Приборы для измерения скорости и направления ветра

Анемометры, термоанемометры

Анемометры — приборы для измерения скорости движения ветра, либо скорости движения воздуха.

Термоанемометры — это приборы, применяемые для измерения скорости воздушных потоков c функцией дополнительного измерения температуры.

Определение скорости воздушного потока (ветра) играет решающую роль не только при метеорологических наблюдениях, но и в различных отраслях промышленной деятельности, таких как:

• горнодобыча. Особые условия рудничной атмосферы, присущие для горных выработок типы воздушных потоков, диапазон их скоростей, регламентируемый правилами безопасности при проведении горных работ, и другие факторы делают применение анемометров незаменимыми для безопасного функционирования горнодобывающих предприятий;
• сельское хозяйство. Диагностика скорости движения ветра является необходимым условием в сельскохозяйственной деятельности, особенно во время опрыскивания культурных растений различными химическими препаратами от болезней и вредителей. Скорость ветра играет решающую роль в точности нанесения препарата;
• строительство. Анализ работы систем вентиляции, кондиционирования и отопления, а также при осуществлении контроля соответствия рабочих помещений санитарным нормам и стандартам.

Скорость воздуха является значимой величиной, характеризующей состояние воздушного потока, которую необходимо планировать и принимать во внимание при выполнении проектно-монтажных работ, а также при испытании, регулировке систем вентиляции и кондиционирования любого уровня сложности в жилых и производственных помещениях.

В настоящее время большое количество производственных и офисных помещений не соответствуют санитарно-гигиеническим и эпидемиологическим стандартам, из-за отсутствия циркуляции свежего воздуха, а процесс вентиляции происходит посредством устаревших вентсистем.

Проветривание помещений, с помощью открывания окон, создает массу неудобств, начиная от уличного шума, до проникновения пыли и вредных веществ в условиях повышенной загазованности и задымления атмосферной среды в промышленной зоне или в городской черте, что оказывает негативное воздействие на здоровье людей.

Современные системы кондиционирования и приточно-вытяжной вентиляции позволяют очистить воздух от вредных примесей и бактерий, поддерживать комфортную температуру окружающей среды, а также увлажнять и ионизировать воздух. По данным статистики, наличие приточно-вытяжной вентиляции офисных и производственных помещений помогает сократить число респираторных инфекций у сотрудников и увеличить производительность труда.

Область применения анемометров, термоанемометров — жилые и производственные помещения; метеорологические станции; строительство; шахты; системы промышленной вентиляции, кондиционирования и отопления, а также при аттестации рабочих мест и аэродинамических установок; оценка качества работы авиационных двигателей и др.

Применение анемометров при грузоподъемных работах. Все мостовые перегружатели, портальные, кабельные и башенные краны обязательно должны быть оснащены анемометрами с целью своевременного светозвукового оповещения машиниста автокрана о сильном ветре, который представляет собой опасность для данной техники.

Грузоподъемные операции с использованием автокрана возможны при разрешенных показателях скорости ветра, которые рассчитываются при проектировании оборудования и должны быть включены в руководство по технической эксплуатации. В процессе работы автокрана допустимые параметры скорости ветра напрямую зависят от парусности груза и типа осуществляемых погрузоразгрузочных работ.

При работе оператор грузоподъемной техники должен руководствоваться показаниями анемометра. Если скорость ветра выше, чем нормативные показатели, то работа автокрана останавливается, электропитание отключается, после чего проводятся работы по укреплению крана.

Правильно организованная вентиляция в покрасочной камере играет огромную роль и используется в течение всего технологического процесса окраски, включая сушку окрашенных изделий и предшествующий данной операции — горячий обдув окрашенных поверхностей, который проводится также с применением термовентиляции.

Кроме того, равномерное нанесение лакокрасочных материалов осуществимо только при умеренной скорости перемещения воздушных потоков. Также с помощью вентиляционной системы удаляются ядовито-опасные вещества (красочный туман и пары растворителей), образующиеся во время процесса пневматического распыления краски, они осаждаются на только что окрашенную поверхность, если не принять меры для их удаления, качество покраски будет низким, и, следовательно, недолговечным.

Поэтому для осуществления эффективного отвода красочного тумана и паров растворителей через напольный фильтр в подпольное пространство, необходимо обеспечить первоначальные значения скорости воздушного потока в диапазоне от 0,15 до 0,3 м/c. Термоанемометр произведёт точные измерения скорости воздушного потока в кабине лакокрасочной камеры.

Использование современных анемометров, термоанемометров играет важную роль в разных сферах жизнедеятельности человека, поэтому к выбору моделей такого оборудования необходимо относиться с полной ответственностью.

В данном каталоге представлены следующие типы анемометров:

• механические анемометры, в которых движение воздуха приводит во вращение чашечное колесо — чашечныеанемометры или крыльчатку (подобие воздушного винта) — крыльчатыеанемометры;
• тепловые анемометры, принцип действия которых основан на измерении снижения температуры нагретого тела (проволока, пленка, терморезистор) от движения воздуха.

