3. 6. Измерение атмосферных осадков и испарения

Дата: 2025-05-25; Просмотры: 4
Оценка:
0.00 из 5.00 — оценок
Скачиваний: 0

Наблюдение за осадками и измерение их количества.

Количество жидких и твердых атмосферных осадков изме­ряют высотой слоя воды (в мм), образованного осадками на горизонтальной (непроницаемой) поверхности. Интенсив­ность осадков измеряется в миллиметрах в минуту. Для измерения осадков используют осадкомер Третьякова и плювиограф П-2.

Рис. 3.26. Осадкомер Третьякова:

6

1

а - общий вид; б - осадкомерное ведро; в - измери­тельный стакан

Приемный сосуд осадкомера выполнен в виде цилинд­рического ведра, перегороженного в средней его части ко­нусообразной диафрагмой с отверстием посередине. Пло­щадь приемного отверстия составляет 200 см2. В летнее

Осадкомер Третьякова 0-1 (рис. 3.26). Предназначен для сбора жидких и твердых осадков для их последующего измерения.

время для уменьшения испарения собранной воды в диа­фрагму вставляется воронка, через которую жидкие осадки поступают в нижнюю часть ведра. Для слива собранных осадков имеется носик, который при рабочем положении осадкомера закрыт съемным колпачком. Колпачок на носи­ке и диафрагма с вставленной в нее воронкой служат для предохранения собранных осадков от испарения, что осо­бенно важно в жаркие летние дни, когда ведро сильно на­гревается. В зимнее время воронкой не пользуются.

Для уменьшения искажений показаний осадкомера вследствие как надувания в него, так и выдувания из него твердых осадков (снежинок в результате завихрений воз­душного потока при ветре) предусмотрена планочная за­щита, состоящая из 16 изогнутых металлических пластин, собранных вокруг ведра конусом.

Осадкомер устанавливается на деревянном столбе или металлической подставке так, чтобы верхний торец ведра находился на высоте 2 м над поверхностью земли. С север­ной стороны от осадкомера находится стремянка.

Измерение осадков производится два раза в сутки для получения количества осадков за дневную и ночную поло­вину суток - в 8 и 20 ч поясного зимнего времени.

В срок наблюдения наблюдатель приносит из помеще­ния станции пустое ведро, закрытое крышкой (во избежа­ние попадания в него осадков) и заменяет им ведро, стоя­щее в осадкомере. Ведро с осадками закрывает крышкой и приносит в помещение, где производит измерение осадков. Для этого осадки сливают в измерительный стакан и по по­ложению уровня воды относительно шкалы стакана отсчи­тывают число делений стакана, округляя до целых делений. Соотношение между площадью приемного отверстия ведра и площадью поперечного сечения мерного стакана таково, что одному делению шкалы стакана соответствует 0,1 мм осадков.

Если осадки твердые или смешанные, то измерения производят после того, как осадки растают. Сумму осадков за сутки вычисляют как сумму результатов измерений за два срока (при двухсрочных наблюдениях).

К измеренному количеству осадков прибавляются по­правки, учитывающие смачивание осадкомерного сосуда и

частичное их испарение: для осадков твердых в количестве более 0,5 мм поправка +0,1 мм; для жидких осадков до 0,5 мм поправка +0,1 мм, более чем 0,5 мм поправка +0,2 мм.

Плювиограф П-2 (рис. 3.27). Плювиограф предназначен для регистрации количества и интенсивности жидких осадков.

Рис. 3.27. Принципиальная схема устройства плювио­графа:

1 - приемный сосуд; 2 - кожух прибора; 3 - водосливная

труба; 4 - водосборный сосуд; 5 - поплавок; б - стержень по­плавка; 7 - держатель стержня поплавка; 8 - стрелка-перо; 9 - вращающийся барабан; 10-сифон

В качестве приемника осадков служит открытый ци­линдрический сосуд с воспри­нимающей площадью 500 см2. Собирающаяся в этом сосуде вода стекает по трубке в рас­положенный ниже водосбор­ный сосуд, в котором поме­щен поплавок с вертикальным стержнем со стрелкой и пером на верхнем конце. Поплавок поднимается по мере накоп­ления осадков в сосуде, и пе­ро вычерчивает линию на диаграммной ленте, укреп­ленной на вращающемся ба­рабане (с суточным оборо­том). При наполнении водо­сборного сосуда вода автома­тически сливается через стек­лянную трубку-сифон. В мо­мент слива перо опускается по отвесной линии на нулевую отметку графика (рис. 3.28).

