibili le informazioni per una corretta applicazione in campo agronomico.
| Temperatura dell’aria | Per la sua misurazione vengono utilizzati termometri elettrici, in particolare termo-resistenze. Il loro funzionamento avviene sulla base del principio secondo il quale la resistenza di alcuni materiali varia in maniera nota con la temperatura. |
| Umidità | Ai fini della misurazione si utilizzano igrometri capacitivi. Il principio di funzionamento si basa sulle proprietà igroscopiche di alcuni polimeri che tendono a mettersi in equilibrio rispetto all’umidità dell’ambiente che li circonda, assorbendo o cedendo molecole d’acqua. Pertanto la loro costante dielettrica varia in relazione all’umidità ambientale. Una caratteristica che si presta alla realizzazione di condensatori con capacità variabile in funzione dell’umidità relativa. |
| Precipitazione | Per la misura della precipitazione sono utilizzati pluviometri a vaschette basculanti. L’acqua raccolta dall’imbuto viene convogliata a un sistema composto da due compartimenti generalmente metallici (vaschette) posto in equilibrio instabile intorno a un asse verticale. L’apparecchio registra a meno della capacità della vaschetta (di solito 0,020 kg di acqua che corrispondono, con la bocca standard italiana da 0,1 mm a 0,2 mm di pioggia). Il pluviometro ha una bocca tarata pertanto ogni 1 mm di pioggia misurata corrisponde a 1 litro/mq. |
| Direzione e velocità del vento (≈3m e/o 10m) | Lo strumento impiegato per misurare la velocità del vento è l’anemometro, il cui funzionamento può variare a seconda dei sensori che utilizza. La rete SIARL si avvale sia di anemometri sonici che di strumenti pseudo-meccanici. |
| Pressione | Il sensore di pressione atmosferica sfrutta la variazione di resistenza data da un sensore piezoresistivo al silicio. Il principio di misura è quello del “Ponte di Wheatstone” e il ponte resistivo viene realizzato direttamente su silicio tramite opportuno drogaggio che permette di ottenere un “chip” allo stato solido. Per la rete del SIARL la pressione è riportata al livello della stazione ed è il valore medio orario espresso in hPa. |
| Temperatura del terreno | Il sensore è un geotermometro a termocoppie, esso consiste in una coppia di fili a un estremo saldati insieme con un giunto sensibile, agli altri estremi mantenuti a temperatura costante nota. Quando la temperatura del giunto è diversa da quella di riferimento si genera una differenza di potenziale che viene rilevata agli estremi liberi. La misura, espressa in °C, viene effettuata a – 10 cm e/o –30 cm. |
| Radiazione solare | Per radiazione si intende la propagazione di energia sotto forma di onde elettromagnetiche emesse, ricevute o trasportate (WMO, 1983a). Oggetto della misura sono: la radiazione globale, la radiazione diretta, la radiazione diffusa, la radiazione totale, l’albedo (rapporto tra la radiazione riflessa e quella incidente). I piranometri misurano la radiazione solare globale incidente da un angolo solido di 180° su una superficie piana. Nei piranometri a termopila la superficie sensibile, protetta e isolata termicamente mediante una o due cupole di vetro opportunamente trattato, è costituita da elementi alternati ricoperti di lacca bianca e nera posti a contatto con una termopila che fornisce in uscita una tensione proporzionale alla radiazione assorbita. La radiazione integrale viene misurata in MJ/mq. |
| Bagnatura fogliare | La misura della bagnatura può essere considerata una misura della presenza di rugiada. Si misura come tempo di presenza di acqua sulla superficie di riferimento nell’arco della giornata (in minuti), pertanto può essere influenzata dalla pioggia. Il sensore è un rilevatore a circuiti stampati, ovvero mediante un circuito stampato a forma di pettini dorati affacciati posti in parallelo si simula la superficie di una foglia. Il sensore misura la conducibilità tra gli elettrodi. |
| Umidità del terreno | Il sensore misura l’umidità del terreno attraverso un gessetto poroso. Collegato ad un’apposita scheda di amplificazione restituisce il valore di umidità su un’uscita 0-1 V. |
| Evaporato | Per la misura dell’evaporato, ovvero dell’altezza di acqua che, nell’unità di tempo, ritorna all’atmosfera per evaporazione da una superficie orizzontale, si utilizza una vasca evaporimetrica circolare sopraelevata e quindi con il pelo libero dell’acqua sopra il livello del terreno (evaporimetro di classe A). La misura si ottiene dalla variazione del livello del pelo libero nella vasca, tenendo conto delle eventuali precipitazioni, nell’intervallo di tempo assegnato. Il sistema di misurazione del livello mediante punta micrometrica permette di rilevare variazioni di livello pari a 0,2 mm o più piccole. Il trasduttore è di tipo potenziomentrico, il galleggiante nel pozzetto fa muovere il cursore del potenziometro alimentato a corrente costante e la tensione fra cursore e un estremo è direttamente proporzionale allo spostamento del galleggiante. |