Чашечный анемометр — наиболее распространённый тип анемометра, состоящий из четырёх полусферических чашек, симметрично насаженных на крестообразные спицы ротора, вращающегося на вертикальной оси. Ветер любого направления вращает ротор со скоростью, пропорциональной скорости ветра.

Крыльчатые анемометры — в данных анемометрах для измерения скорости воздушного потока используется зонд-крыльчатка.

Принцип измерения скорости потока зондом крыльчаткой основывается на преобразовании скорости вращения в электрические сигналы. Поток воздуха заставляет крыльчатку вращаться. Индукционный бесконтактный переключатель «считает» количество оборотов крыльчатки и подает последовательность импульсов, которые преобразуются измерительным прибором и отображаются на дисплее в виде значений скорости потока.

Крыльчатки больших диаметров (D60 мм, D100 мм) подходят для измерений скорости в турбулентых потоках при малых и средних скоростях. Крыльчатки с маленьким диаметром подходят для измерений внутри воздуховодов; в данном случае профиль воздуховода должен быть в 100 раз больше, чем тот профиль крыльчатки, через который проходит поток воздуха.

Ручные крыльчатые анемометры применяются для измерения скорости направленного воздушного потока в трубопроводах и коробах вентиляционных устройств для вычисления расхода вентиляционного воздуха в вентиляционных отверстиях, воздуховодах жилых и производственных зданий.

Тепловые анемометры — термоанемометры. Метод определения скорости основан на измерении температурного сопротивления нагреваемого терморезистора, охлаждаемого воздушным потоком.

Принцип измерения скорости потока обогреваемым зондом основывается на обогреваемом элементе, из которого тепловая энергия извлекается посредством воздействия более холодного потока воздуха. Температура поддерживается на необходимом уровне благодаря регулятору.

Регулируемый поток прямо пропорционален скорости воздуха. При применении обогреваемых зондов скорости для измерений в турбулентых потоках на результат измерений влияют потоки, которые воздействуют на обогреваемый элемент со всех направлений. При измерениях в турбулентых потоках, обогреваемый сенсор скорости показывает более высокие значения измерений, чем крыльчатки.

Чаще всего термоанемометры применяются там, где требуется измерить скорость воздуха и температуру: на метеорологических станциях, в строительстве, на шахтах, в системах промышленной вентиляции, кондиционирования и отопления, а также при аттестации рабочих мест.

По территории Республик Башкортостан и Татарстан возможна доставка оборудования КИПиА до склада Покупателя. Доставка в другие регионы России осуществляется посредством транспортных и «Грузовозофф», в отдельных случаях-службой доставки «Экспресс-курьер».

На всю представленную продукцию распространяются гарантийные обязательства Завода — Изготовителя.

Новый прибор сможет дистанционно измерять скорость ветра

Физики из Московского физико-технического института, Института космических исследований РАН, Института общей физики им. А. М. Прохорова РАН и Российского исследовательского центра Samsung разработали новый метод дистанционного зондирования скорости ветра, альтернативный широко используемому лидарному и радарному зондированию. Работа опубликована в Atmospheric Measurement Techniques, кратко о ее результатах сообщила пресс-служба МФТИ.

Необходимость в измерениях скорости ветра огромна — например, без этих данных невозможна тонкая настройка метеорологических и климатических моделей, в том числе моделей прогноза погоды. Несмотря на огромный прогресс в дистанционном зондировании за последние десятилетия, измерение движения воздушных масс — по-прежнему непростая задача.

Основная масса данных собирается традиционными контактными методами — при помощи датчиков, установленных на метеостанциях, или аэрологических шаров-зондов. Для локальных измерений на дистанциях, не превышающих несколько десятков или сотен метров, обычно используют лазерные или акустические анемометры.

На расстояниях до десятков километров на помощь приходят метеорологические радары, но и они, как правило, неэффективны за пределами тропосферы — самого близкого к Земле слоя атмосферы толщиной 10–18 км. Со спутников такие измерения практически не проводятся, есть только единичные эксперименты.

«Информацию о динамике атмосферы по-прежнему достаточно трудно получить с помощью прямых измерений. На сегодня наиболее надежными средствами дистанционного измерения поля скоростей ветра являются доплеровские радары. В этом случае идет активное зондирование среды мощным источником, что требует значительных ресурсов: массы, размеров, энергопотребления и, разумеется, стоимости оборудования.

Разработанный нами прибор существенно выигрывает по этим параметрам — он компактный, недорогой и использует серийную элементную базу, широко представленную на рынке телекоммуникационного оборудования», — комментирует Александр Родин, руководитель лаборатории прикладной инфракрасной спектроскопии МФТИ.

Прибор основан на принципе гетеродинной регистрации сигнала, повсеместно применяемом в радиотехнике, однако работает он в оптическом, точнее, ближнем инфракрасном диапазоне, на длине волны около 1,65 мкм. Принцип основан на идее смешения принимаемого сигнала (в данном случае — излучения Солнца, прошедшего сквозь атмосферу) и эталонного источника (гетеродина), в качестве которого применяется перестраиваемый полупроводниковый лазер.

