Czujnik śniegu

Dachy zapadające się pod ciężarem śniegu, spadające na ulice miast mini-lawiny czy gwałtowne powodzie - to tylko niektóre z problemów, które pomogłoby rozwiązać opracowanie lepszych sposobów na śledzenie pokrywy śnieżnej. W Polsce wciąż żywa jest pamięć największej we współczesnych dziejach kraju katastrofy budowlanej - zawalenia się dachu hali Międzynarodowych Targów Katowickich (MTK) 28 stycznia 2006 podczas ogólnopolskiej wystawy gołębi pocztowych. Zginęło wówczas 65 osób, a ponad 170 zostało rannych. Obok błędów konstrukcyjnych i budowlanych za przyczynę tragedii uznano zalegający na dachu śnieg. Dlatego zimą 2006 r. nie szczędząc kosztów i nierzadko z narażeniem życia masowo odśnieżano w Polsce dachy, nawet te, których żelbetowa konstrukcja na pewno wytrzymałaby i najobfitsze opady.

W Kanadzie opady śniegu są znacznie obfitsze niż w Europie. Doktorant Mohamed Karim El Oufir, asystent naukowy Anas El Alem i profesor Karem Chokmani z Institut national de la recherche scientifique (INRS) w Quebecu pracują nad wykorzystującym promieniowanie podczerwone czujnikiem, który może codziennie śledzić grubość warstwy śniegu.

„Tradycyjna metoda polega na pobraniu próbek śniegu, ale staje się to pracochłonne i kosztowne, gdy trzeba obserwować duży obszar. Z oczywistych względów logistycznych pomiary wykonuje się tylko raz na dwa tygodnie“ – powiedział prof. Chokmani. Dzięki częstszemu i dokładniejszemu śledzeniu byłoby wiadomo, kiedy nadszedł czas, aby usunąć śnieg z dachu oraz określić, czy stopiony śnieg osiągnął szczytową objętość i stanowi zagrożenie powodziowe.

Nowy typ czujnika umożliwi pomiar na większym obszarze przy jednoczesnym obniżeniu kosztów przejazdów i pracy. Sonda musi być zainstalowana tylko raz i podłączona do satelity przez telefon komórkowy w celu łatwego zbierania danych. Dane są przetwarzane za pomocą algorytmu opracowanego w oparciu o obliczenia w chmurze, a wyniki - przesyłane do użytkowników w czasie rzeczywistym. Planowane jest również wykorzystanie energii słonecznej do zasilania urządzenia.

Zespół badawczy planuje zbudować niedrogi prototypowy czujnik w ciągu najbliższych kilku miesięcy.

Na rynku dostępne są już inne czujniki, ale większość z nich jest ciężka i droga. Zwykle mierzą tylko ogólną gęstość śniegu, a nie gęstość według warstw. „Śnieg osadza się warstwami o różnej gęstości, a warstwy te zmieniają się w czasie. Bardzo ważne jest posiadanie danych dla wszystkich warstw śniegu, szczególnie w przypadku lawin” – wyjaśnia profesor Chokamani, specjalista od teledetekcji.

Ponieważ spektralne zachowanie śniegu jest powiązane z jego gęstością, zespół INRS opracował technologię czujników, która wykorzystuje współczynnik odbicia promieniowania podczerwonego. Jednak według profesora Chokamani ten sam wskaźnik można powiązać z różnymi gęstościami, w zależności od wieku śniegu.

W poprzednich badaniach zespół pokazał, jak kategoryzować śnieg według wieku. „Świeży śnieg ma małe ziarna, które rozpraszają promieniowanie podczerwone. W miarę starzenia się śnieg tworzy większe skupiska i zmienia się jego zachowanie spektralne. Dzieląc śnieg na kategorie, możemy dokładnie określić jego gęstość, ponieważ powiązanie staje się jednoznaczne – wyjaśnia prof. Chokmani. (PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ agt/