Станция для измерения скорости и направления ветра / Хабр

Анемометр предназначен для измерения мгновенной скорости ветра (осреднённой за 2-3с за счет инерции прибора).

Чувствительным элементом является трёхчашечная вертушка. На нижнем конце оси вертушки находится жестко связанная с ней магнитная система, выполняющая роль электрического генератора, вырабатывающего электрический ток пропорционально угловой скорости вращения вертушки. Измерение тока производится стрелочным гальванометром, шкала которого проградуирована в единицах скорости ветра (м/с).

Рис. 31. АРИ-49.

Пределы измерения скорости 2-30 м/с; цена наименьшего деления шкалы 1 м/с; начальная чувствительность 1,5 м/с; погрешность измерения ± (0, 5 0,5v) м/с. Прибор снабжен ручкой, навертываемой на резьбовую часть хвостовика, а также комплектуется специальным наконечником, навертываемым вместо ручки, при установке прибора на шесте. На боковой поверхности корпуса имеются два штыря, на которые анемометр устойчиво опирается, так чтобы чашки не касались поверхности.

ВИЗУАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ И СКОРОСТИ ВЕТРА.

Для визуального определения направления ветра издавна существовал метод, который назывался «держать нос по ветру».

Суть метода заключается в том, что необходимо лицом к ветру, и вытянуть одну руку в направлении на север (или юг), а другую отвести по ветру строго перпендикулярно (на восток или запад). Тем самым обозначится сектор в диапазоне 90^о. Поворачивая лицо, т.е. «держа нос по ветру», можно довольно точно определить направление ветра по максимальному давлению ветра на лицо.

Скорость движения можно определять в баллах на глаз, пользуясь шкалой Бофорта:

0 баллов—0,0—0,2 (0) м/сек — штиль — дым поднимается вертикально. Листья на деревьях неподвижны. Зеркально гладкое море.

1 балл— 0,3—1,5 (1) м/сек — тихий ветер — ощущается как легкое дуновение; дым поднимается не вполне вертикально. Листья неподвижны.

2 балла— 1,6—3,3 (3) м/сек — легкий ветер— слегка колеблет вымпел и временами листья на деревьях,

3 балла — 3,4—5,4 (5) м/сек — слабый — колеблет небольшие ветви деревьев, покрытые листьями. На поверхности стоячих вод появляется рябь.

4 балла — 5,5—7,9 (7) м/сек — умеренный — вытягивает вымпел, поднимает пыль, колеблет ветки, лишенные листьев.

5 баллов — 8,0—10,7 (9) м/сек — свежий — колеблет тонкие стволы деревьев. На воде появляются волны.

6 баллов — 10,8—13,8 (12) м/сек — сильный — колеблет толстые сучья, гудят телеграфные провода. На гребнях волн образуются отдельные барашки.

7 баллов — 13,9—17,1 (15) м/сек — крепкий — колеблет стволы небольших деревьев и без листвы, гнет большие ветви. На гребнях волн образуются многочисленные барашки.

8 баллов — 17,2—20,7 (19) м/сек — очень крепкий — колеблет большие деревья, ломает ветви и сучья, затрудняет движение.

9 баллов — 20,8—24,4 (23) м/сек — шторм — ломает большие голые сучья деревьев, сбрасывает домовые трубы, повреждает крыши.

10 баллов — 24,5—28,4 (27) м/сек — сильный шторм — вырывает с корнем деревья, производит значительные разрушения.

11 баллов — 28,5—32,6 (31) м/сек — жестокий шторм — производит большие разрушения.

12 баллов — свыше 33,0 м/сек — ураган — производит опустошения.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

ПОСТРОЕНИЕ РОЗЫ ВЕТРОВ.

Цель работы: Привить практические навыки в построении розы ветров.

Оборудование: данные параметров ветра у поверхности земли.

Для наглядного представления режима ветра в данном месте для месяца, сезона, года по данным параметров ветра строится роза ветров.

Вначале считаем число дней со штилем и записываем отдельной графой. Далее, для построения розы ветров необходимо определить повторяемость направления ветра по сторонам света (по 16 или 8 румбам.) для различных скоростей. С этой целью строится таблица сопряженности, состоящая из 10 столбцов (для 8 румбов) и 18 столбцов (для 16 румбов). Во второй строке отмечают число сочетаний (случаев) m_i(1÷3м/с) ветра определенного направления со скоростью: 1÷3м/с. В третьей строке определяется число сочетаний различных направлений ветра для скоростей >3м/с. Для каждой градации скорости ветра m_i(1÷3м/с) и m_i(>3м/с) вычисляется сумма Ʃm_i(1÷3м/с) и Ʃm_i(>3м/с).

Четвертая и пятая строки таблицы представляют повторяемость (процентное содержание или вероятность) определенного направлений ветра для соответствующих диапазонов скоростей, и определяются как частное числа случаев на сумму, умноженную на 100%:

(14)

Таблица 3. Преобладающее направление ветра для различных скоростей.

Полученное значение повторяемости необходимо округлить до целого числа. Следует следить за тем, чтобы сумма вероятностей всегда равнялась 100%. В случае неравенства 100% за счет округления полученную разницу необходимо прибавить или отнять от максимального значения вероятности.

Для построения розы ветров из одной точки по направлению восьми основных румбов откладывают отрезки, соответствующие повторяемости направления ветра (%) данного румба в выбранном масштабе. Полученные точки на румбах соединяют прямыми линиями (рис. 32). В центре розы ветров показывают число штилей.

ЯНВАРЬ

V_1÷3м/с V_>3м/с

Рис. 32. Роза ветров.

Таблица 4. Повторяемость направления ветра (%) по румбам и среднее число штилей.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Цель работы:Ознакомление с устройством и принципом работы станции М-49. Привить навыки по определению основных параметров.

Оборудование: Дистанционная метеорологическая станцияМ-49.

НАЗНАЧЕНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ.

Метеостанция М-49 предназначена для дистанционного измерения скорости и направления ветра температуры и относительной влажности воздуха на расстоянии до 100 метров в стационарных условиях. Принцип действия метеостанции М-49 основан на преобразовании метеорологических параметров в электрические величины, отсчитываемые визуально по показаниям соответствующих электроизмерительных приборов.

Рис. 33. Метеостанция М-49

Рис. 34. Пульт управления.

Порядок работы.

Измерение скорости ветра осуществляется путем определения среднего и максимального отклонения стрелки, в течение 12 – 15 сек на шкале скорости, находящейся внизу прямоугольного циферблата. Цена деления шкалы 1 м/с.

Определение остальных параметров (температуры воздуха, относительной влажности и направления ветра), осуществляется выбором вида измерения путем переключением в соответствующее положение переключателя рода работ, находящегося справа, на передней панели пульта управления и включением питания V.

Переключатель род работ имеет пять положений: φ; %, К, Тв, Тн, где φ – направление ветра;

% – относительная влажность;

К – калибровка температуры;

Тв – температура выше нуля (диапазон -5,0 ÷ 45,0^оС);

Тн – температура ниже нуля (диапазон -5,0 ÷ – 55,0^оС).

Измерение направления ветра:

– установить переключатель рода работ в положение φ;

– включить питание V в положение 220В на 12- 15 сек;

– направление определятся в десятках градусов (10, 230, 350) по внешней шкале круглого циферблата.

Измерение относительной влажности воздуха:

– установить переключатель рода работ – в положение %;

– включить питание V в положение 220В на 12- 15 сек;

– относительная влажность воздуха определятся в целых единицах (53, 78, 100) по внутренней шкале круглого циферблата.

Измерение температуры воздуха:

Для точного измерения температуры воздуха необходимо откалибровать шкалу измерителя. Для этой цели на передней панели пульта управления между переключателем рода работ и переключателем питания установлен потенциометр «К».

Порядок измерения:

– включить питание V в положение 220В на 12- 15 сек;

– установить переключатель рода работ в положение «К»;

– потенциометром калибратора температуры «К» перевести стрелку на шкале температур и скорости ветра прямоугольного циферблата в крайнее правое положение;

– установить переключатель рода работ в положение «Тв» или «Тн» в зависимости от диапазона измерения;

– температура воздуха определятся в целых единицах с десятыми долями градуса (5,4; 18,2; -10,0^оС) по верхней шкале прямоугольного циферблата.

По окончании измерения необходимо перевести переключатель «питание» в вертикальное положение V.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 9.

ИЗМЕРЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ

Цель работы:Ознакомиться с основными методами и приборами для измерения давления воздуха.

Оборудование:ртутно-чашечный барометр СР-А, барометр-анероид, барограф.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

Основным прибором для измерения атмосферного давления на сети метеорологических станций является ртутный чашечный барометр. Жидкостный барометр изобретен Торричелли (1643 г.), а название “барометр” приписывают Бойлю (1665 г.), до него прибор называли “Торричеллиевой трубкой”.

Принцип действия ртутного барометра основан на уравновешивании атмосферного давления весом ртутного столба.

Если стеклянную трубку, запаянную с одного конца, заполнить ртутью, затем прикрыть ее отверстие, опрокинуть и опустить незапаянным концом в чашку с ртутью, то после открытия отверстия трубки из нее выльется только часть ртути. Оставшийся столб ртути высотой Н будет определяться атмосферным давлением Р_атм., т.е. давление внутри трубки Р уравновешивает атмосферное давление Р_атм:

Р = Р_атм или Нρg = Р_атм., (15)

где ρ – плотность ртути; g -ускорение силы тяжести.

При изменении атмосферного давления равновесие будет нарушаться, и, соответственно, будет меняться и высота ртутного столба. Таким образом, измеряя Н при известных ρ и g, определяют атмосферное давление в данной точке.

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Порядок измерения:

1. Открывают дверцу шкафчика, отсчитывают температуру по термометру с точностью до 0,1 С.

2. Перед отсчетом необходимо слегка постучать по стеклянной трубке барометра, чтобы справа и слева от мениска были видны треугольные просветы.

3. Вращением кремальеры подводят нониус сверху до кажущегося касания его срезов вершины мениска ртути в барометрической трубке. При этом глаз должен находиться на визирной линии, проходящей через нуль нониуса и заднего среза кольца нониуса (рис. 33 в).

4. Производят отсчет атмосферного давления с точностью до 0,1 деления шкалы:

· Непосредственно под нулевым делением нониуса на основной шкале находится искомое целое число гПа;

· Номер деления нониуса, совпадающего с делением основной шкалы, показывает число десятых долей гПа.

В отсчёты по шкале барометра вводят три поправки:

1. Инструментальная поправка, учитывающая индивидуальные особенности конкретного прибора; она длительное время, остается неиз­менной, определяется сличением с инспекторским барометром и указы­вается в поверочном свидетельстве.

2. На приведение веса ртути к нормальному ускорению свободного падения на широте 45° на уровне моря. Она имеет положительное значение в высоких широтах (от 45 до 90), так как здесь показания барометра являются заниженными и отрицательной в низких (от 0 до 45), где показания являются завышенными. Исправленная величина давления выражает вес атмосферного столба на уровне станции.

3. На приведение показаний барометра к температуре 0°С так, как удельный вес ртути зависит от температуры.Температурная поправка вводится со знаком « – » при температурах выше 0С, так как при повышении температуры ртуть расширяется, плотность ее уменьшается и со знаком « » при температурах ниже 0С.

Обычно первая и вторая поправки для метеостанции являются постоянными, поэтому их объединяют в одну общую поправку.

Введением указанных поправок получают давление на уровне станции, которое затем приводят к уровню моря. Для этого используют таблицы, рассчитанные по барометрической формуле.

БАРОМЕТР – АНЕРОИД.

На метеорологических станциях для измерения давления барометры – анероиды не используются, однако их применяют, например, в экспедициях, на постах и т.д.

Принцип действия барометра-анероида (рис. 36) основан на деформации металлических анероидных коробок (внутри которых воздух разряжен) под действием давления.

Анероидная коробка состоит из двух гофрированных спаянных по периметру круглых металлических мембран, имеющих жесткие центры с крепежными ножками. Внутри коробки создается вакуум. Из отдельных коробок, скрепленных между собой, могут собираться блоки.

Линейные изменения толщины коробок преобразуются передаточным рычажным механизмом в угловые перемещения стрелки барометра-анероида относительно шкалы. Передаточное отношение может достигать 1:1000, т.е. небольшие деформации коробки увеличиваются в 1000 раз.

Шкала градуирована в паскалях. Цена одного деления 100Па или 1гПа. Для измерения температуры прибора в прорези шкалы прикреплен дугообразный ртутный термометр. Цена деления его шкалы 1^о С.

Рабочее положение барометра-анероида – горизонтальное. Футляр, в котором находится анероид, предохраняет его от резких колебаний температуры и открывается только на время измерений.

В показания анероида вводят три поправки: шкаловую, температурную и добавочную, которые даются в поверочном свидетельстве к каждому прибору.

Шкаловая поправка учитывает инструментальную неточность работы самого прибора, поэтому на различных участках шкалы она может быть разной. В поверочном свидетельстве шкаловые поправки приводятся через каждые 1000Па. Для промежуточных показаний поправку определяют путем интерполяции двух соседних поправок.

Температурная поправка учитывает влияние температуры. При одинаковом давлении, но разной температуре прибора, показания анероида могут быть разными, так как с изменением температуры упругость анероидных коробок не остается постоянной. Чтобы исключить влияние температуры, показания анероида приводятся к 0^о С.

Для этой цели дается температурный коэффициент k на 1^о С. Для получения температурной поправки его надо умножить на температуру прибора: D_t = kt.

Добавочная поправка учитывает остаточную деформацию (гистерезис) коробок. Эта поправка меняется во времени.

Барометр-анероид поверяется не реже одного раза в 6 месяцев в поверительных лабораториях Госстандарта.

ПРАВИЛА ИЗМЕРЕНИЯ И ВЫЧИСЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПО БАРОМЕТРУ-АНЕРОИДУ:

1. Открыть футляр, отсчитать показания термометра при анероиде с точностью до 0,1^оС.

2. Слегка постучать по стеклу анероида для преодоления трения в передаточном рычажном механизме.

3. Отсчитать положение стрелки относительно шкалы с точностью до 0,1 деления шкалы (10Па).

4. Найти по поверочному свидетельству шкаловую, температурную и добавочные поправки с соответствующим знаком « » или «-» .

5. Поправки суммировать алгебраически, ввести в результат отсчета и записать исправленные показания в Па и гПа.

Примечание:

1.) 1Па = 1Н/м² = 0,01гПа

2.) Соотношение между гПа, мб, и мм следующее:

1гПа = 1мб = 0,75мм рт. ст.;

1мм рт. ст. = 1,33мб = 1,33гПа.

6 .Результаты наблюдений по анероиду записать в таблицу.

БАРОГРАФ.

Барограф метеорологический М-22предназначен для непрерывной регистрации атмосферного давления (рис. 37).

Пределы измерения от 780 гПа до 1060 гПа, погрешность измерения ±1-2гПа. Рабочий диапазон при температуре воздуха от – 10 до 45 С. Механизм барографа помещен в пластмассовый корпус с откидной крышкой. В помещении метеостанции барограф устанавливается на полочке, укрепленной на стене, на высоте 110 – 130 см от пола.

Чувствительным элементом в нем служит блок мембранных анероидных коробок 2, смещение оси, которых, вследствие колебания давления передается системой рычагов 4 на перо 5. Нижнее основание блока укреплено на биметаллической пластинке температурного компенсатора, смонтированного на нижней стороне платы. Термокомпенсатор представляет собой биметаллическую пластинку и служит для исключения влияния температуры на показания прибора. Центр верхней коробки через передаточную систему связан со стрелкой, на конце которой находится перо.

Регистрирующая частьбарографа представляет собой барабан с часовым механизмом внутри. На барабан надевается бумажная лента, на которой нанесены горизонтальные и дугообразные деления сверху вниз. Горизонтальные линии соответствуют атмосферному давлению в мм. рт. ст. или мб через 2 единицы давления, дугообразные – интервалам времени.

На недельном самописце один оборот барабана совершается за 176 часов и дугообразные деления на ленте проведены через 2 часа. На суточном барографе деления на регистрирующей ленте проводятся через 15 минут.

Перо на конце стрелки при подготовке самописца к работе наполняется специальными чернилами. При вращении барабана перо, касаясь ленты, оставляет на ней запись соответственно колебаниям атмосферного давления. Установка пера на требуемое деление диаграммной ленты (перевод пера вверх или вниз) осуществляется вращением установочного винта. Отметка времени производится нажатием кнопки.

В сроки наблюдений по записи барографа определяют барическую тенденцию, т.е. величину, знак и характер изменения атмосферного давления за последние три часа.