Наблюдение за росой. На метеорологических станциях определяют время появления росы, количество выпавшей росы в миллиметрах слоя во­ды, моменты достижения мак­симального значения и исчез­новения. Эти характеристики получают с помощью само­писца росы - росографа.

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 3

Рис. 3.28. Образец записи плювиографа:

АБ - дождя не было; БВ - шел слабый дождь; ВГ - дождь прекратился;

ГД - шел сильный дождь; ДЕ - слив воды с водосборного сосуда


 

Росограф основан на принципе взвешивания росы, вы­павшей на приемную поверхность. Измерительным прибо­ром являются весы. Росограф размещен в стандартном кор­пусе, как термограф и другие самописцы.

Наблюдения за снежным покровом - это ежедневные наблюдения за изменениями снежного покрова и периоди­ческие ландшафтно-маршрутные снегомерные съемки для определения снегонакопления и запаса воды в снеге на элементах природного ландшафта.

Ежедневные наблюдения ведутся с момента образова­ния снежного покрова до его исчезновения. При этом опре­деляют: степень покрытия снежным покровом земли и ха­рактер его залегания визуальным осмотром окрестности станции с одного и того же возвышенного места вблизи метеорологической площадки. Степень покрытия оценива­ют по 10-балльной шкале (0,1 часть видимой поверхности соответствует 1 баллу). Характер залегания снежного по­крова: равномерный - без сугробов, неравномерный - не­большие сугробы, очень неравномерный - большие сугро­бы, а также состояние поверхности почвы: замерзшая, от­таявшая. Оценивается структура снега: снег свежий, пуши­стый, липкий, рассыпчатый и др.

Высоту снежного покрова при ежедневных наблюдени­ях измеряют по трем постоянным снегомерным рейкам (рис. 3.29), установленным в середине метеоплощадки в

вершинах треугольника со сторонами около 10 м. Одна из реек pacnoaai ается вблизи почвенно-глубинных термомет­ров. Отсчеты берут с точностью до 1 см. Высота снежного покрова вычисляется как средняя из отсчетов по трем

Рис. 3.29. Рейки снегомерные: a - стационарная; б - переносная


 

Ежедневные наблюдения производятся в срок, ближай­ший к 8 ч поясного декретного (зимнего) времени.

Основная цель маршрутных снегосъемок - определение запасов воды в снежном покрове. На маршруте измеряют высоту снежного покрова и плотность снега. Съемки про­водятся на основных формах ландшафта, характерных для окружающей местности: поле, лес, овраги, лога и др. Длина полевого маршрута 2000 или 1000 м. Маршруты распола­гаются на расстоянии не более 5 км от станции.

В лесостепной зоне с всхолмленным рельефом длина маршрута 2000 м. На таком маршруте высота снежного по­крова измеряется через каждые 20 м, а плотность снега - через 200 м. В лесных районах и в местности с ровным рельефом, на небольших полях, располагающихся среди лесов, длина маршрута 1000 м. На таком маршруте высоту снежного покрова измеряют через 20 м, а плотность снега - через 100 м.

Обычно маршрутные снегосъемки производят ежеде­кадно, а в период максимума снегозапасов и снеготаяния - 1 раз в 5 дней. Высоту снежного покрова при снегомерных съемках измеряют переносной снегомерной рейкой, плот­ность снега - весовым снегомером (рис. 3.30).

Рис. 3.30. Снегомер весовой ВС-43:

/ - рейка коромысла; 2 - передвижной груз; 3 - стрелка;

4 - подвес; 5 - крюк; 6 - дужка; 7 - утолщение с режущей кромкой; 8 - передвижное кольцо; 9 - цилиндр;

10 - крышка; 11 - лопаточка


 

Снегомер состоит из снегозаборника, весов и лопатки. Снегозаборник выполнен в виде металлического цилиндра, который с одного конца закрывается крышкой, а с другого -


Рис. 3.39. Актинометрическая стойка (наподвижная):

1 - актинометр; 2 - пиранометр (альбедометр); 3-4 - затенители;

5 - балансомер; 6 - гальванометры


 

Актинометрические наблюдения проводятся шесть раз в сутки: в 0 ч 30 мин, 6 ч 30 мин, 9 ч 30 мин, 12 ч 30 мин; 15 ч 30 мин, 18 ч 30 мин по среднему солнечному времени.

