книги из ГПНТБ / Кузник, И. А. Гидрология и гидрометрия учебник для сельскохозяйственных техникумов по специальности гидромелиорация

мерзания в южной полосе Европейской территории СССР (Ростоз, Ставрополь, Краснодар и т. д.) достигает примерно 0,75 м, в сред­ ней полосе 1,0 м, в восточных районах 1,5 м, в Нижнем Заволжье 2,0 м, в Сибири более 2,0 м.

Глубина промерзания h (в сантиметрах) может быть удовлетво­ рительно рассчитана по эмпирической формуле И. А. Кузника

где Н — высота снежного покрова в отдельные расчетные отрезки времени в сантиметрах; и 2 £n - 1 — суммы средних суточных отрицательных температур воздуха конца и начала расчетного от­ резка времени.

Глубину проникновения отрицательной температуры в почвогрунты определяют мерзлотомером Данилина. Мерзлотомер — это резиновый шланг длиной 2 м, наполненный водой. Шланг опускают в скважину, закрепленную трубой. По глубине промерзания воды

чем песчаные и щебенистые почвы, которые оттаивают быстрее и на большую глубину. Максимальная мощность мерзлого слоя до­ стигает нескольких метров на юге и сотен метров на севере и се­ веро-востоке этой территории. Многолетнемерзлые породы встре­ чаются на разной глубине от поверхности земли: от 20—25 см на северных склонах до 4 м и более на южных сухих склонах.

•самой высокой температуры поверхности почвы между сроками наблюдений. Все три термометра устанавливают горизонтально в затененном месте южной части метеорологической площадки на по­ верхности земли так, чтобыих резервуары и стеклянные оболочки были наполовину погружены в почву. Описание срочного, макси­ мального и минимального термометров дано на стр. 12.

Температуру почвы на глубине до 20 см измеряют к о л е н ч а ­

10

значительно удалены от шкалы и поставлены под тупым углом к ней. Комплект из четырех термометров устанавливают в направ­ лении с востока на запад на расстоянии 10 см друг от друга на глубины 5, 10, 15 и 20 см. Термометрами Савинова пользуются только в теплое время года.

3. Температура воздуха

Для измерения температуры воздуха служат ртутные термо­ метры. Ртуть, однако, замерзает при температуре —38ТС. Поэто­ му при более низкой температуре пользуются спиртовыми термо­ метрами. Приборы устанавливают в психрометрической будке, по­ казанной на рис. 3. Будка с жалюзийными стенками хорошо про­ ветривается и защищает приборы от дождя, снега и прямых сол­ нечных лучей.

Рис. 3. Психрометрическая будка с установленными в ней приборами.

Термометры: / — сухой; 2 — смоченный; 3 — минимальный и макси­ мальный; 4 — стаканчик; 5 — волосной гигрометр.

Термометр, которым измеряют температуру воздуха в установ­ ленные часы наблюдений, называется срочным. Для определения температуры между сроками наблюдений служат минимальные и максимальные термометры.

11

Максимальный (ртутный) термометр (рис. 4 а) устроен так же, как и медицинский. Внутри капиллярной трубки вблизи ртутного резервуара есть стеклянный волосок, сужающий отверстие. При

12

Рис. 5. Термограф.

4. Влажность воздуха

Влажность воздуха обусловливается наличием в нем водяного пара. Наибольшее количество водяного пара, которое может со­ держаться в определенном объеме, зависит от температуры воз­ духа. С повышением температуры увеличивается и максимальное содержание водяного пара. Так, например, в 1 м3 воздуха при тем­ пературе —30° С может содержаться не больше 0,457 г водяного пара, а при -f-30° С в 66,5 раза больше, т. е. 30,4 г.

Для характеристики количества водяного пара, содержащегося

влаги содержится в единице объема воздуха. Абсолютная влаж­ ность измеряется граммами на кубический метр (г/м3).

Абсолютная влажность воздуха может быть измерена по вели­ чине его парциального давления в миллиметрах ртутного столба или в миллибарах (мб)

1 Миллибар — единица давления, равная 1000 дин на 1 см12,_или 100 Па, со­ ответствует 0,75 мм ртутного столба на уровне моря под широтой 45°.

13

собой отношение упругости водяного пара (е), находящегося в воз­

между упругостью насыщающего пара и упругостью фактически содержащегося в воздухе водяного пара

Дефицит показывает, сколько водяного пара не достает в воздухе до насыщения. Если постепенно охлаждать воздух, не изменяя количество влаги, содержащейся в нем, то наступит такой мо­ мент, когда воздух окажется насыщенным. Температура, до кото­ рой нужно охладить воздух, чтобы содержащийся в нем пар до­ стиг насыщения, называется т о ч к о й росы.