Поскольку и радиосигнал, и инфракрасное излучение подчиняются одним и тем же законам распространения электромагнитных волн, неудивительно, что принцип гетеродинирования одинаково применим ко всем диапазонам спектра. Однако при гетеродинировании оптического излучения возникают свои сложности — например, требуется согласование волновых фронтов с очень высокой точностью, смещение пучка излучения на расстояние в доли длины волны недопустимо.

Команда из МФТИ решила эту проблему очень просто, применив одномодовые оптические волокна. Также требуется чрезвычайно точное управление частотой гетеродина с погрешностью не более 1 МГц, что, по сравнению с частотой оптического излучения, ничтожная величина.

Здесь пришлось применить определенные хитрости, а главное — глубоко вникнуть в процессы генерации излучения полупроводниковым лазером. В результате был создан прибор, не имеющий аналогов в мире по спектральному разрешению в ближнем инфракрасном диапазоне, — лазерный гетеродинный спектрорадиометр.

«Создать прибор, пусть даже и с рекордными характеристиками — это только полдела, — комментирует Александр Родин. — Для того чтобы по измеренному спектру определить скорость ветра на различных высотах вплоть до стратосферы и выше, требовался специальный алгоритм решения обратной задачи.

При ее решении мы не стали идти по пути машинного обучения, а применили классический подход, основанный на тихоновской регуляризации. Несмотря на то, что этим методам уже более полувека, ими пользуется весь мир и их потенциал далеко не исчерпан», — уточняет ученый.

В ближайшее время специалисты лаборатории прикладной инфракрасной спектроскопии МФТИ планируют проводить с помощью созданной ими аппаратуры измерения стратосферного полярного вихря, а также концентрации парниковых газов в российской Арктике. Кроме того, вместе с коллегами из Института космических исследований РАН на основе этого же принципа они разрабатывают прибор для исследования атмосферы Венеры, который в рамках международного сотрудничества будет установлен на борту индийского искусственного спутника планеты «Шукраян».

Приборы для измерения скорости и направления ветра.

Приборы, измеряющие скорость ветра, называются анемометрами; измеряющие скорость и направление – анеморумбометрами; регистрирующие скорость и направление – самописцами.

Рисунок 7.1 – Основные румбы

Флюгер станционный (флюгер Вильда) по устройству прост и достаточно широко используется для измерения направления, скорости и порывистости ветра (рис. 7.2). Чувствительным эле­ментом направления ветра в этом приборе является флюгарка 1 с противовесом 2.

Она укреплена на трубке 7, которая надевается на заостренный конец неподвижной оси 3 и свободно вращается вокруг нее. Для определения направления ветра на неподвижной оси расположена муфта 4 с восемью штифтами, указывающими на­правление сторон света.

Приемником скорости ветра служит прямоугольная доска (пла­стина) 5, свободно качающаяся около горизонтальной оси 6. На оси закреплена дуга 8 с восемью штифтами, по которым от­считывают положение доски, отклоняющейся под действием ветра. На оси 6 есть противовес 10 для уравновешивания дуги 8. Штифты дуги нумеруются от 0 до 7.

Рисунок 7.2 – Флюгер Вильда (по М.Д. Павловой, 1974)

Анемометр ручной чашечный МС-13 (рис. 7.3). Его чувствительным элементом является небольшая вертушка 2 с четырьмя полусферическими чашками, обращенными выпуклостями в одну сторону. Вертушка насажена на ось 1, в нижней части которой имеется червячная (винтовая) нарезка, сопри­касающуюся с зубчатым колесом, передающим вращение вертушки счетному механизму.

шкала 6 имеет 100 делений. По этой шкале от­считывают десятки и единицы оборотов. Малые шкалы имеют 10 делений и служат для отсчета сотен и тысяч оборотов.

Счетный механизм включается и выключается арретиром, вы­ступающий конец которого расположен сбоку корпуса и имеет вид подвижного кольца. Движением арретира вверх (против ча­совой стрелки) счетчик анемометра включают, а движением вниз (по часовой стрелке) – выключают.

В корпусе прибора по обе стороны арретира ввинчены два ушка, через которые протяги­ваются концы шнура, прикрепленного к кольцу для включения и выключения прибора, когда его нельзя достать рукой. Снизу под корпусом прибора имеется стержень с винтовой нарезкой 4 для установки анемометра на деревянном шесте в вертикальном по­ложении.

Рисунок 7.3 – Анемометр ручной чашечный МС-13 (по А.П. Лосеву, 1994)

От механических повреждений вертушка защищена металличе­скими дужками 7. Анемометр хранится в футляре с выключенным механизмом.

Анеморумбометр М-63– дистанционный прибор (рис. 7.4). Им измеряется скорость ветра, осредненная за 10-минут­ный интервал, максимальная мгновенная скорость ветра между сроками наблюдений и направление ветра.

Рисунок 7.4 – Анеморумбометр М-63 ( по М.д. Павловой, 1974)

Принцип действия основан на преобразова­нии направления и скорости ветра в электрические величины. В комплект прибора входит датчик 1, измерительный пульт 2и блок питания 3.

