При наблюдениях за атмосферными процессами, происходящими на МС и в пределах видимой окрестности, определяют следующие характеристики:
- вид атмосферного явления, определяющийся визуально по внешним признакамявления в соответствии с перечнем и описанием явлений, составленных на основанииклассификации, принятой ВМО;
- время начала и окончания, которое отмечается по СГВ; продолжительность АЯ,определяемое как разница между временем начала и окончания явления в течениеметеорологических суток;
- интенсивность АЯ определяется визуально по внешним признакам явления с учетом общего состояния погоды;
- состояние погоды определяется по непрерывным наблюдениям за АЯ с учетом изменений в состоянии неба.
Классификация и описание АЯ за которыми производятся наблюдения на МС производятся по следующим группам:
- гидрометеоры, которые представляют собой скопление жидких или твердых частиц воды, падающих в атмосфере, взвешенных в ней, отлагающихся на предметах, на поверхности Земли или в атмосфере или
поднятые ветром с поверхности Земли;
- литометеоры – это скопление твердых частиц песка или пыли, которые
поднимаются с поверхности Земли ветром, переносятся на некоторое расстояние либо остаются в воздухе во взвешенном состоянии;
- электрические явления – это видимые или слышимые проявления действия атмосферного электричества;
- оптические явления в атмосфере, возникающие в результате отражения, преломления или дифракции солнечного или лунного света;
- неклассифицированные явления в атмосфере, которые затруднительно отнести к одному из перечисленных видов.
Каждая группа разделяется на несколько видов и разновидностей.
Состояние погоды в срок и между сроками наблюдений
Характеристика состояния погоды дается наблюдателем на основания непрерывных наблюдений за АЯ, с учетом состояния неба и развития облачности.
Для характеристики погоды в срок наблюдений учитываются АЯ и облачность, которые имели место в течение 10 минут и последнего часа перед сроком наблюдения. Эта погода имеет 100 различных характеристик, которые разделены на группы в зависимости от наличия тех или иных явлений на станции или в поле зрения наблюдателя и определяются по действующему коду КН-01.
При характеристики прошедшей погоды учитываются АЯ и облачность в
течение шести и трех часов для основных и промежуточных сроков соответственно. Прошедшая погода кодируется двумя характеристиками.
Наблюдения за гололедно-изморозевыми отложениями
На МС производятся визуальные и инструментальные наблюдения за гололедно-изморозевыми отложениями. При этом определяются следующие характеристики:
- вид гололедно-изморозевого отложения на проводе;
- продолжительность обледенения (время начала и окончания явления);
- размеры отложения на проводе;
- масса отложения на одном метре длины провода;
- ход развития процесса гололедно-изморозевого отложения.
Обледенение проводов гололедного станка от момента появления отложения хотя бы на одном из проводов до его полного исчезновения называется случаем обледенения. Продолжительность одного случая обледенения можетдоходить до нескольких суток. За время окончания случая принимается время того осмотра проводов станка, когда
обнаружено, что ни на одном из них отложения не оказалось.
Наблюдения за гололедно-изморозевыми отложениями производятся по СГВ, запсиь делается в специальных книжках КМ-4.
Гололедный станок, его устройство и установка
Гололедный станок устанавливается на метеоплощадке постоянно, в северной ее части на расстоянии не менее 4 м от места установки других приборов.
Гололедный станок состоит из трех деревянных или металлических стоек с укрепленными на них двумя парами проводов, которые служат приемниками отложения льда. Стойки устанавливаются вертикально на расстоянии 90 см друг от друга так, чтобы в плане образовался прямой угол, одна сторона которого направлена с севера на юг, а другая - с запада на восток.
Проводами служат четыре отрезка проволоки диаметром 5 мм, которые с помошью прикрепляются к стойкам. Нижние провода (широтный и меридиональный) подвешиваются на длинных скобах, а верхние – на коротких так, чтобы они находились от поверхности Земли на высоте 190 и 220 см соответственно.
Нижние провода при наблюдениях не снимаются, называются постоянными и на них измеряются размеры отложений. Верхние провода снимаются для определения массы отложений и называются съемными.