Гелиограф универсальный ГУ-1. Предназначен для ре­гистрации продолжительности солнечного сияния, т.е. ко­личества часов, когда солнечный диск не закрыт облаками, а интенсивность солнечной радиации составляет не менее 0,21 кВт/м2.

Принцип действия гелиографа основан на прожигании бумажной ленты солнечными лучами, сфокусированными стеклянным шаром, выполняющим роль собирательной линзы. Лента, по которой в течение дня перемещается изо­бражение Солнца, имеет деления в часах. По длине прож­женных участков на ленте определяют время, в течение ко­торого Солнце не было закрыто облаками и интенсивность солнечной радиации была не менее 0,21 кВт/м2.

а

Рис. 3.40. Гелиограф универсальный ГУ-1:


 

б

а - внешний вид (1 - основание; 2 - указатель широты; 3 - сектор широт; 4 - винт; 5 - чашка с пазами для лент; 6 - дуга; 7 - игла фиксирования ленты; 8 - лента; 9 - шар; 10 - ось; 11 фиксирующий штифт; 12 - диск установоч­ный; 13 - указатель; 14 стойка); б - ленты с прожогами (1 - зимняя; 2 - равноденственная; 3 - летняя)

Стеклянный шар (рис. 3.40, a) закреплен в дугообразном держателе. Наклоняя подвижную часть прибора, по шкале углового сектора устанавливают широту места метеостан­ции и закрепляют стопорным винтом. При этом ось стек­лянного шара принимает положение, параллельное оси вращения Земли (оси мира).

Сферическая чаша имеет три паза, в которые вставляют­ся бумажные ленты. В средний паз вставляется прямая (равноденственная) лента (рис. 3.40, б), в верхний паз - зимняя и в нижний паз - летняя ленты. Обе последние лен­ты криволинейные. Положение ленты в пазе фиксируется штифтом с иглой.

Одна лента рассчитана на 10 часов. В зависимости от продолжительности дня используются 1, 2 или 3 ленты. При смене ленты делается поворот подвижной части гелио­графа относительно оси стеклянного шара на определенные фиксированные углы, обозначенные на установочном диске индексами А, Б, В, Г. Эти положения фиксируются штиф­том. На метеоплощадке гелиограф устанавливается на столбе на высоте 2 м от поверхности земли строго горизон­тально и ориентируется по географическому меридиану.

3.10. ДИСТАНЦИОННЫЕ

И АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

3.10.1. ДИСТАНЦИОННЫЕ И АВТОМАТИЧЕСКИЕ

МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ

Дистанционные метеорологические станции (ДМС) представляют собой комплекс метеорологических прибо­ров, показания которых дистанционно по кабелю переда­ются на приборный пульт, находящийся в помещении ме­теостанции. Применение ДМС позволяет ускорить и упро­стить процесс измерения метеорологических величин, ос­вобождая наблюдателя от выхода из помещения к местам установки приборов и выполнения операций непосредст­венно в точках измерений. Все измерения выполняются в течение 1-2 мин. Примерами таких станций могут быть: дистанционная метеорологическая станция М-49 и судовая дистанционная гидрометеорологическая станция ГМ-6 (рис. 3.41), предназначенные для измерения температуры и влажности воздуха, скорости и направления ветра, послед­няя измеряет еще и температуру воды.

Рис. 3.41. Судовая дистанционная гидрометеорологическая станция ГМ-6:


 

а - блок метеорологических датчиков; б - измерительный пульт

Автоматические метеорологические станции (АМС) представляют собой телеметрические устройства, предна­значенные для автономного (без участия человека) измере­ния и передачи метеорологических величин. Они являются первичным звеном в автоматизированной системе получе­ния, сбора, хранения метеорологической информации и пе­редачи ее потребителю.

Все АМС построены на принципе преобразования изме­ряемых величин в электрические импульсы, которые в за­кодированном виде передаются по каналам связи (радио или проводная линия связи).