Датчик состоит из обтекаемого корпуса, вращаю­щегося вокруг вертикальной неподвижной стойки. В конце корпуса находится флюгарка 5, а в начале – четырехлопастный винт 4с горизонтальной плоскостью вращения, которая с помощью флю­гарки устанавливается всегда перпендикулярно направлению воз­душного потока.

Измерительный пульт – настольный прибор, на лицевой сто­роне которого размещены указатель мгновенной скорости 6,

ука­затель средней скорости 7 и указатель направления ветра 8.Блок питания состоит из двух батарей аккумуляторов, вольт­метра для измерения напряжения аккумуляторов и тумблера. Блок питания подключается к сети переменного тока.

Для характеристики ветрового режима местности по повто­ряемости направле­ний ветра строится график, назы­ваемый «розой ветров». Он может быть месячным, сезонным, годовым.

Повторяемость ветра для каждого из восьми румбов вычисляется по количеству раз, которое наблюдалось за тот или иной период. Полученные значения выражаются в процентах от общего числа наблюдений (число штилей в 100 % не входит).

При построении розы ветров чертят восемь румбов на­правлений ветра и на них в определенном масштабе отклады­вается повторяемость ветра. По­следовательно соединенные точки и будут характеризовать розу ветров.

Примерная роза ветров

Задача.

1. Построить розы ветров по направлению ветра в мае и июне

Контрольные вопросы

1. Ветер и его характеристики.

2. Значение ветра для сельскохозяйственного производства.

3. Приборы, характеризующие ветер.

4. Ручной анемометр и принцип его действия.

5. Роза ветров и ее построение.

Разновидности устройств

чашечный анемометр — «прародитель» всех современных. Он представляет собой небольшой прибор с 4 полусферами на оси, соединенной с измерительным механизмом. Принцип его действия прост и бесхитростен: необходимо подсчитать количество оборотов лопастей, совершаемых за заданное время. Полученное значение – расстояние – нужно разделить на время, за которое происходил замер, таким образом и вычислялась скорость ветра. Как правило, данные оказывались приблизительными, что не прибавляло расчетам точности. Чуть позднее появились индукционные анемометры, оснащенные электронным тахометром. Это позволило получать данные о скорости и направлении потока сразу, минуя лишние вычисления.

Но если раньше весь ассортимент анемометров ограничивался только чашечными, то теперь узнать, какой именно прибор лучше всего подойдет, может быть затруднительно. Чтобы облегчить эту задачу, в первую очередь, рекомендуем обращать внимание на то, в каких условиях и для чего он будет использоваться.

анемометры с крыльчаткой. Иногда можно встретить название «лопастной» или «мельничный».

На оси такого устройства закрепляется вентилятор (крыльчатка), который обладает очень малой массой, моментально (за несколько миллисекунд) реагирует на движение потока воздуха и отражает все изменения в движении. Зонд, которым оснащаются все модели, помещается в воздуховод, что обеспечивает высокую точность измерений, особенно важную при установке систем кондиционирования.

Этот вид анемометров подойдет работникам ЖКХ, а также специалистам, монтирующим системы кондиционирования и обогрева.

анемометры стик-класса. В отличие от описанных выше моделей, эти устройства не имеют вращающихся элементов внутри. Данные вычисляются по результатам охлаждения воздухом накаленной вольфрамовой нити и ее сопротивления. Отсюда второе название – термоанемометры.

Пригодятся они в тех случаях, когда воздушный поток содержит различные примеси, например, пыль или песок. Кроме того, именно их стоит выбрать для определения герметичности окон и дверей.

Все анемометры работают от аккумуляторных или пальчиковых батарей, которые легко подзарядить или заменить.

Сила ветра: измерение и использование

Ветер как явление природы известен каждому еще с раннего детства. Он радует свежим дуновением в знойный день, гоняет корабли по морю, а может и гнуть деревья, и ломать крыши на домах. Основным характеристиками, которые определяют ветер, являются его скорость и направление.

Что такое ветер?
С научной точки зрения, ветром называется передвижение воздушных масс в горизонтальной плоскости. Такое движение возникает потому, что имеет место разность атмосферного давления и тепла между двумя точками. Воздух передвигается из областей высокого давления в те области, где уровень давления ниже. В результате и возникает ветер.

Характеристики ветра

Для того чтобы охарактеризовать ветер, используют два основных параметра: направление и скорость (силу). Направление определяется стороной горизонта, с которой он дует. Оно может указываться в румбах, в соответствии с 16-румбовой шкалой. Согласно ей, ветер может быть северным, юго-восточным, северо-северо-западным и так далее.

Направление ветра может также измеряться в градусах, относительно линии меридиана. По этой шкале север определяется как 0 или 360 градусов, восток – 90 градусов, запад – 270 градусов, а юг – 180 градусов. В свою очередь, скорость ветра измеряют в метрах в секунду или в узлах. Узел равен приблизительно 0,5 километра в час. Сила ветра измеряется также в баллах, в соответствии со шкалой Бофорта.