Для того чтобы во время наблюдений отличить иней от изморози, рядом с гололедным станком устанавливается ледоскоп, который можно смонтировать на стойках гололедного станка. Ледоскоп является
вспомогательнойустановкой для визуальных наблюдений.
Кроме стоек и проводов в комплект гололедного станка входят:
- лесенка, которую устанавливают таким образом, чтобы она не касалась стоек;
- ванна для оттаивания гололедного отложения;
- пила, предназначенная для пропиливания прорезей в плотных видах отложений при накладывании ванны;
- щипцы и скребок, служащие для очистки проводов от отложений льда;
- штангенциркуль и шаблоны Понаморева для измерения размеров отложений;
- измерительный стакан.
Контрольные вопросы
1. Какие группы атмосферных явлений бывают?
2. Как определяются вид, интенсивность атмосферного явления?
3. Что такое случай гололедно-изморозевого отложения?
4. Принцип действия гололедного станка.
5. Для чего нужен ледоскоп?
Глоссарий
| На русском языке | На казахском языке | На английском языке |
| Гололедный станок | Гололедный станок | Ice machine tool |
| Для наблюдений за гололедно-изморозевыми отложениями | ||
| Ледоскоп | Ледоскоп | Ice-cope |
| Прибор для определения разницы между инеем и изморозью |
Темы СРС
Описание атмосферных явлений, [Л1], стр.271-288, [Л3], стр.179-185, 235-241, 318-321, 333-334, 394-395.
Условия производства наблюдений за гололедно-изморозевыми отложениями, определение массы отложений [Л1], стр.317-322, 329-336.
Темы СРСП
Запись в книжке КМ-4 результатов наблюдения за гололедно-изморозевыми отложениями.[Л1], стр.452-453.
Кодирование погоды в срок и между сроками наблюдений [Л2], стр.8, 42-53,
Основная и дополнительная литература
1. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам, часть 1, Алматы 2002 г.
2. КОД для опреративной передачи данных приземных гидрометеорологических наблюдений, Ленинград, Гидрометиздат 1989г.
3. И.И.Гуральник, Г.П.Дубинский, В.В.Ларин, С.В.Мамиконова, Метеорология, Ленинград, Гидрометиздат, 1982 г.
Лекции № 17 Измерение атмосферного давления
Атмосфера, окружающая земной шар, оказывает давление на поверхность Земли и на все предметы, находящиеся над землей. В покоящейся атмосфере давление в любой точке равно весу вышележащего столба воздуха, простирающегося до внешней периферии атмосферы.
Атмосферное давление измеряется высотой ртутного столба в барометре, уравновешивающего это давление.
На МС при наблюдениях определяют следующие характеристики давления: -давление на уровне станции;
- давление, приведенное к уровню моря для станций, расположенных на высоте до 1000 м над уровнем моря;
- высоты изобарической поверхности, ближайший к уровню станции при высоте самой станции более 1000 м над уровнем моря;
- значения барометрической тенденции;
- характеристика барометрической тенденции.
Основной единицей измерения в системе СИ является гектопаскаль (гПа), но можно при необходимости применять миллибар (Мб) и миллиметр ртутного столба.
Высота изобарической поверхности определяется в геопотенциальных метрах.
Приборы для измерения атмосферного давления
На МС для измерения давления применяются следующие приборы:
- барометр станционный чашечный ртутный;
- безртутный барометр БРС-1;
- барограф метеорологический М-22АН.
Для специальных целей, а также для измерений в экспедиционных и полевых условий применяются барометры инспекторские и барометры-анероиды.
Инспекторский барометр служит для измерения величины давления в пределах от 570 до 1070 гПа. Он значительно прочнее станционных чашечных ртутных барометров и более удобен для траспортировки. Поэтому он применяется в качестве контрольного при инспекции на МС, для постоянных измерений на высокогорных станциях, в экспедиционных и других условиях.
Барометр, барограф. Устройство, установка, принцип действия
Барометр состоит из следующих основных частей:
- барометрической стеклянной трубки, запаянной с верхнего конца и заполенной под вакуумом очищенной ртутью;
- чашки, состоящей их трех свинчивающихся частей, средняя часть которой имеет диафрагму с отверстиями, предохраняющих трубку от попадания в нее воздуха; для сообщения барометра с наружным воздухом в крышке чашки имеется отверстие, закрываемое винтом;
- металлической оправы, на которой нанесена шкала.
