科学家在赞比亚建造3D打印的低成本气象站

日前，科学家们已经在赞比亚安装了第一批5座低成本的气象站，以向当地的农民和其它居民提供急需的温度、降雨、风等气象信息。这些气象信息和在此之上的预测可以帮助当地农民决定何时种植农作物、何时施肥，同时也可以预警洪水和其它可能的灾害。

据了解，这些气象站的大部分零部件都是3D打印而成的，这样如果它们在野外损坏之后很容易更换。制作这些气象站的是来自美国国家大气研究中心NCAR）及其管理实体大气研究大学联盟UCAR）的气象专家们。

新安装在赞比亚Chikankata生物医学科学学院附近的一个气象站。左边是特制的雨量计带漏斗）；在气象站竖直杆中间向上的圆缸是辐射屏蔽，里面是温度、湿度和压力传感器；另外一个水平放置的柱体里面则安装着一个单板计算机。其顶部是风向标 左）、太阳能光传感器中）和三杯风速计右）。该气象站由一块太阳能电池板和一个备用电池供电。

据天工社了解，科学家们下一步将探索在其他有需要的发展中国家安装这种低成本的气象站。该项目得到了美国国际开发局AID）外国灾难援助办公室和美国国家天气服务机构的资助。

“在这里3D打印技术将帮助拯救生命。”AID的水文气象学家Sezin Tokar说：“它们不仅能够为这些国家提供更加准确地监视与天气有关的灾害的能力，它们产生的数据也可以帮助减少灾害带来的经济影响。”

与许多发展中国家一样，赞比亚并没有详细预测天气的能力，其中的部分原因就在于气象站数量稀少。目前在非洲气象站的密度仅为世界气象组织推荐标准的1/8不到。对于发展中国家来说，构建一个气象预报网络十分昂贵：一座商业气象站的建筑成本通常为10,000至20,000美元，更不要说日常维护和更换损坏零部件的费用了。

为了解决这一问题，UCAR和NCAR的科学家们经过多年开发终于拿出了一种既便宜又容易修复，可以适应东道国需要的气象站。这种气象站主要使用了定制化的塑料部件，可以用3D打印机制造。而且使用了市场上现成的传感器，以及为学生开发的信用卡大小的基本计算机。

其最终的总成本是：每座气象站300美元。最重要的是，东道国可以轻松3D打印出需要更换的部件。“我们的目的是使这一切尽可能的方便。它是完全作为一个开放源代码项目来设计的。”该项目的共同负责人之一Martin Steinson说。

通过与赞比亚的气象部门和其他机构合作，该项目团队在今年早些时候安装了第一批3D打印的气象站——其中三座安装在广播电台旁边以便于向当地播报信息，一座挨着农村医院，还有一座则与该国气象部门总部为邻。

据天工社了解，该国气象部门将在今年晚些时候接管这一项目，其目标是在赞比亚各地建成一个由100座气象站组成的网络。他们还将拥有3D打印机、材料，并接受相关培训，以维持或升级该网络。

目前，当地的气象专家可以使用该气象站的测量数据，与此同时，这些数据还会通过无线网络中实时传送给NCAR。在所有气象站都安装完毕之后，科学家们将使用NCAR的气象研究和预测WRF）计算机模型为赞比亚开发一个1到3天的区域天气预测系统。该预测系统，除了可以帮助农民和其他居民之外，还可以提供水灾或其他与天气有关的灾害的预警。

该系统最终将被转交给赞比亚气象部门以进行天气预测。