68

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

СХІДНОУКРАЇНСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО

УНІВЕРСИТЕТУ

імені Володимира Даля

ІНСТИТУТ ХІМІЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

(м. Рубіжне)

Факультет хімічних наук

Кафедра екології

МЕТЕОРОЛОГІЯ І КЛІМАТОЛОГІЯ

Лабораторні роботи

2011

Метеорологія і кліматологія. Лабораторні роботи (для студентів напряму підготовки 6.040106 “Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування”)/ Укладач: Куцька Н.Б. – Рубіжне: ІХТ СНУ ім. В. Даля, 2011. − 64с.

Методичні вказівки містять план, зміст та теоретичні відомості до теоретичного матеріалу з дисципліни «Метеорологія і кліматологія», формують основні знання та вміння, які отримують студенти під час лабораторних занять.

Зміст

Лабораторна робота 1. Атмосферна циркуляція 4

1.1 Визначення атмосферного тиску по ртутному чашковому барометру та барометру-анероїду. Знайомство з барографом 5

1.2 Визначення висоти будівлі барометром-анероїдом 12

1.3 Визначення напрямку та швидкості вітру за допомогою флюгера та анеморумбографа 12

1.4 Вимірювання швидкості вітру ручним анемометром 14

Лабораторна робота 2. Термічний режим. Режим зволоження 19

2.1 Знайомство з основними типами термометрів та методикою спостережень 21

2.1.1 Вимірювання температури повітря строковим термометром 22

2.1.2 Вимірювання температури повітря максимальним та мінімальним термометрами 23

2.1.3 Реєстрація безперервного запису температури повітря. 25

2.2 Знайомство з приладами, гігрометричними таблицями та методами вимірювання вологості повітря та кількості опадів 27

2.2.1 Визначення характеристик вологості за допомогою психрометрів та психрометричних таблиць 28

2.2.2 Визначення вологості повітря по волосяному гігрометру 32

2.2.3 Знайомство з роботою гігрографа та методикою опрацювання його стрічок 34

2.2.4 Вимірювання кількості опадів ручним способом та за допомогою дощоміру Третьякова 36

2.2.5 Вимірювання висоти та щільності снігового покриву за допомогою снігомірних рейок і вагового снігоміру 38

Лабораторна робота 3. Режим хмарності та атмосферні явища 40

Лабораторна робота 4. Температура грунту 44

Загальні вимоги та рекомендації звіту до оформлення лабораторної роботи та її захисту 46

Додаток А 49

Додаток Б 52

Додаток В 57

Додаток Д 62

Лабораторна робота 1. Атмосферна циркуляція

Ціль роботи: а) Оволодіти технікою визначення атмосферного тиску повітря;

б) визначити висоту будівлі барометром-анероїдом;

в) вивчити правила і методи роботи з анемометрами;

г) виміряти швидкості вітру анемометром та напрямок вітру за допомогою флюгера;

д) вивчити методики опрацьовування даних спостережень.

Матеріали та обладнання: барометр-анероїд, барограф, ртутний чашковий барометр; анемометр чашковий та крильчастий; годинник із секундною стрілкою або секундомір; термометр, градуйований до 100 ⁰С; флюгер.

Теоретичні відомості

Атмосферний тиск – це гідростатичний тиск атмосферного повітря на всі об’єкти, що знаходяться в ньому. Атмосферний тиск визначається масою стовпу повітря з площею основи, яка дорівнює одиниці. Маса 1 м³ сухого повітря, якщо зважити його на рівні моря і при температурі 0 ⁰С, дорівнює 1293 г, а на кожний квадратний сантиметр земної поверхні припадає 1033,3 г повітря.

Нормальним атмосферним тиском називають тиск, який дорівнює вазі ртутного стовпчика висотою 760 мм, що знаходиться при температурі 0 ⁰С на широті 45 ⁰ і на рівні моря. Такий стовпчик тисне із силою 76 ⁰ см∙13,596 = 1033 г/см², де 13,596 г/см³ – щільність ртуті при 0 ⁰С.

Для вимірювання атмосферного тиску в метеорологічній практиці використовують мілібари (мб). Один бар дорівнює тиску в 10⁶ дин/см². Одна дина дорівнює силі, яка, діючи на масу в 1 г, надає їй прискорення в 1 ⁰ см/с². В одиницях СІ атмосферний тиск виражають в паскалях (Па = Н/м²). На практиці зручніше використовувати гектопаскалі (1 гПа = 100 Па = 10^-1 кН/м²) з точністю до сотих. Наведемо співвідношення між барами, динами і паскалями: 1 мб = 10³ дин/см² = 10⁷ дин/м² = 10² Н/м² = 1 гПа. 1 мм.рт.ст = 0,1 ∙ 13,596 ∙ 980,665 = 1333,3 дин/см²= 1,33 мб. Тут 980,665 см/с² – прискорення сили тяжіння на рівні моря і на широті 45°. Звідси 1 мб = 0,75 мм.рт.ст. Нормальний атмосферний тиск в інших одиницях виражається так: 760 мм.рт.ст. = 76 ∙ 13,596 ∙ 980,665 = 1013,3 ∙ 10³ дин/см² = 1013,3 мб = 101330 Па. Для вимірювання атмосферного тиску в метеорологічній практиці використовують деформаційні й рідинні барометри. Найбільш поширені рідинні барометри, принцип дії яких оснований на врівноваженні атмосферного тиску вагою стовпу рідини. Принцип дії деформаційного барометра-анероїда заснований на пружинних деформаціях мембранної коробки.

Визначення швидкості руху повітря проводиться за допомогою анемометра. Існують анемометри крильчасті і чашкові. В крильчастих анемометрах основним робочим органом є алюмінієві крила, змонтовані у вигляді крильчатки (вентилятора) з кутом нахилу до площини 45⁰, закріплені перпендикулярно до осі. Крильчатка обрамлена широким металевим кільцем. В чашковому анемометрі сприймаючою частиною є чотири порожнисті напівкулі (чашечки) із тонкої латуні, обернені випуклістю в одну сторону. В польових умовах швидкість вітру вимірюють ручним чашковим анемометром МС-13. Напрям вітру визначають у стаціонарних умовах за допомогою флюгерів різних марок (паралельно за допомогою їх визначають і швидкість вітру).