Шкала Бофорта, в соответствии с которой определяется сила ветраЭта шкала была введена в обращение в 1805 году. А в 1963 году Всемирная метеорологическая ассоциация приняла градацию, которая действует по сей день. В ее рамках 0 баллов соответствует штилю, при котором дым будет подниматься вертикально вверх, а листья на деревьях остаются неподвижными.

Сила ветра в 4 балла соответствует умеренному ветру, при котором на поверхности воды образуются небольшие волны, могут колыхаться тонкие ветви и листья на деревьях. 9 баллов соответствуют штормовому ветру, при котором могут гнуться даже большие деревья, срываться черепица с крыш, подниматься высокие волны на море.

Использование силы ветраСила ветра достаточно широко используется в энергетике как один из восполнимых природных источников. С незапамятных времен человечество использовало этот ресурс. Достаточно вспомнить ветряные мельницы или парусные суда.

Ветряки, с помощью которых сила давления ветра преобразуется для дальнейшего использования, широко применяются в тех местах, для которых характерны постоянные сильные ветры. Из различных областей применения такого явления как сила ветра, стоит упомянуть также аэродинамическую трубу.

Ветер – природное явление, которое может приносить удовольствие или разрушения, а также быть полезным для человечества. А конкретное действие его зависит от того, насколько большой окажется сила (или скорость) ветра.

Таблица 10.4. шкала для визуальной оценки силы ветра

Морской бриз обычно начинает дуть в 8—10 ч утра и достигает максимума около полудня, затем начинает зати­хать и полностью прекращается перед заходом солнца.

Морской бриз проникает в глубь континента на 20—40 км, а береговой бриз в море — на 8—10 км. Вер­тикальная мощность бризов в средних широтах достигает нескольких сот метров. В тропической зоне их мощность значительно больше. Бризы наблюдаются обычно в ясную погоду.

Бора — сильный порывистый ветер, дующий с невысо­ких гор (высотой до 1000 м) в сторону теплого моря. Бора часто наблюдается на Черноморском побережье в районе Новороссийска в результате затока холодного воз­духа с севера через Мархотский перевал.

Скорость движения воздуха при боре может достигать 40—60 м/с. Резкое понижение температуры воздуха при сильном ветре зимой приводит к обледенению судов, причалов, набережных.

Фен — теплый сухой ветер, дующий с гор. Фен обычно возникает при значительных разностях давлений, возника­ющих на противоположных склонах хребта, когда на од­ном склоне находится антициклон, а на противополож­ном — циклон. Фен наблюдается и тогда, когда над гор­ным районом располагается антициклон. В этом случае нисходящее движение воздуха наблюдается по обе сторо­ны гор.

Сухость воздуха и его высокая температура связаны с тем, что при поднятии воздуха с наветренной стороны происходит его охлаждение и в ряде случаев конденсация водяного пара. При опускании воздуха с другой стороны хребта происходит его нагревание и уменьшение относи­тельной влажности. Воздух приходит к подножию хребта более нагретым и сухим, чем он был до подъема.

Фен может продолжаться в течение нескольких дней. Скорость движения воздуха при фене колеблется от затишья до 15—20 м/с.

Смерчи — вихри, возникающие над водной поверхно­стью. Если эти вихри возникают над сушей, то их назы­вают тромбами. В Северной Америке такие тромбы назы­вают торнадо.

Смерчи и тромбы возникают из грозовых облаков, из которых вниз опускается воронка типа хобота. В эту воронку засасывается вода на море, песок или пыль на суше.

Смерч перемещается со скоростью 30—40 км/ч. Ско­рость ветра внутри смерча 40—50 м/с, а иногда и более. Направление движения воздуха в смерче обычно против хода часовой стрелки. Внутри вихря воздух сильно разре­жен и перемещается снизу вверх, увлекая все за собой.

Смерчи и тромбы наблюдаются в теплую половину го­да при наличии грозовых облаков. Они обладают огром­ной разрушительной силой.

Смерчи часто наблюдаются в Антарктиде на стыке двух движущихся воздушных масс: теплого воздуха со стороны океана и сухого холодного, стекающего по склону.

Циклоны представляют собой огромные воздушные ви­хри, в которых движение воздуха в Северном полушарии происходит против хода часовой стрелки. В Южном — по ходу часовой стрелки, отклоняясь от изобар в сторону низкого давления на 10—15°.

Над океанами средний диаметр циклона обычно со­ставляет 1000—1200 км.

Наиболее сильный ветер наблюдается в передней и ты­ловой частях циклона. В центре циклона ветер слабый, иногда здесь наблюдается штиль.

Давление в центре циклона на всех уровнях наи­меньшее по сравнению с давлением в других его частях и колеблется в пределах от 960 до 1100 мбар. Скорость перемещения циклонов обычно 20—40 км/ч (порядка 700 км/сутки), однако в отдельных случаях циклоны мо­гут проходить 2 тыс. км в сутки и более.