В прорези оправы имеется подвижной индекс с нониусом, который перемещается с помощью кремальеры, на оправе укреплен термометр для определения температуры барометра, а сверху на нее навинчивается колпачок с кольцом для подвешивания его.
Барограф состоит из:
- блока мембранных анероидных коробок;
- передаточного механизма, состоящего из системы дуговых лекал с осями;
- регистрирующей части – стрелки с пером и барабана с часовым механизмом;
- корпуса, состоящего из основания и откидной крышки.
При увеличении атмосферного давления гофрированные коробки сжимаются, столбик коробок укорачивается, перемещается верхний
свободный конец столбика и вместе с ним стрелка с пером вверх. При уменьшении давления происходит обратная картина. По записи на диаграммном бланке определяется характеристика и величина барометрической тенденции.
При производстве наблюдений должны соблюдаться следующие условия:
- барометр должен быть повешен вертикально в служебном помещении станции в барометрическом шкафчике, укрепленном на капитальной стене, а барограф – горизонтально на специальной полке;
- барометр должен висеть свободно, не касаясь чашкой стенок шкафчика;
- температура воздуха в помещении станции должно поддерживаться близкой к нормальной;
- винт для сообщения чашки барометра с атмосферой должен быть отвинчен на один - два оборота;
- под чашкой барометра следует установить керамический или стеклянный сосуд для сбора ртути;
- часовой механизм барографа заводится регулярно один раз в неделю и также меняется диаграммный бланк.
Для вычисления атмосферного давлении на уровне моря к атмосферному давлению на уровне станции прибавляется поправка, которая находится по таблицам, рассчитанным для каждой станции.
Высота изобарической поверхности над уровнем станции в
геопотенциальных метрах определяется по таблицам, атмосферно
давлению и виртуальной температуре на уровне станции. К полученному значению прибавляется высота станции над уровнем моря и результат переводится в геопотенциальные метры по таблице.
Поправки к показаниям барометра, их физическая сущность
Нормальным атмосферным давлением называется давление, равное весу столба ртути высотой 760 мм при температуре 00 С на уровне моря и широте 450. Поэтому в отсчет по барометру вводится постоянная поправка и поправка на приведение показаний барометра к температуре 00 С; в отсчет по термометру вводится сертификационная поправка.
Постоянная поправка представляет собой сумму инструментальной поправки и поправки на приведение показаний барометра к нормальной силе тяжести, зависящей от географической широты и высоты станции над уровнем моря. Поправка на приведение показаний барометра к температуре 00С определяется по таблице.
Контрольные вопросы
1.Какие приборы используются для измерения давления?
2.Чем отличается инспекторский барометр от станционного?
3.Для чего нужен на МС барограф?
4.Правила установки барометра и барографа на МС.
5.Какие поправки вводятся в показания барометра?
Глоссарий
| На русском языке | На казахском языке | На английском языке |
| Барометр | Барометр | barometer |
| Для измерения атмосферного давления | ||
| Барограф | Барограф | barograph |
| Самописец для определения барометрической тенденции |
Темы СРС
Устройство и принцип действия барометра и регистрирующей части барографа..[Л1], стр.33-40,[Л2], стр. 68-71.
Условия производства измерений [Л1], стр.40-44.
Темы СРСП
Подготовка средств измерений перед сроком наблюдений. Производство измерений. Обработка и запись результатов измерений.[Л1], стр.44-58,[Л3], стр.260-261.
Список основной и дополнительной литературы
1.Наставление гидрометеорологическим станциям и постам, ч.1, Алматы, 2002 г.
2.Наставление гидрометеорологическим станциям и постам, вып.3, ч.111, Гидрометеиздат, Ленинград, 1962г.
3.И.И.Гуральник, Г.П.Дубинский, В.В.Ларин, С.В.Мамиконова, Метеорология, Ленинград, Гидрометиздат, 1982 г.
Лекции № 18 Измерение характеристик ветра
Ветер представляет собой горизонтальное перемещение воздушных масс относительно земной поверхности, характеризуемое в основном двумя величинами:
направлением (той точкой горизонта, откуда дует ветер) и скоростью. Ветер возникает вследствие неодинаковости атмосферного давления в разных точках атмосферы.