Прибор является относительным, поэтому для обработки барограмм, как у термографа и гигрографа, необходимо параллельное измерение давления абсолютным прибором (барометром).

В основном на станциях по виду записи барографа определяется характеристика барометрической тенденции, т. е. абсолютной величины разности: ΔР=Р_i-P_i-1 и вид этого участка барограммы (рис. 38).

Рис. 38. Барограмма.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Форма облаков определяется визуально по их внешнему виду в соответствии с принятой классификацией облаков. Для того чтобы правильно оценить форму облаков, необходимо пользоваться Атласом облаков, в котором представлены основные формы, виды и разновидности облачности.

Определение форм облаков, их видов и разновидностей производится для всех облаков, имеющихся на небосводе. Начинать следует с тех, которые занимают наибольшую часть небосвода, а затем переходить к следующим, в порядке убывания их видимого количества. Всем наблюдателям при определении формы облаков необходимо пользоваться морфологической классификацией, в соответствии с которой в зависимости от их внешнего вида и структуры выделено 10 основных форм облаков, которые распределены по ярусам:

Верхний ярус C_H(High) (от 6000м до нижней границы тропопаузы):

	Ci – Перистые облака (Cirrus) — это отдельные облака волокнистой структуры и белесоватого оттенка. Иногда они имеют очень правильное строение в виде параллельных нитей или полос, иногда же наоборот, их волокна спутаны и разбросаны по небу отдельными пятнами. Перистые облака прозрачны, так как состоят из мельчайших ледяных кристалликов. Часто появление таких облаков предвещает изменение погоды.
	Сc ––Перисто-кучевые облака (Cirrocumulus) —слой облаков, тонких и просвечивающихся, как перистые, но состоящих из отдельных хлопьев или мелких шариков, а иногда как бы из параллельных волн. Эти облака обычно образуют, образно говоря, «кучевое» небо. Часто они появляются вместе с перистыми облаками. Бывают, видны перед грозами.
	Cs – – Перисто-слоистые облака (Cirrostratus) —тонкий, просвечивающийся беловатый или молочного оттенка покров, сквозь который отчетливо виден диск Солнца или Луны. Покров этот может быть однородным, как слой тумана, либо волокнистым. На перисто-слоистых облаках наблюдается характерное оптическое явление – гало (светлые круги вокруг Луны или Солнца, ложное Солнце и др.). Как и перистые, перисто-слоистые облака часто указывают на приближение ненастной погоды.

Ci Cc Cs – ледяные облака, осадки не достигают земли.

Средний ярус C_M(Middle) (от 2000 до 6000м).

Они отличаются от сходных облачных форм нижнего яруса большой высотой, меньшей плотностью и большей вероятностью наличия ледяной фазы. К среднему ярусу (h=2 – 6км) относят высококучевые и высокослоистые облака.

Нижний ярус (C_L) (Low) (от поверхности земли до 2000м).

По происхождению, т. е. по характеру процесса их образования, облака нижнего яруса можно разделить на слоистые и кучевые. Слово «кучевые» (от латинского «куча», «груда») обозначает скученность облаков.

Облака вертикального развития имеют вид отдельных плотных облачных масс, сильно развитых по вертикали. Один из отличительных признаков: вершины облаков всегда ослепительно белого цвета, а основание белого, сероватого или темно-серого цвета.

Приближенно форму кучевых облаков можно определить по соотношению вертикальных h и горизонтальных L размеров:

Если горизонтальные размеры превышают вертикальные L >> h – слоисто-кучевая (Sc) облачность.
Слоисто-кучевые – (Stratocumulus) – Sc -Серые крупные гряды (волны), разделенные просветами или сливающиеся в сплошной волнистый покров. Высота 0,3 – 1,5 км. Толщина от нескольких десятков метров до 0,2 – 0,8 км. В случае приблизительного равенства горизонтальных и вертикальных размеров облаковL ≈ h, их можно отнести к кучевой облачности.
L ≈ h – Кучевые облака Cu
Cu – Кучевые облака (Cumulus) – плотные, резко очерченные, с плоским, сравнительно темным основанием и куполообразной белой, как бы клубящейся, вершиной, напоминающей цветную капусту. Облака небольшого и среднего размера, хорошо выраженные в чистом небе, являются признаком хорошей погоды и называются «облака хорошей погоды». В случае, когда вертикальные размеры превышают горизонтальные L << h, наблюдаются мощно-кучевые облака.
	Cu cong – – Мощно-кучевые облака –– являются развитием кучевых облаков. Достаточно сильно развиты по вертикали (2-4 км.). Основания имеют темно-серый цвет, а сильно клубящиеся вершины – ослепительно белые. Иногда сливаются в большие группы. Из мощно-кучевых облаков осадки не выпадают. Если из мощно-кучевой выпадают осадки, то это кучево-дождевые облака.
	Cb –Кучево-дождевые облака – (Cumulonimbus) – формируются в процессе дальнейшей эволюции Cu cong. Это более массивные, сильно развитые по вертикали облака. Наличие грома, молний и наковален говорит о том, что перед нами Cb.

Слоистые облака St –(Stratus) – это облака, которые в противоположность конвективным облакам развиваются по горизонтали, а не по вертикали.

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Визуальные наблюдения за явлениями погоды ведутся непрерывно круглосуточно. При этом определяются:

· вид явления погоды;

· время начала (возникновения) явления;

· интенсивность явления и ее изменения;

· отдаленность явления от места наблюдения;

· время прекращения (перемещения, исчезновения) явления.

Вид явления определяется по внешним признакам явления.

Время начала (возникновения) явления отмечается в часах и минутах (с точностью до минуты). После возникновения явления наблюдатель следит за изменением его интенсивности.

Наблюдения за интенсивностью и развитием атмосферных явлений производятся непрерывно, в течение суток. Наблюдатель должен с точностью до минуты отмечать время начала и окончания явления, интенсивность, изменение интенсивности. Интенсивность шквала, вихря, смерча, ледяных игл, зарницы, полярного сияния и миража не оценивается.

За начало явления принимается момент, когда наблюдатель обнаружил признаки атмосферного явления в соответствии с описанием.

Если одновременно наблюдается несколько явлений, то нужно отмечать время начала и окончания каждого явления. Если явление не закончилось до следующего срока, то запись переходит от срока к сроку и ведется до окончания явления.

Явление считается окончившимся, если в течение 15 минут оно не возобновилось.

Если в срок наблюдения явления нет, а они закончились в течение последнего часа, то это тоже учитывается, как текущая погода ww.

При характеристике погоды в срок ww (текущая погода) учитываются явления и облачность, которые имели место в течение 10 минут, предшествующие соответствующему сроку наблюдения.

Вид явления записывается символом, а справа над символом указывается знак интенсивности (0 – слабая, 1 – умеренная, 2 – сильная).

Характеристика динамики интенсивности явлений, ведется с сокращениями: нач. –— началось; обр. – образовалось; осл. –— ослабло;

усил. — усилилось; смещ. –— сместилось; прек. –— прекратилось.

Запись явлений погоды ведется условными символами синоптического кода:

• – дождь; – снег; – морось; – дымка (видимость 1-10 км); – туман (видимость < 1,0 км); – гроза; – пыльная, песчаная буря; – метель; – позёмок; – ливневый дождь; – град .

ТУМАНЫ.

Скопление в воздухе мельчайших продуктов конденсации водяного пара ухудшающие горизонтальную дальность видимости (на уровне глаз стоящего на земле наблюдателя) менее 1000 м.

Дымка (или туманный воздух) – Сильно разреженный туман – сплошное, однородное, серое или голубоватое помутнение атмосферы с горизонтальной дальностью видимости от 1000 м до 10 км.

Поземный туман – Туман, низко стелящийся над земной поверхностью сплошным тонким слоем или в виде отдельных клочьев, с вертикальной протяженностью не более 2 м.

Просвечивающий туман – Туман с вертикальной протяженностью более 2 м, но слабо развит по вертикали, так что возможно определить состояние неба (количество и форму облаков).

Сплошной туман с горизонтальной видимостью менее 1000м, достаточно развитый по вертикали, так что невозможно определить состояние неба (количество и форму облаков).

МЕТЕЛИ.

Перенос снега ветром с поверхности снежного покрова (приводящий к перераспределению снега и образованию сугробов), либо взвешенные в атмосфере частицы снега.