Циклоны вызывают пасмурную погоду: летом с дож­дями, зимой со снегопадами и метелями. Особую опас­ность для мореплавателей представляют тропические ци­клоны. Признаками приближения тропического циклона могут быть:

— появление зыби, идущей не от того направления, от которого дует или дул ветер ранее. При отсутствии каких-либо естественных препятствий на пути волнения последнее может быть встречено в открытом океане на 500—600 миль впереди центра урагана;

— в тропиках — нарушение правильности суточного хода давления и затем быстрое падение его, вне тропи­ков — только быстрое падение давления;

— появление перистых облаков со стороны движения циклона, а затем появление на горизонте нагромождений ливневых облаков;

— удушливая погода, затишье;

— частые и сильные электрические разряды в атмо­сфере.

Антициклоны представляют собой области повышен­ного атмосферного давления с вращательным движением воздуха в Северном полушарии по ходу часовой стрелки, в Южном — против хода часовой стрелки, отклоняясь от изобары в сторону низкого давления на 15—20°.

Диаметры антициклонов нередко превышают 1,5— 2,0 тыс. км.

Давление в центре антициклона над морем в боль­шинстве случаев составляет 1020—1030 мбар, а над су­шей, особенно над Азией, достигает 1050—1055 мбар и более. Градиенты давления в антициклоне небольшие, особенно в центральной части, поэтому в центре анти­циклона часто наблюдаются безветрие или очень слабые ветры. К периферии антициклона ветры заметно усили­ваются.

В центральной части антициклона наблюдается ясная или малооблачная сухая погода: летом жаркая, зимой холодная.

Атмосферное давление. Воздушная оболочка, окружаю­щая земной шар, называется атмосферой. Земная атмо­сфера имеет значительную массу. Поэтому каждый пред­мет, находящийся на поверхности Земли, как и ее по­верхность, испытывает со стороны атмосферы давление.

Атмосферное давление является величиной переменной, поскольку состояние атмосферы постоянно изменяется вследствие неравномерного распределения на Земле сол­нечного тепла. Давление атмосферы принято считать нормальным, если оно равно давлению ртутного столба высотой 760 мм при температуре 0 °С на площади 1 см² земной поверхности в широте 45° на уровне моря. Ниже этой величины атмосферное давление считается понижен­ным, выше — повышенным.

Атмосферное давление характеризуется изменчивостью в пространстве (от одной географической точки к дру­гой) и во времени. Соединяя на карте между собой одинаковые значения давления в различных географи­ческих пунктах, получают линию одинакового давления, которая называется изобарой. Изобары дают наглядное представление о распределении атмосферного давления на определенной территории земного шара.

Распределение давления, выраженное на карте с по­мощью изобар, называют барическим рельефом (рис. 10.3).

Различают три основных вида барического поля: об­ласти пониженного давления, области повышенного дав­ления и барические седловины.

Основными формами областей пониженного атмосфер­ного давления являются циклоны, которые представляют собой области, выраженные замкнутыми изобарами с по­ниженным атмосферным давлением. В центре таких обла­стей на синоптической карте ставится буква Н, которая означает низкое давление.

Области, выраженные замкну­тыми изобарами повышенного давления, представляют собой антициклоны. В центре антициклона на карте ста­вится буква В — высокое давление. Гребни антициклонов представляют собой выступающие части антициклонических областей, которые имеют хорошо выраженную ось и наибольшую кривизну изобар. Выступающие части ци­клонических областей, имеющие ясно выраженную ось и наибольшую кривизну изобар, называются ложбинами.

Атмосферное давление измеряют барометром-анерои­дом, а его изменение непрерывно регистрирует барограф.

Барометр-анероид (рис. 10.4) выполнен в виде круг­лой металлической коробки с гофрированными поверхно­стями. Коробка является его приемной частью, из кото­рой выкачан воздух. Внутри ее помещена пластинчатая пружина, соединенная с коробкой. С изменением атмо­сферного давления коробка деформируется, передавая давление на пластинчатую пружину. С помощью си­стемы передаточных рычажков и цепочки эта деформа­ция передается одной из указательных стрелок, переме­щающейся над шкалой с делениями в миллиметрах или миллибарах (мбар). 1 мбар соответствует 0,75 мм рт. ст., 1 мм рт. ст.— 133,322 Па.

Температура прибора определяется закрепленным на шкале ртутным термометром, имеющим дугообразную форму. Нормальное положение прибора горизонтальное шкалой вверх. Прибор чувствителен к толчкам. Для хра­нения его укладывают в специальный футляр. Прибору придают поверочное свидетельство, из которого выбира­ют поправки для исправления снимаемых показаний.