При наблюдениях на МС определяют следующие характеристики ветра:
- среднюю скорость ветра в м/с;
- среднее направление ветра, т.е угловой градус или румб;
- максимальную скорость ветра в срок, скорость ветра при порывах, м/с;
- максимальную скорость ветра между сроками наблюдений, максимальный порыв за 3 часа, м/с.
Измерение скорости ветра основано на применении вращающегося анемометра с автоматическим определением средней и максимальной скорости ветра; измерениенаправления ветра определяется по положению флюгарки, устанавливающейся в потоке под действием самого потока воздуха. Допускается применять для измерения скорости ветра флюгер с плоской доской, отклоняющейся под влиянием потока на угол,пропорциональный скорости потока.
Анеморумбометр сетевой
При производстве наблюдений за ветром используется анеморумбометр сетевой, который обеспечивает автоматическое измерение средней скорости ветра за 10 минут с заблаговременностью включения не менее 10 минут до начала измерений.
Анеморумбометр состоит из блока датчиков скорости и направления ветра, измерительного пульта и блока питания.
Измерительные преобразователи скорости и направления ветра сконструированы в виде одного блока датчиков, состоящего из горизонтального обтекаемого корпуса, задняя часть которого кончается хвостовым оперением – флюгаркой. Корпус преобразователя вместе с наружной трубой свободно вращается вокруг вертикальной стойки.
В передней части горизонтального корпуса находится воздушный винт, который устанавливается по направлению воздушного потока при помощи флюгарки так, чтобы плоскость вращения винта была всегда перпендикулярна направлению потока.
Измерительный пульт представляет собой настольный прибор, на лицевой панели которого размещены: световое табло, на котором высвечивается значение измеряемой скорости ветра; клавиши «Vмакс», «Vсредн» и «Vмгм» для включения измерения скоростей ветра; клавиша «Vмакс.сброс» для сброса зафиксированного значения максимальной скорости ветра; клавиши 2, 10 и «Vсредн.вкл» для включения осреднения
рости ветра за интервал времени, установленный клавишами 2 или 10 минут; лампочка «Измерение»; ручка «Упреждение» для установки промежутка времени, через который начнется измерение средней скорости ветра; тумблер «Питание» для включения прибора; два индикатора; клавиша «Измер.направления» для регистрации направления ветра.
Флюгер станционный
При отсутствии на станции сетевого питания измерение скорости и направления ветра производится по комплекту флюгеров: флюгер с легкой доской для измерения скорости ветра от 0 до 10 м/с и флюгер с тяжелой доской от 10 до 40 м/с.
Флюгер состоит из подвижного вертикального стержня с укрепленными на нем штифтами-указателями направления ветра и надетой на него подвижной части в виде трубки, на которой смонтированы флюгарка и указатель скорости.
Флюгарка состоит из двух лопастей, расположенных под углом друг к другу, из противовеса-указателя, укрепленных на трубке. На нижнюю утолщенную часть неподвижного стержня флюгера надета втулка с восемью ввинченными в нее металлическими штифтами, предназначенными для определения положения противовеса флюгарки относительно горизонт. К штифту, обращенному на север, прикреплена металлическая буква С или N.
Указатель скорости ветра укреплен на верхней части трубки и состоит из металлической пластины-доски и рамки с сектором, на котором находятся восемь штифтов для определения скорости ветра. Доска может свободно колебаться около горизонтальной оси рамки.
Доска флюгера имеет длину 300 мм, ширину 150 мм. По массе различают легкую (200 г) и тяжелую (800 г)доски.
Другие приборы для определения характеристик ветра
Анемометр АРИ-49
Анемометр ручной индукционный предназначен для определения скорости в полевых условиях в пределах от 2 до 30 м/с на уровне установки
прибора. Прибор сохраняет работоспособность в диапазоне температур от -40 до +45гр.
Действие индукционного анемометра основано на принципе измерения угловой скорости вращения трехчашечной метеорологической вертушки методом электрического индукционного тахометра.
Анемометр ручной состоит из: чувствительного элемента, воспринимающего скорость ветра, индукционного тахометра и корпуса прибора.