Позёмок – Перенос снега ветром с поверхности снежного покрова в слоевысотой до 2 м, не приводящий к заметному ухудшению видимости – горизонтальная видимость составляет 10 км и более. Возникает при скорости ветра 5 – 6 м/с и более.

Низовая метель – Перенос снега ветром с поверхности снежного покрова в слое высотой несколько метров с заметным ухудшением горизонтальной видимости от 1 до 10 км. Вертикальная видимость хорошая, возможно определить состояние неба. Возникает при скорости ветра 7 – 9 м/с и более.

Общая метель – Интенсивный перенос снега ветром в приземном слое атмосферы, достаточно развитый по вертикали, так что невозможно определить состояние неба и невозможно установить, выпадает ли снег из облаков или переносится только снег, поднятый с поверхности снежного покрова. Возникает при скорости ветра 10 м/с и более.

Снежная мгла – Сплошное однородное помутнение атмосферы с горизонтальной дальностью видимости от 1 до 10 км за счёт взвешенных в воздухе мелких частиц снега. При этом в видимой окрестности нет признаков подъёма снега ветром с поверхности земли.

Не следует путать снежную мглу с ледяными иглами.

ЛИТОМЕТЕОРЫ.

Перенос пыли (песка) ветром с земной поверхности, либо взвешенные в атмосфере твёрдые частицы (пыль, дым, гарь и т.п.).

Пыльный (песчаный) позёмок – Перенос пыли ветром с земной поверхности в слое высотой до 2 м, не приводящий к заметному ухудшению горизонтальной видимости (VV ≥10км). Возникает при сухой поверхности почвы и скорости ветра 6 – 9 м/с и более.

Пыльная (песчаная) буря – Перенос больших количеств пыли ветром в слое высотой несколько метров с заметным ухудшением горизонтальной видимости от 10 км до 1 км, и даже до нескольких десятков метров. Возникает при сухой поверхности почвы и скорости ветра ≥10 м/с.

Мгла – явление сплошного сильного помутнения воздуха вследствие массы плавающих в нем мелких твердых частиц различного происхождения (пыль, дым заводов, лесных и торфяных пожаров).

КОНВЕКТИВНЫЕ ЯВЛЕНИЯ.

Явления, связанные с кучево-дождевыми облаками.

Шквал – внезапное и кратковременное усиление скорости ветра (более 15 м/с), сопровождающееся изменением его направления.

Гроза – Мощные разряды атмосферного электричества, сопровождаемые вспышкой света (молнией) и резкими звуковыми раскатами (громом), слышными на расстоянии в несколько километров (иногда до 20 км).

Зарница – отдаленная молния без грома. При зарнице небо может быть, малооблачным или вообще ясным.

Воспользуйтесь поиском по сайту:

· за время начала грозы принимается момент первого удара грома независимо от того, была ли видна молния;

· за время окончания грозы принимается момент последнего удара грома при условии, что за последние 15 мин гром не повторился;

· при грозе определяется направление ее перемещения по 8 румбам или направление от станции, в каком наблюдается гроза;

· считается, что гроза наблюдается на станции, если вспышка молнии практически немедленно сопровождается громом; если промежуток времени между вспышкой молнии и громом не превышает 10 с, гроза считается близкой, а если более 10 с—отдаленной;

· при выпадении града наблюдатель должен указать средний размер (диаметр) наиболее крупных градин (с точностью до 1см);

· при возникновении шквала, вихря, смерча, а также при грозе и ливневом дожде необходимо измерить максимальный порыв скорости ветра и определить изменение направления ветра;

· при возникновении тумана, дымки, мглы, осадков, метели, пыльной и песчаной бури необходимо определить значение видимости в явлении и фиксировать ее изменение через каждые 500 м, а при видимости менее 1000 м — через 200 м.

Пример записи результатов наблюдений:

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13

ИЗМЕРЕНИЕ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ

Цель работы:ознакомиться с основными методами измерения количества выпадающих осадков и приборами, применяющимися при этом.

Оборудование: осадкомер Третьякова, плювиограф П – 2М.

КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА ОСАДКОВ.

Осадкаминазывают воду, выпадающую в жидком или твердом виде на поверхность земного шара и наземные предметы из облаков и из воздуха вследствие конденсации содержащегося в нем водяного пара (иногда называют гидрометеорами).

В соответствии с морфологической классификацией выделяют следующие виды осадков: морось, дождь, снег, мокрый снег, крупа, град.

Генетически, т.е. в зависимости от физических условий образования, осадки подразделяются на следующие виды:

– обложные осадки;

– ливневые осадки;

– моросящие осадки;

– неклассифицированные осадки;

– осадки, образующиеся на поверхности земли и на предметах.

ОБЛОЖНЫЕ ОСАДКИ.

Обложные осадки – это продолжительные и распространяющиеся на большую площадь осадки средней интенсивности 0,6 – 3,0 мм/ч. Характеризуются монотонностью выпадения без значительных колебаний интенсивности.

Дождь — жидкие осадки в виде капель диаметром от 0.5 до 5мм. Отдельные капли дождя оставляют на поверхности воды след в виде расходящегося круга, а на поверхности сухих предметов — в виде мокрого пятна.

Снег — твердые осадки, выпадающие в виде снежных кристаллов (снежинок) или хлопьев. При слабом снеге горизонтальная видимость составляет 4 – 10 км, при умеренном 1 – 3 км, при сильном снеге — менее 1000 м.

Мокрый снег — смешанные осадки, выпадающие при положительной температуре воздуха в виде хлопьев тающего снега.

ЛИВНЕВЫЕ ОСАДКИ.

Ливневые осадки – осадки с резко меняющейся в пространстве и во времени интенсивностью (более 3,0 мм/ч, но может достигать 30 мм/мин), выпадающие из кучево-дождевой облачностив виде дождя, снега, крупы, града.

Главным признакомосадков ливневого характера является не их высокая интенсивность (ливневые осадки могут быть и слабыми), а именно сам факт выпадения из кучево-дождевых облаков, что и определяет колебания интенсивности осадков.

Ливневый дождь — дождь ливневого характера.

Ливневый снег — снег ливневого характера. Характеризуется резкими колебаниями горизонтальной видимости от 6 – 10 км до 100 — 200м в течение периода времени до получаса (снежные «заряды»).

Снежная крупа — твердые осадки ливневого характера, имеющие вид непрозрачных белых крупинок диаметром 2-5мм.

Ледяная крупа — твердые осадки ливневого характера, выпадающие при температуре воздуха от −5°С до 10°С в виде прозрачных ледяных крупинок диаметром 1 – 3 мм; в центре крупинок — непрозрачное ядро.

Град — твердые осадки, выпадающие в теплое время года в виде кусочков льда различной формы и размеров. Продолжительность града обычно невелика — от 1 – 2 до 10 – 20 мин. В большинстве случаев град сопровождается ливневым дождём и грозой.

МОРОСЯЩИЕ ОСАДКИ.

Моросящие осадки – осадки, имеющие слабую и мало меняющуюся во времени интенсивность (менее 0,6 мм/ч); начинаются и прекращаются постепенно. Распространяются на обширные области.

Морось — жидкие осадки в виде очень мелких капель (диаметром менее 0,5мм), как бы парящих в воздухе. Сухая поверхность намокает медленно и равномерно. Осаждаясь на поверхность воды, не образует на ней расходящихся кругов.

Снежные зёрна — твердые осадки в виде мелких непрозрачных белых частиц диаметром менее 2 мм, выпадающие при отрицательной температуре воздуха.

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Роса — капельки воды, образующиеся на поверхности, в результате конденсации содержащегося в воздухе водяного пара при положительной температуре воздуха и почвы, малооблачном небе и слабом ветре.

Иней — белый кристаллический осадок, образующийся на поверхности, в результате сублимации содержащегося в воздухе водяного пара при отрицательной температуре почвы, малооблачном небе и слабом ветре.

Изморозь – белый, рыхлый осадок кристаллического или зернистого строения, наблюдающийся на ветвях деревьев, проводах и других предметах в морозную погоду при слабых ветрах.

Гололед – слой матового или прозрачного льда, нарастающего на поверхности, вследствие замерзания капель переохлажденного дождя или мороси.

Гололедица — слой бугристого льда или обледеневшего снега, образующийся на поверхности земли вследствие замерзания талой воды, когда после оттепели происходит понижение температуры воздуха и почвы (переход к отрицательным значениям температуры). Гололедица наблюдается только на земной поверхности.