Барограф (рис. 10.5), непрерывно регистрирующий изменение атмосферного давления, может быть с суточ­ным и недельным оборотом барабана. Приемной частью барографа является столбик анероидных коробок, ниж­няя часть которого закреплена на биметаллической пла­стинке, являющейся температурным компенсатором при­бора. Посредством рычажного механизма, имеющего стрелку с пером, все линейные изменения приемника, про­исходящие под воздействием атмосферного давления, за­писываются на ленте барабана, который вращается с по­мощью часового механизма. Лента барабана имеет сетку, на горизонтальных линиях которой фиксируется величина атмосферного давления в миллиметрах ртутного столба (миллибарах), а на вертикальных — время суток. Прибор помещен в футляр, передняя стенка которого сделана из стекла. Для снятия отсчета необходимо найти давление в точке, соответствующей сроку наблюдения, и запи­сать его. Если требуется определить барическую тенден­цию, т. е. установить факт повышения или понижения атмосферного давления, то необходимо на вертикальной линии отыскать другую точку, отстоящую на три часа до настоящего наблюдения (первой точки) и отсчитать в ней давление. Вычтя из первого отсчета второй, по­лучим величину изменения давления в миллибарах со знаком « », если давление в срок наблюдения было больше чем за 3 ч, или со знаком «—», если меньше. Барограф, как и барометр, — хрупкий прибор и требует бережного обращения. При переносе его перо необходи­мо отводить от барабана. Заводить барограф следует всегда в одно и то же время.

Видимость. Дальностью горизонтальной видимости называется то наибольшее расстояние, на котором воз­можно отличать объекты от окружающего их фона. Дальность видимости оценивают по 9-балльной шкале глазомерно согласно критериям, показанным в табл. 10.5.

Дальность видимости можно определять и по имею­щимся в поле зрения ориентирам: холмам, мысам, горам, маякам, буям, вехам, расстояния до которых известны или могут быть определены. Эти ориентиры можно на­нести на карту (схему), пронумеровать и против каждо­го указать расстояние и пеленг.

Нумеруют их от самого ближнего до наиболее удаленного от поста. Определяют дальность видимости с одного и того же места в светлое и темное время. При этом соблюдают один и тот же по­рядок действий: сначала осматривают ближний (первый) ориентир, за ним последующие в порядке удаленности от поста.

Самым дальним будет считаться тот из них, кото­рый в момент наблюдения достаточно четко различим. Снятое с карты (схемы) расстояние до этого ориентира и будет являться измеренной дальностью видимости. При отсутствии ориентиров в сторону моря видимость оцени­вают по степени яркости линии видимого горизонта (табл. 10.6).

Облака являются одним из важных признаков, харак­теризующих состояние погоды. Они представляют собой видимые скопления продуктов конденсации водяного пара в атмосфере на различных высотах, переносимые воздуш­ными течениями.

Таблица 10.7. названия облаков

Перистые облака — белые тонкие волокнистые облака без теней, часто в виде нитей, пучков или мазков, иногда загибаются в виде когтей. Эти облака бывают также в ви­де полос, идущих через все небо и сходящихся у горизон­та. Ночью перистые облака почти незаметны. Количество перистых облаков может постепенно увеличиваться и за­волакивать все небо. В этом случае они являются пред­вестниками ухудшения погоды.

Перисто-слоистые облака представляют собой тонкую беловатую пленку, которая не размывает контуров солнеч­ного или лунного диска. Солнце просвечивает через эти облака и дает тени.

Перисто-слоистые облака нередко образуют венцы во­круг Луны и Солнца, которые называются гало, дают вер­тикальные столбы, «ложные солнца» и т. п. Перисто-сло­истые облака наблюдаются одновременно с перистыми, но располагаются ниже их, примерно на уровне 6—8 км. Перемещение этих облаков является признаком ухудше­ния погоды.

Перисто-кучевые облака представляют собой мелкие хлопья или барашки, образующие параллельные ряды на высоте 6—8 км. Эти облака малоустойчивы, часто появля­ются и исчезают. Появление перисто-кучевых облаков обычно не сопровождается каким-либо заметным измене­нием погоды.

Высокослоистые облака образуют сплошной ровный, или волокнистый серый, или синеватый покров, более плот­ный, чем покров перисто-слоистых облаков. Солнце и Лу­на видны сквозь такой покров, но их очертания не резкие и не дают теней. Иногда из высокослоистых облаков вы­падает слабый дождь или снег.

В ряде случаев высокослоистые облака образуют не­прерывный сплошной покров вместе с перисто-слоистыми и слоисто-дождевыми облаками, который держится не­прерывно в течение нескольких суток.

Высококучевые облака обычно образуют устойчивые полосы или гряды с просветами голубого неба. Эти гря­ды белого или голубого цвета, иногда имеют форму круп­ных барашков (просвечивающиеся высококучевые). Иногда, уплотняясь, высококучевые облака дают непрерывный темный покров. Солнце сквозь эти облака не просвечива­ется (плотные высококучевые).

Просвечивающиеся высококучевые облака разнообраз­ны по происхождению и осадков не дают, однако они часто бывают спутниками более мощных облаков, вызы­вающих изменение погоды.

Слоисто-кучевые облака образуют довольно низкие ва­лы, гряды или глыбы сероватого и серого цвета, которые обычно располагаются правильными рядами. Между ни­ми иногда бывают просветы голубого неба (просвечиваю­щиеся слоисто-кучевые). Иногда образуют сплошной тем­но-серый покров, состоящий из валов (плотные слоисто-кучевые).