Чувствительным элементом служит вертушка, состоящая из трех чашек, закрепленных при помощи стрежней на втулке, насаженной на ось, которая вращается на шарикоподшипниках.
Под воздействием ветра вертушка вместе с осью вращается. Укрепленная на оси магнитная система создает при этом вращающееся магнитное поле, вызывающее в металлическом колпачке вихревые токи, вызывающие отклонение стрелки анемометра.
Перед снятием отсчета по прибору необходимо сделать выдержку в течение 10-15 сек., чтобы вертушка приняла скорость вращения, соответствующую скорости ветра.
Анемометр МС-13
Анемометр ручной служит для определения средней скорости ветра за некоторый промежуток времени, в пределах от 1 до 20 м/с.
Чувствительным элементом прибора является крестовина с 4-мя чашками, укрепленная на оси, которая вместе с крестовиной легко вращается в подшипниках. Крестовина защищена рамкой от механических повреждений.
Анемометр имеет счетный механизм, показывающий число оборотов крестовины, для счета оборотов которой имеется три циферблата со стрелками: большая стрелка указывает единицы и десятки оборотов, маленькие – сотни и тысячи. В нижней части прибора находится рычажок-арретир для включения и выключения счетчика анемометра.
Для определения скорости ветра за определенный промежуток времени необходимо: перед включением прибора снять отсчет с циферблата, включить прибор на нужный момент времени, после прохождения которого выключить прибор и отсчитать количество оборотов по циферблату. Разницу оборотов необходимо разделить на время и
по специальной таблице определить скорость ветра.
Контрольные вопросы.
1. Что такое ветер?
2. Какие характеристики ветра определяются на МС?
3. При каких условиях необходимо использовать флюгер?
4. Для чего используются анемометры АРИ-49 и МС-13?
Глоссарий
| На русском языке | На казахском языке | На английском языке |
| Анеморумбометр | Анеморумбометр | anemorumbometer |
| Автоматический прибор для измерения характеристик ветра | ||
| Флюгер | Флюгер | weathercock |
| Измеритель скорости и направления ветра |
Темы СРС
Установка анеморумбометра, проверка и уход за ним. [Л1], стр.65-68.
Ветер у земной поверхности,[Л2], стр.285-291.
Шкала Бофорта, [Л1], стр.81-83.
Темы СРСП
Производство наблюдений за ветром по всем приборам, [Л1], стр.69-74, [Л3], стр.61-65, стр.65-66
Запись в книжки КМ-1, кодирование по коду КН-01 результатов наблюдений. [Л1], стр.448-449, [Л4], стр.7,26
Список основной и дополнительной литературы
1 Наставление гидрометеорологическим станциям и постам, ч.1, Алматы,
2002 г.
2..И.Гуральник, Г.П.Дубинский, В.В.Ларин, С.В.Мамиконова, Метеорология, Ленинград, Гидрометиздат,1982г.
3. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам, вып.3, ч.III, Гидрометеиздат, Ленинград, 1962г
4. КОД для оперативной передачи данных приземных гидрометеорологических наблюдений, Ленинград, Гидрометиздат, 1989 г.
Лекции № 19-20 Измерение метеорологической дальности видимости
Метеорологической дальностью видимости называется то предельное расстояние, дальше которого при данной прозрачности атмосферы абсолютно черный объект больших угловых размеров сливается с фоном неба и из-за этого становится невидимым. МДВ связана с прозрачностью атмосферы, характеризуемой коэффициентом прозрачности или обратной ему величиной – коэффициентом пропускания.
МДВ измеряется в километрах или баллах международной шкалы, которая дана в виде таблицы. В ней каждому баллу МДВ (от 0 до 9) соответствует интервал расстояний, в котором находится величина МДВ.
Методы и средства определения МДВ
На сети МС МДВ определяется с помощью измерителя видимости М-53 в светлое время и нефелометрической установки обратного рассеяния М-71 в темное время суток. При отсутствии измерителей определение МДВ производится визуально.
Оценка МДВ производится по шкале международного синоптического кода КН-01. При инструментальном измерении видимости используются цифры кода от 00 до 84, а при визуальном – от 90 до 99.