НАБЛЮДЕНИЯ ЗА КОЛИЧЕСТВОМ ОСАДКОВ.

Количество осадков измеряют толщиной слоя жидкой воды, который мог бы образоваться после выпадения осадков на горизонтальную непроницаемую поверхность. Обычно количество осадков измеряется в миллиметрах; 1мм соответствует массе осадков 1кг, выпавших на площадь 1м. Количество осадков обычно определяют для определенных промежутков времени и вычисляют с точностью до 0,1мм.

Интенсивностью осадков называют их количество, выпавшее в единицу времени. Интенсивность измеряется в миллиметрах слоя воды за час, 12 часов или сутки.

ОСАДКОМЕР ТРЕТЬЯКОВА.

Осадкомер Третьякова, является основным прибором для измерения жидких и твердых осадков на метеорологической сети (рис. 42).

Осадкомер Третьякова состоит из двух сменных ведер, одной крышки к ведру, тагана для установки ведра, планочной защиты и измерительного стакана.

Приемная площадь ведра равна 200 кв. см, его высота 40см. Для предотвращения выдувания и испарения осадков в нижней половине ведра 3 впаяна конусовидная диафрагма 2, отверстие которой в летнее время закрывается воронкой 1. Для слива осадков из ведра под диафрагмой служит отверстие с носиком 5 и колпачком 4.

Защита осадкомера Третьякова состоит из 16 изогнутых трапециевидных планок 6, скрепленных своими верхними и нижними основаниями на специальных кольцах. Такое крепление позволяет планкам колебаться от порывов ветра, стряхивая при этом попавший на них снег.

УСТАНОВКА И ПОРЯДОК НАБЛЮДЕНИЙ

Осадкомер устанавливается на столбе так, чтобы верхний срез ведра был расположен на высоте 2м. Верхние края планок должны находиться в одной горизонтальной плоскости с верхним краем ведра.

Количество выпавших осадков измеряют два раза в сутки в сроки наблюдений ближайшие к 8.00 и 20.00 часам поясного декретного (зимнего) времени. При измерении ведро закрывают крышкой, снятой с принесенного второго ведра, вынимают его из тагана и ставят второе ведро в таган. Смена ведер и измерение количества осадков производится в каждый срок измерения, независимо от того, выпадали осадки или нет.

Ведро с осадками уносят в помещение станции, где скопившуюся в ведре воду через сливное отверстие (носок) выливают в измерительный стакан. Если осадки выпали в твердом виде, их измеряют, лишь после того, как они растаяли. Запрещается ставить около отопительных приборов.

Измерительный стакан осадкомера служит для измерения осадков, попавших в ведро осадкомера. Его шкала имеет 100 делений. Цена деления 2см³, что при площади приемного отверстия 200см² соответствует 0.1мм осадков (2см³/200см²=0.01см).

Сумму осадков за сутки вычисляют как сумму результатов измерений за два срока.

При измерении количества осадков с помощью осадкомера возникает погрешность. Поэтому к результатам измерений вводят поправки:

– жидкие осадки до 0,5 деления – поправка 0,1 мм;

– жидкие осадки 0,5 деления и более – поправка 0,2 мм;

– твердые осадки до 0,5 деления – поправка 0,0 мм;

– твердые осадки 0,5 деления и более – поправка 0,1 мм.

ПЛЮВИОГРАФ.

Плювиограф (рис. 43) служит для непрерывной регистрации количества и интенсивности жидких осадков. По показаниям плювиографа можно вычислить и общее количество осадков за какой-нибудь промежуток времени.

Плювиограф состоит из цилиндрического сосуда с приемной площадью 500см². В нижней части сосуд переходит в конус, заканчивающийся сливной трубкой, которая вставляется в воронку трубки 2,идущей от поплавковой камеры 3. Приемный сосуд соединен с железным цилиндрическим корпусом.

Рис. 43. Плювиограф.

При выпадении осадков вода из приемного сосуда 1 переливается в поплавковую камеру 3, внутри которой находится полый металлический поплавок 4со стержнем 5и стрелкой 6,заканчивающейся пером. При этом поплавок, находящийся в камере, поднимается, и перо начинает писать на ленте, причем, чем интенсивнее осадки, тем круче подъем кривой. Как только осадки заполнят поплавковую камеру, начинает действовать сифон 8 и вода из камеры автоматически выливается в контрольный сосуд. В этот момент перо опускается вниз и чертит на ленте вертикальную линию от верхнего края до нулевого положения. Если осадки продолжают выпадать, поплавковая камера снова наполняется водой и перо поднимается вверх. Если осадки прекращаются, перо чертит на ленте горизонтальную линию. В нижней части корпуса прибора помещается контрольный сосуд 10, в который сливаются осадки из поплавковой камеры.

Установка. Прибор устанавливают горизонтально на открытой площадке на специальном столбе так, чтобы его верхняя часть была на высоте 2м от поверхности почвы. Плювиограф укрепляется проволочными оттяжками.

Ленты плювиографа меняют ежедневно. При смене лент заводят часовой механизм. На обороте ленты отмечают время установки и снятия ленты, а также определенное по измерительному стакану количество осадков, слитых сифоном в контрольный сосуд 10.

В холодное время плювиограф не используют, так как вода в сосуде может замерзнуть и повредить прибор.

ГОЛОЛЕДНЫЙ СТАНОК.

Гололедный станокприменяется для наблюдений загололедом, изморозью, отложениями мокрого снега и состоит из трех столбов 3(рис. 32) со скобами 2, на которые свободно навешиваются загнутыми концами четыре провода 1 (длиной 104см и диаметром 5мм).

Рис. 44. – Гололедный станок: 1 – провода; 2 – скобы; 3 – столбы.

Установкастанка на метеоплощадке производится в вершинах прямоугольного треугольника, ориентированного катетами с севера на юг и с востока на запад. Верхние провода подвешиваются на высоту 225см от поверхности земли. К одному из столбов прикрепляется снегомерная рейка.

Измерениероста образований гололеда, изморози и оседаний снега, определяется на участке нижнего провода длиной 20 см, который очищают каждый раз после наблюдений. Количественно отложения определяются по массе на участке 25см одного из верхних проводов, на котором отложения оказались наибольшими. Для этой цели на провод надевают специальную ванну (рис. 45), закрывают её и вместе с проводом переносят в помещение. Массу растаявшей пробы определяют измерительным стаканом в см³.

Рис. 45. Ванна для оттаивания гололедного отложения. Инструменты для очистки провода: а) пила; б) щипцы; в) скребок.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Цель работы:ознакомиться с основными методами измерения дальности видимости и приборами, применяющимися при этом.

Оборудование: схема ориентиров видимости, М-53А.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛИНИИ ВИДИМОГО ГОРИЗОНТА.

Видимый горизонт является линией, по которой небо кажется соприкасающимся с земной поверхностью. На местности с очень ровным рельефом, видимый горизонт близок по форме к окружности. Диаметр этой окружности, т. е. расстояние от наблюдателя до линии видимого горизонта, принято называть дальностью видимого горизонта. При подъеме точки наблюдения на большую высоту происходит увеличение дальности видимого горизонта.

Определение дальности видимого горизонта на местности определяют по формуле:

(23)

Д — дальность видимого горизонта, км; h — высота точки наблюдения над окружающей местностью, м.

Например, на равнинной степной местности наблюдатель, рост которого 1,7 м, будет видеть линию горизонта на расстоянии около 5 км, а с вершины высотой 50 м на морском берегу, линия горизонта будет видна на расстоянии:

При определении высоты точки, с которой обеспечивается дальность обзора окружающей местности, пользуются зависимостью h = 0,06Д².

Объекты, возвышающиеся над поверхностью земли (моря), видны за горизонтом. Дальность видимости таких объектов с учетом прозрачности атмосферы рассчитывают по формуле:

, (24)

К — коэффициент прозрачности атмосферы (при ясной погоде он имеет значение 1, лёгкой дымке — 0,85, средней дымке — 0,7, слабом тумане — 0,3, густом тумане — 0,1);

h1 — высота наблюдаемого объекта над поверхностью земли (моря), м.

Например, в ясную погоду рубка корабля высотой 20 м над поверхностью воды будет видна наблюдателю с вершины высотой 50 м на морском берегу на расстоянии:

МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКАЯ ДАЛЬНОСТЬ ВИДИМОСТИ.