Географическое распределение, суточные и годовые колебания влажности воздуха. Влажность воздуха зависит от высоты мест­ ности и географического ее положения. Она изменяется в тече­ ние суток и по временам года. С высотой абсолютная влажность воздуха быстро убывает вследствие понижения температуры, что способствует конденсации водяных паров и выпадению их на зем­ лю в виде осадков.

К северу и югу от экватора вглубь материков абсолютная влажность убывает. На морских же побережьях жарких стран она повышается до 25—30 г/м3.

В летние месяцы с поверхности почвы днем происходит усилен­ ное испарение. Нагретые массы воздуха вместе с водяным паром поднимаются вверх, а холодные опускаются вниз. Абсолютная влажность достигает минимума обычно в 15—16 ч и перед восхо­ дом солнца, а максимум наступает в 8—9 и в 20—21 ч.

Годовое изменение абсолютной влажности, так же как и су­ точное, следует за изменением температуры. Поэтому влажность летом выше, чем зимой.

По-иному меняется относительная влажность воздуха. Макси­ мум бывает ночью, минимум — днем, а в годовом ходе максимум наблюдается зимой, а миндмум — летом.

Приборы для измерения влажности воздуха. Влажность возду­ ха на метеорологических станциях измеряют волосным гигромет­ ром и психрометром Августа (станционныйпсихрометр). В экс­ педиционных условиях пользуются психрометром Ассмана (аспи­ рационный психрометр).

14

В о л о с н о й г и г р о м е т р (рис. 6) состоит из металлической рамы, в середине которой в вертикальном направлении натянут обезжиренный человечеокий волос. Верхний конец его закреплен неподвижно, а нижний перекинут через блок и снабжен гирькой. К блоку прикреплена стрелка, движущаяся по дуге с делениями.

Длина волоса изменяется с изменением относительной влаж­ ности воздуха. При увеличении влажности (и длины волоса) гирь­ ка опускается, а стрелка уходит вправо. При уменьшении влаж­

лучей и атмосферных осадков металлическими оправами, которые соединены трубкой с вентилятором, расположенным в верхней части прибора. Вентилятор приводится в движение пружиной. При работе вентилятора воздух всасывается в оправу и выбрасывается , через щелевые отверстия. Таким образом, резервуары термомет­ ров находятся в условиях постоянной вентиляции. Поэтому пси­ хрометр Асемана называют аспирационным. Прибор нужно распо­ лагать горизонтально, так как при вертикальном положении вен­ тилятор засасывает воздух из большого объема воздуха. Поэтому нельзя указать точно, к какому именно слою воздуха относятся

15

здесь .испаряется влаги меньше, чем с открытой поверхности. Чем гуще растительный покров, тем меньше испарение с поверхности почвы.

Процесс испарения воды растениями называется т р а н с п и р а ­ цией. Сумма же испарения с поверхности почвы и транспирации называется с у м м а р н ы м в о д о п о т р е б л е н и е м , или с у м-

паряющейся за определенный промежуток времени: за сутки, ме­ сяц и год.

Для изучения испарения с водной поверхности на испаритель­ ных станциях и в гидрологических обсерваториях системы ГУГМС установлены бассейны площадью 5—20 м2.

На станциях III разряда устанавливают испарители ГГИ (рис. 9). Испаритель ГГИ-3000 представляет собой цилиндрический со­ суд площадью 3000 см2. Испаритель устанавливают в грунт на ис­ парительной площадке или на плавучей раме на поверхности воды. Здесь лее устанавливают и наземный дождемер. В центре испари­ теля есть латунная трубка, верхний срез которой на 100 мм ниже борта испарителя. На трубку насаживается объемная бюретка для измерения уровня воды в испарителе (рис. 10).

Объемная бюретка диаметром 50 мм имеет боковое отверстие, через которое поступает вода. В течение 30—40 с в бюретке вода устанавливается на одном уровне с испарителем. Затем отверстие закрывают клапаном при помощи прямоугольного рычага и винта, упирающегося в крышку бюретки. Сняв бюретку, переливают из нее воду в измерительную стеклянную мензурку с делениями, со­ ответствующими 1 см3, и с мелкими делениями — 0,1 см3 (или 0,05 мм). После отсчета воду из мензурки выливают обратно в испаритель. У верхнего конца центральной трубки прикреплена

18