Определение МДВ методом фотометрического сравнения
Для измерения МДВ указанным методом используется поляризационный измеритель видимости М-53А. В центральной части корпуса прибора помещены поляроид и двоякопреломляющая призма, которая дает оптическое раздвоение наблюдаемого изображения, причем одно изображение объекта смещено относительно другого по вертикали.
При вращении поляроида происходит изменение яркостей смещенных
изображений: при увеличении яркости одного из них, яркость другого уменьшается, вплоть до полного гашения одного из них.
Вращение поляроида, укрепленного внутри корпуса прибора на лимбе со шкалой, производится с помощью зубчатого барабанчика. Угол поворота поляроида отсчитывается по шкале через лупу, которая снабжена диоптрийным кольцом для наводки на резкость изображения штрихов шкалы. Наблюдения производятся через окуляр прибора, с другой стороны
отверстия в корпус ввинчена бленда для защиты оптики от прямых солнечных лучей и осадков, а также для ограничения поля зрения.
При работе прибор нужно держать за ручку, которая привинчивается к корпусу. Для наблюдения методом фотометрического сравнения необходимо выбрать на местности два естественных объекта и установить два искусственных – щит и щиток.
Естественные объекты должны отвечать следующим требованиям:
- должны быть темными;
- минимальная ширина должна составлять 0.008 расстояния до них, высота – не менее ½ ширины;
- объекты должны быть выбраны на таких расстояниях от места наблюдений, чтобы по ним можно было определить все требуемые диапазоны значений МДВ.
Искусственный объект – щит – устанавливается в интервале расстояний найденных по специальной таблице.
В пункте наблюдений на расстоянии 2-3 м от наблюдателя по направлению к объектам на столбике высотой 2 м укрепляют черную коробку отверстием к наблюдателю. Высота крепления коробки должна быть такой, чтобы при наблюдении через прибор верхнее изображение объекта и нижнее
изображение коробки находились в центре поля зрения почти вплотную к друг другу.
Вращая шкалу прибора с помощью зубчатого барабанчика, наблюдатель добивается равенства видимой яркости расположенных рядом нижнего изображения коробки и верхнего изображения объекта. После этого производят отсчет По шкале прибора с точностью до 0.1 деления. Затем отсчет сбивают и повторяют наблюдения еще два раза. Из трех отсчетов находят среднее значение и прибавляют к нему поправку на место нуля прибора. Кроме того отмечают характер освещения объекта, наличие снега или изморози на деревьях, в бесснежный период – состояние кроны деревьев.
Измерение дальности видимости комплексным методом
Метод фотометрического сравнения точен и прост, но требует наличия удаленных темных естественных объектов, т.к. основан на сравнении яркостей двух объектов наблюдения, расположенных на разных расстояниях от наблюдателя.
При отсутствии подходящих естественных объектов определение МДВ производят только по черным щитам комплексным способом: до 4 км – методом фотометрического сравнения по двум щитам, более 4 км – методом относительной яркости по дальнему щиту, расположенному на расстоянии 300 м от наблюдателя.
В пункте наблюдений должны быть установлены два черных наклонных щита, щиток-диафрагма с прямоугольным отверстием в центре и столб с держателем прибора. Щиты и щиток-диафрагма окрашиваются черной матовой краской и не должны иметь сквозных отверстий.
Расстояния: от столба с держателем прибора до щитка-диафрагмы должно быть 3 м, от щитка-диафрагмы до первого щита – 40-60м, до второго щита – 300 м. Размеры: щитка-диафрагмы 70х100 мм, его центрального отверстия – 15х21 мм; первого щита – 0.6х0.4 м, второго – 3.2х2.4 м. Соотношение размером выбрано таким образом, чтобы после
наклонной установки щитов и щитка-диафрагмы видимая форма была квадратом. Щиток-диафрагма должен быть снабжен боковым флажком, который используется при наблюдениях методом фотометрического сравнения.
Проведение наблюдений. Запись в книжку КМ-1
При наблюдениях комплексным методом необходимо грубо оценить МДВ глазомерно – более она 4 км или менее.
Для фотометрирования используют боковой флажок щитка-диафрагмы. Держа прибор в руках и, наблюдая через него щит и флажок, нужно выбрать такое положение, чтобы над верхним изображением щита расположилось
нижнее изображение флажка. Далее наблюдения производят так, как описано
выше.