Дальность видимости – метеорологическая величина; характеристика прозрачности атмосферы и возможности различать зрением удалённые объекты, отделённые слоем воздуха той или иной мутности. Дальность видимости (МДВ) определяют инструментально или визуально для горизонтального слоя атмосферы, поэтому ее чаще называют горизонтальной дальностью видимости (ГДВ). Инструментально-визуальные измерения ГДВ производятся с помощью измерителя видимости М-53А. Дальность видимости измеряется в метрах и километрах.

Видимость в светлое время суток принимается равной расстоянию от наблюдателя до самого удаленного предмета, который еще виден, но представляется наблюдателю в виде серого силуэта без деталей.

Дальность видимости в темное время суток есть расстояние, на котором отчетливо видны огни, в виде светящейся точки. Для ночных наблюдений используются электролампы мощностью 60Вт, без отражательных колпаков.

Визуальное определение ГДВ днем и ночью осуществляется с помощью ориентиров, расстояние до которых точно определено.

В качестве ориентиров выбираются любые стационарные естественные или искусственные объекты в районе метеостанции. Все выбранные ориентиры должны отвечать следующим требованиям:

– быть по цвету близкими к черному;

– иметь угловые размеры не менее 0,5⁰;

– проецироваться на фоне неба или же ниже линии горизонта не более чем на 5⁰;

– не закрываться другими объектами с точки наблюдения;

– располагаться по всем сторонам горизонта;

– резко отличаться по цвету и яркости фона, на котором проецируется;

– не превышать точку наблюдений более чем на 5 – 6⁰;

– быть постоянными.

Ориентиры (предметы или огни) для визуального определения видимости выбираются так, чтобы они обеспечивали наиболее точное определение видимости по всем направлениям.

Расстояние до выбранных ориентиров определяется с помощью мерной ленты, теодолитов, спидометра автомашины.

Для малых расстояний могут использоваться столбы, деревья, мелкие постройки (50 – 200м); для средних (500 – 2000м) – группы деревьев, строения; для больших (V>4км) – рощи, леса, населенные пункты, холмы, горы и т.д.

При отсутствии в районе наблюдения объектов (огней), которые могли бы быть использованы в качестве ориентиров для визуального определения ГДВ, устанавливаются специальные щиты и источники света на них (лампы мощностью 60 Вт).

Для наблюдений за видимостью ночью выбираются световые ориентиры (8 – 9 огней), расположенные на различных расстояниях от места наблюдения. При этом все огни должны быть открытыми и только белого цвета.

После выбора ориентиров составляется схема ориентиров видимости для каждого места наблюдений отдельно для дня и ночи.

На схему наносятся: направление север – юг, место, откуда производится наблюдение, изображение (рисунок или фото) и номера ориентиров, направление (азимут) на каждый ориентир и расстояние до него. В нижней части схемы составляется легенда ориентиров (рис. 34).

Рис. 46. Схема выбора базы и объекта наблюдения

Определение дальности видимости визуальным методом производится в следующей последовательности:

а) Днем:

– наблюдатель выходит к месту наблюдения, для которого составлена схема ориентиров видимости, становится лицом на север и оценивает видимость в этой стороне;

– медленно поворачиваясь через правое плечо, наблюдатель оценивает видимость ориентиров. При этом всегда берется дальний видимый ориентир;

– повернувшись лицом к югу, наблюдатель сравнивает видимость ориентиров в этой стороне.

Выполнение этой операции необходимо из-за разной степени естественной освещенности ориентиров. В северном направлении, видимость лучше (взгляд по Солнцу), чем в южном (взгляд против Солнца). Отмечается ориентир, видимость которого наименьшая.

– продолжая поворачиваться через правое плечо, наблюдатель заканчивает оценку видимости ориентиров;

– вернувшись в исходное положение, наблюдатель заканчивает наблюдение и делает запись в рабочую книжку (допускается делать запись по ходу наблюдения) о дальности видимости, наибольшей и наименьшей видимости ориентиров и явлениях погоды, обуславливающих эту видимость.

Пример: 20.01.92г. 10.55 СВ – №5, В – №8, Ю – №11, З – №16

Худшая №11 – 6 км дымка

– по возвращении на метеостанцию наблюдатель обязан сверить результаты наблюдений со схемой ориентиров видимости и после этого уточнения сделать запись в соответствующую графу дневника погоды.

б) Ночью:

– наблюдатель выходит к месту наблюдения за 5-10 мин до начала измерений, чтобы глаза наблюдателя адаптировались к темноте;

– при наблюдении за дальностью видимости действия такие же, как и днем;

– необходимо помнить, что для наблюдений нельзя использовать цветные огни и источники света, имеющие рассеивающие колпаки;

– огонь считается видимым только в том случае, если он виден как светящаяся точка без ореолов;

– результаты измерений записываются в дневник погоды только после сверки со схемой ориентиров видимости.

Необходимо помнить, что при неодинаковых значениях ГДВ в различных направлениях за ее величину принимается минимальное из полученных значений.

Результаты наблюдений за видимостью записываются в рабочую тетрадь. В графе «Горизонтальная видимость» записывают значение видимости с соблюдением следующих требований:

значение видимости до 2000 м включительно записывают с точностью до сотен метров; от 2 до 4 км записывают с точностью до десятых долей километра; видимость более 4 км записывают в целых километрах.

В графе «Способ определения видимости» записывают способ определения видимости:

ДО – дневные ориентиры; НО – ночные ориентиры;

РП – регистратор прозрачности (РДВ, ФИ-1, ЛИВО, М-53А).

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Международная шкала видимости – глазомерная оценка видимости в условных баллах, соответствующих расстояниям дальности видимости.

0 баллов соответствует дальности видимости 0-50 м.

1 балл – 50-200 м.

2 балла – 200-500 м.

3 балла – 500-1000 м.

4 балла – 1-2 км.

5 баллов – 2-4 км.

6 баллов – 4-10 км.

7 баллов – 10-20 км.

8 баллов – 20-50 км.

9 баллов – более 50 км.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 15

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ МЕТЕОИНФОРМАЦИИ НА КАРТАХ ПОГОДЫ

Цель работы: Освоить основные принципы представления метеорологической информации на приземных картах погоды, а также картах барической топографии, порядок их расшифровки и чтения.

Оборудование: приземные карты погоды, карты барической топографии, карты относительной топографии.

Карты погоды приземные

Приземные карты погоды составляются путем нанесения метеорологических данных, содержащихся в метеорологических телеграммах о состоянии погоды у поверхности земли.

На приземные карты наносится большой комплекс метеорологических величин и явлений погоды, поэтому они являются наиболее информативными.

В зависимости от назначения карта погоды составляются для различных территорий: полушарий, части континентов или океанов (приземные карты погоды), нескольких административных районов (кольцевые карты).

Таблица 6. Основные символы на картах погоды: количество облаков (N, N_h) и высота облаков hизмеренная визуально.

1.) N – Количество баллов общей облачности. Степень покрытия небосвода облаками, т.е. процент небосвода занятый облаками: от 0 (безоблачно) до 10 (сплошная облачность).

2.) C_H – форма облаков верхнего яруса облаков (высота нижней границы облаков > 6км) – Ci – перистые облака.

3.) C_M – форма облаков среднего яруса (высота нижней границы облаков от 2 км до 6 км) – As – высокослоистые; – Ac – высококучевые.

4.) C_L – форма облаков нижнего яруса (высота нижней границы облаков от 0 до 2 км).

– St -слоистые облака; – Sc – слоисто-кучевые;

– Cu – кучевые; – Cu cong – мощно-кучевые;

– Cb – кучево-дождевые.

5.) h_Lh_L(h_L) – высота нижней границы облаков нижнего яруса.

Высота нижней границы облаков определяется двумя способами:

– визуальный

– инструментальный – с помощью приборов

Если – высота нижней границы облаков нижнего яруса представлена двумя цифрами h_Lh_L – то это инструментальный метод измерения.

Высота нижней границы облаков определяется путём умножения цифры кода на 30.

Пример: 03 = 03 х 30 = 90м; 15 = 15 х 30 = 450м.

Если h_L – высота нижней границы измеряется визуально и раскодируется в соответствии с таблицей 6.

6.) WW – явления погоды и осадки в срок наблюдения.

• – дождь; – снег; – морось; – дымка (видимость 1-10 км); – туман (видимость < 1,0 км); – гроза; – пыльная, песчаная буря; – метель; – позёмок; – ливневый дождь; – град .