Слоисто-дождевые облака — сплошной бесформенный слой темно-серого цвета, из которого выпадают обложные осадки. Образование этих облаков предвещает длительное ненастье. Если слоисто-дождевые облака наблюдаются после ливневых осадков, то они могут перейти в высокосло­истые облака, постепенно редеющие.

Слоистые облака — равномерный серый покров низких облаков, похожих на туман, из которых нередко выпада­ет морось. Эти облака в ряде случаев переходят в туман или сами образуются из приподнятого тумана.

Слоистые облака образуются обычно в хорошую и ти­хую погоду и свидетельствуют о том, что в нижних слоях воздуха имеется большая влажность. Весьма редко сло­истые облака образуются при дожде под покровом сло­исто-дождевых облаков.

Разорванно-дождевые облака представляют собой низ­кие разорванные крючковатые массы, которые образуются под покровом облаков, дающих осадки, таких, как кучево-дождевые, слоисто-дождевые и др. Эти облака обра­зуются во время выпадения осадков, однако сами они осад­ков не дают.

Кучевые облака представляют собой плотные, отдель­но расположенные образования, хорошо развитые по вер­тикали с куполообразными вершинами и с почти горизон­тальными основаниями. Кучевые облака обычно местного происхождения, т. е. возникают там, где они наблюдаются.

При распространении холодного воздуха над теплы­ми морскими водами образуются кучевые облака хоро­шей погоды. Эти облака образуются на довольно низком уровне, который связан с положением слоя инверсии.

В результате сильного развития кучевых облаков об­разуются громоздящиеся купола. При этой облачности обычно усиливается скорость ветра и возникают шквалы.

Кучево-дождевые облака представляют собой мощные облачные массы в виде гор и башен, достигающих высо­ты нескольких километров. Эти облака образуются при сильном развитии кучевых облаков. Из кучево-дождевых облаков выпадают ливневые осадки (дождь, град, снег, крупа), которые часто сопровождаются активной грозо­вой деятельностью. Грозы часто сопровождаются шква­лами.

Наиболее вероятная средняя высота облаков приве­дена в табл. 10.8.

Таблица 10.8. средняя высота облаков

Атмосферные осадки. Дождь выпадает в виде капель диаметром 0,5—7,0 мм. Различают два вида дождя: об­ложной и ливневый.

Обложной дождь выпадает, как правило, из слоисто-дождевых облаков, которые в большинстве случаев по­крывают все небо сплошным покровом. Для этого дождя характерны постепенное начало и окончание, непрерыв­ное выпадение в течение длительного времени с коротки­ми перерывами без резкой смены интенсивности.

Ливневый дождь характеризуется внезапным началом и окончанием, часто сопровождается активной грозовой деятельностью. Выпадает ливневый дождь в течение не­продолжительного времени, но может быть весьма интен­сивным. Этот дождь выпадает в основном из кучево-дождевых облаков.

Морось — осадки, выпадающие в виде капель диамет­ром 0,05—0,5 мм. Капли мороси почти незаметны на глаз и находятся во взвешенном состоянии в воздухе. Выпадает морось из тумана или слоистых облаков.

Снег — осадки в виде хлопьев или снежных кристал­ликов. Различают два вида снега: обложной и ливневый.

В полярных районах часто наблюдаются снежные за­ряды, которые представляют собой частые кратковремен­ные снегопады большой интенсивности, уменьшающие видимость до нескольких сот и даже десятков метров.

Мокрый снег представляет собой осадки в виде та­ющего снега или снега с дождем.

Снежная крупа — осадки, состоящие из снежных кру­пинок диаметром 2—5 мм. Снежная крупа выпадает при температуре воздуха около 0°.

Снежные зерна — осадки в виде снежных крупинок или палочек малой интенсивности. Диаметр крупинок не более 1 мм.

Ледяная крупа — небольшие ледяные крупинки, в цент­ре которых имеется белое непрозрачное ядро. Диаметр крупинок не более 3 мм. Ледяная крупа выпадает из кучево-дождевых облаков вместе с дождем весной или осенью.

Град — осадки в виде кусочков льда. Диаметр градин до 5—20 мм. Град выпадает из кучево-дождевых облаков в теплое время года. Выпадение крупного града связано с активной грозовой деятельностью.

Ледяной дождь — твердые осадки в виде прозрачных ледяных шариков, имеющих диаметр 1—3 мм. Образует­ся ледяной дождь из капелек дождя, которые замерзают в нижних слоях атмосферы во время выпадения.

Температура воздуха характеризует тепловоз состоя­ние воздушной среды, находящейся над поверхностью моря или суши. Для ее измерения применяют ртутные термометры-пращи, имеющие стоградусную шкалу с ценой деления 0,5 °С. Шкала нанесена на наружную поверхность капилляра.

На верхнем конце термометра закреплен металлический колпачок с ушком, к которому привязывают шнур длиной 60 см. При измерении температуры воздуха термометр-пращ вращают над головой с помощью шнура с наветренной стороны мостика в те­чение 2 мин. Затем снимают отсчет и исправляют его поправкой на шкалу.