При наблюдениях по методу относительной яркости ручку прибора насаживают на штырь держателя. Наблюдая через прибор и отверстие щитка-диафрагмы поверхность щита, вращают с помощью барабанчика шкалу прибора от нулевого деления. При этом на верхнее изображение щитка-диафрагмы и наблюдаемую через его отверстие поверхность щита накладывается появившееся нижнее изображение участка неба у горизонта, поэтому контраст между щитком-диафрагмой и поверхностью щита уменьшается. Шкалу поворачивают до тех пор, пока контраст станет не различим – гасят контраст фоном неба. Делают отсчет по шкале с точностью до 0.1 деления, наблюдения повторяют три раза и из трех отсчетов находят среднее значение, прибавляя к нему поправку на место нуля.
Далее снимают прибор со штыря, устанавливают шкалу на нуль и, держа прибор в руке, наблюдают через него и через отверстие щитка-диафрагмы однородный участок неба у горизонта. Поворачивая шкалу от нулевого деления, накладывают на верхнее изображение щитка-диафрагмы и видимый сквозь его отверстие участок неба изображение фона неба. Шкалу поворачивают до тех пор, пока контраст станет неразличим и в этот момент снимают отсчет. Наблюдения повторяют трижды и вычисляют средний отсчет с введением поправки на место нуля.
При комплексном методе наблюдений освещение учитывать не надо, т.к. щиток-диафрагма и наблюдаемый объект освещены одинаково.
При наблюдениях комплексным методом книжку КМ-1 записывается:
а) при наблюдениях методом фотометрического сравнения: в первую клетку верхней строки – обозначение объекта (их будет два: щит ближний – щ.б. и щит дальний – щ.д.), во второй и третьей клетках – прочерк;
б) при наблюдениях методом относительной яркости: в первой и
третьей клетках верхней строки ставится прочерк, во вторую записывается средний отсчет по небу.
В обоих случаях в первую клетку второй строки записывается средний исправленный отсчет, а МДВ, найденная по вспомогательной таблице, записывается во вторую и третью клетки второй строки (в км и цифрах кода).
Для облегчения обработки результатов наблюдений составляются специальные вспомогательные таблицы, по которым можно от отсчетов непосредственно перейти к МДВ.
Определение МДВ в темное время суток
Для определения МДВ ночью используется нефелометрическая установка М-71, принцип действия которой основан на зависимости между МДВ и яркостью света, рассеиваемые частицами, замутняющими атмосферу, навстречу источнику света. Чем сильнее замутнена атмосфера, тем меньше величина МДВ и тем больше свет рассеивается по всем направлениям, в том числе и назад. Измерив яркость рассеянного назад света, можно определить
МДВ. Измерения производятся с помощью прибора М-53М, укрепленного на установке М-71.
Устройство и принцип действия установки следующие: источник света – лампа-фара – дает мощный световой пучок. Часть рассеянного назад света попадает в нижнее сквозное полукруглое отверстие световой коробки. Верхнее полукруглое отверстие, обращенное к наблюдателю, освещается светом лампы-фары, рассеянным в световой коробке. Освещенность верхнего отверстия не зависит от состояния атмосферы и создает эталонную яркость. Наблюдатель с помощью прибора М-53А сравнивает яркость рассеянного назад света с эталонной яркостью. Для этого, вращая шкалу прибора М-53А,
уравнивают видимую яркость обоих полукруглых отверстий и в момент равенства берут отсчет по шкале. По величине отсчета с помощью градуировочной таблицы определяют МДВ.
Лампа-фара и световая коробка помещены в корпусе установки; прибор М-53А вставляется в отверстие корпуса и зажимается винтом. На окуляр прибора надевается одна из пяти насадочных линз, входящих в комплект установки. Линзы меняются в зависимости от зрения наблюдателя.
Лампа-фара при необходимости может быть закрыта крышкой. Корпус прибора шарнирно укреплен на стойке, которая привинчивается на месте установки.
Установку М-71 помещают на метеоплощадку на прочном небольшом столике со шкафчиком, в котором помещается блок питания.
Наблюдения производят аналогично наблюдениям по методу фотометрического сравнения, только уравнивание яркостей производят по видимым в прибор полукругам.