7.) VV – горизонтальная дальность видимости.

Раскодировка:

– Цифры кода: от 00 до 50 – видимость в километрах с десятыми долями.

Пример: 25 = 2,5км 03 = 300м 50 = 5км.

– Цифры кода: 51 ÷ 55 не используются

– Цифры кода: 56 ÷ 89 – видимость определяется путем вычитания из цифры кода – 50.

Пример: 56 = 56-50 = 6км

Если горизонтальная дальность видимостиVV представлена числами, начинающимися с 9, то это значит, что горизонтальная дальность видимости определялась визуально и раскодируется согласно таблице 7.

Таблица 7.- Значения горизонтальной дальности видимостиVV определенной визуально.

8.) dd – направление ветра.

Рис. 48. – Направление румбов.

9.) ff – скорость ветра.

– 1 метр в секунду; – 2 – 3 метра в секунду;

– 5 метров в секунду; – 25 метров в секунду; – штиль.

10.) РРР – давление гПа с десятыми долями.

Р- десяток Р- единица Р – десятые доли.

– Если на первом месте стоит цифра в диапазоне 0 ÷ 4, то впереди ставим цифру 10 и получаем давление в гектопаскалях (гПа).

Пример: 035 = 1003,5 гПа; 115 = 1011,5 гПа.

– Если стоит цифра от 5 до 9, то впереди ставим цифру 9.

Пример: 936 = 993.6 гПа; 870 = 987 гПа.

11.) рр – барическая тенденция (это величина изменения атмосферного давления за 3 часа).

12.) а – характеристика барической тенденции.

Определяется по ленте барографа:

– падение давления; – рост давления.

– давление падало, затем не изменялось.

Пример: -03 – за 3 часа давление росло, затем падало, в результате упало на 0,3 гПа.

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Рис. 49. – Схема представления метеорологической информации на картах барической топографии.

h_nh_nh_n– высота изобарической поверхности в геопотенциальных декаметрах (десятках метров) (гп. дам).

Пример: ц.к. 152 – соответствует высоте изобарической поверхности 1520м.

Т_n Т_nТ_n – температура воздуха на данной изобарической поверхности с десятыми долями ⁰С.

Т_n – десяток; Т_n– единица, Т_n – десятые доли ⁰С.

D_nD_n – дефицит точки росы в цифрах кода.

При цифрах кода от 00до 49 на карту наносится с десятыми долями, а при цифрах кода 50 и от 56 до 99 – в целых градусах, как разность цифра кода (ц. к.) вычесть цифру – 50. Цифры кода 51 – 55 не используются.

Пример: D_nD_n = 15 соответствует 1,5⁰С; D_nD_n = 58 = 8⁰С.

Dh_n – изменение абсолютного геопотенциала с десятыми долями гПа в геопотенциальных декаметрах за предыдущие 12- или 24 ч на картах АТ-700гПа и АТ-500гПа. Перед отрицательным значением ставится знак минус.

Ветер на картах барической топографии, наносится так же, как на приземные карты, т.е. направление ветра – отрезком прямой линии, а скорость – опереньем в метрах в секунду (на рисунке 49 ветер Северо-восточный 8 м/с).

КАРТЫ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ТОПОГРАФИИ.

На картах относительной барической топографии (рис. 50) наносится разность высот изобарических поверхностей 500 и 1000 гПа в геопотенциальных декаметрах ( ), т.е. наносят разность высот изобарических поверхностей (hP1 – hP2), обычно это 1000 гПа и 500 гПа (H500/1000). Из величины абсолютного геопотенциала поверхности 500 гПа в данной точке вычитается величина абсолютного геопотенциала поверхности 1000 гПа, выраженная в геопотенциальных декаметрах (десятках метров).

Рис. 50. – Схема представления метеорологической информации на картах относительной барической топографии.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №16

АНАЛИЗ КАРТ ПОГОДЫ.

Цель работы: Привить навыки обработки и анализа приземных карт погоды.

Учебно-методический материал:приземные карты погоды и кольцевые карты погоды.

Основные понятия и определения.

Различают четыре вида синоптических карт: основные и кольцевые карты погоды (или приземные синоптические карты), карты барической топографии (высотные карты) и е карты. К вспомогательным относят карты опасных и важных явлений погоды, влажности, экстремальных температур, осадков, снежного покрова и состояния почвы, тропопаузы и др.

Основные карты охватывают территорию, простирающуюся на 4—5 тыс. км в меридиональном и широтном направлениях. Кольцевые карты охватывают меньшую территорию (порядка 1000х1000 км), но с более густой сетью станций. Они служат главным образом для уточнения информации и прогнозов погоды и могут составляться через каждые два часа.

Для основных карт погоды обычно применяют масштаб 1:10000000, для кольцевых карт 1:5000000, для карт барической топографии 1:20000000 или такой же, как и для основных карт. В настоящее время для основных карт начинают применять масштаб 1:15000000.

АНАЛИЗ ПРИЗЕМНЫХ КАРТ ПОГОДЫ.

Приземные карты погоды предназначены для оценки общей синоптической ситуации на обширной территории. Они дают точное представление о взаимодействии основных барических образований в исследуемом районе.

Анализ приземных карт погоды включает:

· проведение изобар и изаллобар;

· определение положения и проведение атмосферных фронтов;

· выделение зон осадков и различных явлений погоды (подъем карты);

· определение скорости перемещения циклонов, антициклонов, атмосферных фронтов, а также зон осадков, туманов, низкой облачности и других явлений погоды.

При анализе синоптических карт и вспомогательных материалов для наглядного представления о распределении атмосферного давления на уровне моря на картах погоды проводятся изолинии равного давления — изобары: через 5гПа на основных картах погоды и через 2,5гПа на дополнительных картах крупного масштаба.

В результате проведения изобар обнаруживаются области, ограниченные замкнутыми изобарами. Это области низкого (циклоны) и высокого (антициклоны) давления. В циклонах ветер направлен против часовой стрелки, в антициклонах — по часовой стрелке. Иногда при большом радиусе первой замкнутой изобары, кратной 5гПа (например, 1000, 1005, 1010 и т.д.), необходимо проводить промежуточные изобары более тонкими линиями через 2,5 или даже 1гПа, чтобы обнаружить центры так называемых сопряженных циклонов и антициклонов. Это особенно относится к циклонам термического происхождения, когда при тщательном анализе поля давления удается обнаружить 2— 3 центра и более. В таких случаях применяется термин «многоцентровая депрессия». Реже это относится к антициклонам — «многоцентровая область повышенного давления». В центре каждого циклона ставится буква «Н» (низкое), а в центрах антициклонов — буква «В» (высокое).

Изолинии барических тенденций — изотенденции — проводят в виде тонких прерывистых линий через 1гПа. В центрах областей падения давления красным карандашом ставится буква «П», а рядом справа — значение максимального падения давления; в центрах областей роста синим карандашом ставится буква «Р» и проставляется значение максимального роста давления.

На картах погоды символами обозначают все метеорологические явления — гроза (зарница), метель, поземок, гололед, пыльная (песчаная) буря, смерч, отмечавшиеся в срок наблюдения, поднимаются красным цветом, а наблюдавшиеся между сроками — синим цветом. Туман, дымка и мгла поднимаются желтым цветом. Зоны обложных осадков, а также обширные зоны туманов очерчиваются и закрашиваются соответственно зеленым и желтым цветами.

Кроме того, на кольцевых, а при необходимости и на основных картах погоды дополнительно выделяются (ограничиваются и закрашиваются) зоны с однотипными метеорологическими условиями. Зоны с облачностью 100 – 200м и ниже, а также видимостью 1000 – 2000м и ниже выделяются красным цветом, а зоны с облачностью 200-300м и видимостью 2 – 3км — синим цветом. Внутри каждой из выделенных зон указываются (пишутся черным цветом): количество самых низких облаков (слева от дробной черты), высота нижней (знаменатель) и верхней (числитель) границ облаков, явления погоды и видимость в них (справа от дробной черты). Высота облаков и видимость до 2000 м указываются в метрах, а при больших значениях — в километрах.

Например: .

Облачность 6-9 баллов, высотой 300-400м, верхняя граница облаков 6,5-7,0км. Ливневый дождь, видимость 4,0км.

Направление перемещения циклонов и антициклонов обусловливается господствующим в нижнем 3 — 5 – километровом слое атмосферы ветром (АТ-700, АТ-500гПа) — так называемом ведущим потоком.