Контрольные вопросы
1. Что такое метеорологическая дальность видимости?
2. Какие основные детали входят в прибор М-53А?
3. При каких условиях МДВ определяется методом фотометрического сравнения и комплексным методом?
4. Для чего используется установка М-71?
Глоссарий
| На русском языке | На казахском языке | На английском языке |
| Прибор М-53А | Прибор М-53А | Device M-53A |
| Поляризационный измеритель МДВ | ||
| Установка М-71 | Установка М-71 | Mounting M-71 |
| Прибор для определения МДВ в ночное время |
Темы СРС
Наблюдения за МДВ визуальным методом. [Л1], стр.419-428.
Установка, уход, периодическая поверка приборов, [Л2], стр.195-201.
Темы СРСП
Составление вспомогательных таблиц, [Л1], стр.376-377, 379, 385-387. [Л3], стр.61-65, стр.65-66
Запись в книжки КМ-1, кодирование по коду КН-01 результатов наблюдений. [Л1], стр.394-395, [Л3], стр.6,38
Список основной и дополнительной литературы
1. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам, ч.1, Алматы, 2002 г.
2. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам, вып.3, ч.111, Гидрометеиздат, Ленинград, 1962г
3. КОД для оперативной передачи данных приземных гидрометеорологических наблюдений, Ленинград, Гидрометиздат, 1989 г.
Лекции № 21-22 Актинометрические наблюдения
Основные положения
Основными элементами радиационного режима, измеряемыми на станциях с актинометрическими наблюдениями, являются прямая солнечная радиация, рассеянная радиация неба, суммарная солнечная радиация, отраженная земной поверхностью радиация и остаточная радиация, или радиационный баланс деятельной поверхности.
Прямой солнечной радиацией называется радиация, поступающая непосредственно от Солнца и околосолнечной зоны радиусом 5 гр. Прямая
радиация, приходящая на горизонтальную поверхность непосредственно не измеряется, а вычисляется по формуле S1 = Ssinh,где h – высота Солнца над горизонтом.
Рассеянной солнечной радиацией называется радиация, поступающая на
горизонтальную поверхность от всех точек небесного свода, за исключением диска Солнца и околосолнечной зоны радиусом 5 гр, в результате рассеяния солнечной радиации молекулами атмосферных газов, водяными капельками или ледяными кристаллами облаков и твердыми частицами, взвешенными в атмосфере.
Суммарной солнечной радиацией называется общий приход к горизонтальной поверхности прямой солнечной и рассеянной радиации.
Суммарная радиация, дошедшая до деятельной поверхности, не только поглощается, но и частично отражается. Часть суммарной радиации, отраженная от деятельной поверхности, называется отраженной радиацией.
По величинам суммарной и отраженной радиации вычисляют радиационную характеристику деятельной поверхности – ее альбедо –
отношение отраженной от поверхности радиации к приходящей суммарной радиации. Величина альбедо выражается в долях единицы или в процентах.
Разность между суммарной и отраженной радиацией называется остаточной коротковолновой радиацией или радиационным балансом.
Часть атмосферного излучения, направленная вниз и поступающая к горизонтальной поверхности, называется длинноволновой радиацией атмосферы.
Длинноволновая радиация атмосферы частично отражается от земной поверхности обратно в атмосферу. Эта часть называется длинноволновой отраженной радиацией.
Приборы, их описание, принцип действия
Для измерения прямой солнечной радиации предназначен актинометр, который состоит из корпуса с приемником, трубки и штатива. Приемником радиации служит иск из серебряной фольги, зачерненной со стороны, обращенной к Солнцу. В центре диска вырезано круглое отверстие. К другой стороне диска приклеены внутренние спаи термобатареи, состоящей из 36 термоэлементов, соединенных последовательно и расположенных в виде звездочки. Термоэлементы состоят из манганиновых и константановых полосок и имеют по два спая: внешний и внутренний.
При измерениях зачерненный серебряный диск поглощает солнечную радиацию. Температура диска и внутренних активных спаев термобатареи, находящихся в тепловом контакте с диском, повышается. Внешние спаи имеет температуру корпуса, которая близка к температуре наружного воздуха. Из-за разности температур на выводах термобатареи появляется напряжение, а при замыкании в<