Обработка карты не является чисто технической операцией. Она осуществляется с применением основного приёма и основных принципов синоптического анализа, что требует понимания физической сущности синоптических процессов. Полностью обработанная приземная карта погоды называется приземным анализом.

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Этот этап в работе синоптика наиболее важный. Из отдельных «фотографий» состояния атмосферы, которыми является синоптическое положение, необходимо создать «фильм», в котором отразилось бы развитие атмосферных процессов.

В практике эту сложную задачу решают следующим образом:

1. На приземную карту (при необходимости и на другие карты) за последний срок наблюдения переносить условными знаками с карт за несколько (1-3) предыдущих их сроков положение барических образований.

2. Анализируют направление и скорость перемещения циклонов, антициклонов, ложбин и гребней. Результаты анализа отражаются на карте графически (рис. 51).

С этой целью сопоставляется последняя карта с картами за предшествующие сроки. Для этого на карту за последний срок наносятся местоположения центра барического образования с предшествующих карт с указанием времени и величины атмосферного давления. Направление перемещения снимается с карты с помощью транспортира, а скорость вычисляется по формуле Vl = Sl/ΔTl, где Sl — расстояние в км, снятое с карты; ΔTl — промежуток времени в часах (обычно это 6 или 12 ч).

Рис. 51 Экстраполяция движения циклона: а – прямолинейная, б – криволинейная.

Сплошными линиями черного цвета наносятся траектории перемещения за прошедшие 12 и (или) 24 часа. В случае более позднего возникновения барического образования показывается его траектория с момента обнаружения. Положение центров антициклонов за прошедшие сроки отмечается кружками, а центров циклонов – зачерненными кружками.

У кружков в виде дроби проставляются в виде дроби число и время (в числителе) и экстремальное значение давление (в знаменателе). Рядом с линией траектории ставится скорость их фактического перемещения в километрах в час. На кольцевых картах погоды, кроме траектории перемещения центров барических образований вычисленных за 3, 6, 9 и 12 часов, дополнительно отмечается перемещение осей гребней.

3. Для анализа перемещения АФ переносится простым карандашом с карты за предыдущий срок его положение, рассчитывается скорость в характерных точках: вершина волны на фронте; участок с максимальным перемещением. Траектория и скорость перемещения АФ обозначается аналогичным барическим образованием.

Рис. 52. Приземная карта погоды с анализом развития

атмосферных процессов

4. Оценивается эволюция барических образований. Величина изменения давления в центре циклона проставляется над буквой Н со знаком « » или «-».

5. Анализ свойства воздушных масс, разделенных линиями атмосферных фронтов. Необходимо обратить внимание на условия погоды в различных секторах барического образования. Выявить однородные воздушные массы на картах, связанные с циклонами и антициклонами. Для этого:

5.1. Определить положение и тип теплой или холодной воздушной массы;

5.2. Описать распределение условий погоды в воздушной массе, объяснить различия, которые могут быть в различных частях воздушной массы;

5.3. Оценить стратификацию воздушной массы, используя данные об облачности, видимости, явлениях погоды;

5.4. Дать оценку устойчивости воздушной массы по температуре воздуха у поверхности земли и на высотах, рассчитать средний вертикальный градиент температуры воздуха по слоям: Земля-850, 850-700, 700-500 гПа.

5.5. По стратификации и распределению температуры точки росы у земли и на высотах оценить вертикальную протяженность внутримассовой облачности.

5.6. Указать возможное направление будущего перемещения и эволюцию барического образования.

ПРОГНОСТИЧЕСКИЕ ПРАВИЛА.

· циклоны перемещаются в направлении падения давления параллельно линии, соединяющей центр области давления в передней части циклона с центром области роста давления в его тыловой части (рис. 53а). Антициклоны перемещаются в направлении роста давления параллельно линии, соединяющей область роста давления в его тыловой части (рис. 53б);

Рис. 53 . Направление перемещения барических систем: а – циклона, б – антициклона.

· Циклон (антициклон), имеющий эллиптическую форму изобар, перемещается в направлении прямой, проходящей между направлением его большой оси и направлением прямой, соединяющей центры областей падения и роста давления. При этом циклон (антициклон) перемещается тем ближе к направлению большей оси, чем сильнее вдоль нее вытянуты изобары;

· Неоклюдированный циклон движется примерно параллельно изобарам теплого сектора, что-то же самое, что и вдоль изотерм, оставляя более низкие температуры слева от направления перемещения. Причем скорость его будет возрастать до тех пор, пока не начнется процесс окклюдирования, т. е. смыкания холодного и теплого фронтов;

· циклон (антициклон) движется в том направлении, в котором быстрее всего повышается (понижается) температура в нижнем слое тропосферы.

· циклоны перемещаются в направлении изобар теплого сектора. если изобары окклюдирующего циклона имеют эллиптическую форму, то от него часто отделяются частные циклоны, смещающиеся в направлении его продольной оси;

· если в обширной области низкого давления располагаются два примерно одинаковых центра, то они имеют тенденцию вращаться против часовой стрелки вокруг центральной точки, расположенной между ними;

· если на синоптической карте имеется серия движущихся друг за другом циклонов, то траектория движения каждого следующего циклона будет проходить южнее траектории предыдущего;

· начавшееся удаление области падения (роста) от центра циклона или антициклона в переднюю часть барической системы, и ослабление этой области, являются признаком замедления движения этих барических образований;

· если распределение барических тенденций вблизи центра циклона (антициклона) одинаково по всем направлениям, то этот циклон (антициклон) в ближайшее время будет малоподвижным (стационарным);

· чем обширнее циклоны и антициклоны, тем медленнее они смещаются.

При отсутствии прогностических карт можно использовать эмпирические правила:

· Частные циклоны и ложбины перемещаются, огибая центральный циклон по направлению, противоположному ходу часовой стрелки, а два одинаковых по размеру циклона имеют тенденцию перемещаться (вращаться) относительно друг друга в этом же направлении. Антициклоны в аналогичных случаях перемещаются, вращаясь друг относительно друга по направлению хода часовой стрелки.

· При преобладающем движении циклонов, с запада на восток, каждый следующий циклон данной серии перемещается южнее предыдущего.

· Небольшие подвижные антициклоны перемещаются примерно с той же скоростью, с какой движутся находящиеся впереди них циклоны.

· После окклюдирования циклона его траектория несколько отклоняется влево от траектории, которая была в предшествующий отрезок времени. При этом скорость его резко уменьшается.

· Начавшееся отделение области падения давления от центра циклона или области роста давления от центра антициклона является признаком замедления его перемещения.

· Высокие (холодные) циклоны и высокие (теплые) антициклоны в последней стадии своей жизни малоподвижны.

Приложение 1.

Приведение показаний барометра к нормальной силе тяжести

Поправка на широту, мм

Приложение 2.

Приведение показаний ртутного барометра к температуре 0⁰, мм

Примечание: числа, указанные в таблице, вычитаются из показания ртутного барометра при температурах выше 0⁰С и прибавляются при температуре ниже 0⁰С.

Приложение 3.

Максимальная упругость водяного пара при температуре выше 0⁰, мб

Приложение 4

Максимальная упругость водяного пара при температуре ниже 0⁰, мб

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

Основная:

1. Моргунов В.К. Основы метеорологии, климатологии. Метеорологические приборы и методы наблюдений. / В.К. Моргунов – Ростов-на-Дону. Из-во «Феникс». – Новосибирск: Изд-во «Сибирское соглашение», 2005.-331 с.

2. Хромов С. П. Метеорология и климатология. / С. П. Хромов, М. А. Петросянц – М.: Изд-во МГУ, 2004. – 582с.

Дополнительная:

1. Атлас облаков. – Л.: Гидрометеоиздат, 1978. – 268 с.

2. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Выпуск 3. Часть 1. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. – 300 с.

3. Беспалов Д.П. Психрометрические таблицы. / Д.П. Беспалов, Л.Т. Матвеев, В.Н. Козлов, Л.И. Наумова – Л.: Гидрометеоиздат, 1978. – 271 с.

4. Руководство по практическим работам метеоподразделений авиации ВС. М.: Воениздат, 1992. – 456 с.

5. Стернзат М.С. Метеорологические приборы и методы наблюдений. 2-е изд., перераб. / М.С. Стернзат – Л.: Гидрометеоиздат, 1978. – 392 с.

Воспользуйтесь поиском по сайту: