14.8 Как организованы работы по определению интенсивности и количества атмосферных осадков?
Метеорологические наблюдения тогда и только тогда являются сравнимыми, точными, отвечающими задачам метеослужбы, когда при установках приборов выполняются требования, наставления и инструкции, а при производстве наблюдений и обработке материалов работниками метеостанций строго придерживаются указаний перечисленных руководств.
Каждая метеостанция является научной единицей обширной сети станций. Результаты наблюдений каждой станции, уже использованные в текущей оперативной работе, имеют ценность и как дневник метеорологических процессов, который может подвергнуться дальнейшей научной обработке.
Наблюдения на каждой станции должны проводиться со всей тщательностью и точностью. Приборы должны быть отрегулированы, проверены. Метеостанция должна иметь необходимые для работы бланки, книжки, таблицы, инструкции.
Наружные метеорологические приборы размещаются на площадке, которая должна быть открытой, ровной, с естественными условиями почвы и травяной растительностью. Нельзя сооружать площадку вблизи строений, высокого леса, в котловинах и др. местах, где имеется препятствие для свободной циркуляции воздуха. Размер участка зависит от количества помещаемых приборов. Минимальной считается площадь 15×15 м. Площадка обносится решетчатой изгородью обычной высоты. Метеорологическую площадку следует тщательно очищать от всякого сора и постоянно поддерживать на ней чистоту.
Время, затрачиваемое на наблюдения, зависит от оборудования станции. Во всяком случае, отсчеты должны производиться достаточно быстро, но, конечно, не в ущерб точности.
Кроме отсчетов по приборам и глазомерного определения видимости и облачности, записываемых в отдельные графы книжки, наблюдатель отмечает в графе "атмосферные явления" начало и конец, вид и интенсивность таких явлений, как осадки, туман, роса, иней, изморозь, гололед и другие. Для этого необходимо внимательно и непрерывно наблюдать за погодой и в промежутках между срочными наблюдениями.
147
14.9 Какие приборы используются для определения атмосферных осадков?
Метеоприборы для измерения осадков; они основаны на сборе осадков в емкости и измерения их количества. Приборы стандартны и применяются во всех странах.
1 – Дождемер, устанавливаемый на метеоплощадке для измерения жидких осадков (дождя) . Это ведро площ 500 кв. см, устанавливается в 2м над Землей, имеет «ветрозащиту» в виде конуса (чтобы ветром не "надувались" и не "выдувались" осадки из ведра). Осадки раз в день (если шёл дождь) сливают в измерит стакан и определяют слой воды осадков в мм.
2 – Почвенный дождемер для установки на местности, вкапывается вровень с грунтом, там также внутри установлено ведро для сбора осадков.
3 – Полевой дождемер - стеклянный высокий стакан с делениями, для оценки осадков на с/х полях, выставляется на почву.
4 – Осадкомер – для сбора жидких и твёрдых осадков (снег, крупа…) –ведро площ 200 кв. см. на высоте 2 м и окружено планочной «ветрозащитой». Жидкие осадки для измерения сливают в осадомерный стакан, твёрдые – растапливают в помещении. Измерения - один раз в сутки.
5 – Плювиограф – самописец количества жидких осадков. Основан на принципе всплывающего в камере поплавка, при выпадении осадков поплавок идёт вверх, поднимая стрелку с пером на конце, барабан с бумажной лентой поворачивается часовым механизмом, и получается запись – плювиограмма для определения скорости выпадения осадков. При переполнении камеры происходит её само – слив сифонным устройством (изогнутая трубка) и запись вновь начинается снизу ленты (на сутки).
6 – Суммарный Осадкомер - для сбора осадков за большой период (неделю, 10 дней,...) в труднодоступных местах (в горах, тундре, тайге, лесах..). В ёмкость с машинным маслом из воронки осадки попадают под слой масла и не испаряются; наблюдатель сливает осадки через краник внизу.
7- Радиоосадкомер для автономного сбора осадков в труднодоступных районах без его посещения. Осадки из воронки попадают на качающиеся емкости, которые, заполнившись, переворачиваются и сливаются, механизм включает радиосигнал радиопередатчика, когда в очередной раз ёмкость заполнилась. Сигнал поступает на регистрацию на ближайшую метеостанцию или метеорологический спутник.
148
14.10 Какая природа образования града?
Поднимающийся от земной поверхности в жаркий летний день теплый воздух охлаждается с высотой, а содержащаяся в нем влага конденсируется, образуется облако. Минуя на некоторой высоте нулевую изотерму, мельчайшие капли воды становятся переохлажденными. Переохлажденные капли жидкой воды встречаются в облаках даже при температуре минус 40°C (высота 8–10 км). Но эти капли очень нестабильны. Поднятые с земной поверхности мельчайшие частицы песка, соли, продукты сгорания и даже бактерии при столкновении с переохлажденными каплями нарушают хрупкий баланс. Переохлажденные капли, вступившие в контакт с твердыми ядрами конденсации, превращаются в ледяной зародыш градины.
Мелкие градины существуют в верхней половине почти каждого кучево-дождевого облака, но чаще всего такие градины при падении к земной поверхности тают. Если скорость восходящих потоков в кучево-дождевом облаке не достигает 40 км/час, то они не
всилах удержать зародившиеся градины, которые падают, проходят сквозь теплый слой воздуха между нулевой изотермой (обычно на высоте 2,4–3,6 км) и земной поверхностью и выпадают в виде мелкого "мягкого" града либо в виде дождя. Более сильные восходящие потоки поднимают мелкие градины до слоев воздуха с температурой от –10 до –40 градусов (высота 3–9 км), диаметр градин начинает расти, достигая порой диаметра нескольких сантиметров. В исключительных случаях скорость восходящих и нисходящих потоков в облаке может достигать 300 км/час. Чем выше скорость восходящих потоков в кучево-дождевом облаке, тем крупнее град. Для образования градины размером с шар для гольфа потребуются более 10 миллиардов переохлажденных капель воды, а сама градина должна оставаться в облаке как минимум 5–10 минут, чтобы достичь столь крупного размера. На формирование одной капли дождя необходим примерно миллион таких мелких переохлажденных капель. Градины диаметром более 5 см встречаются в суперячейковых кучево-дождевых облаках, в которых наблюдаются очень мощные восходящие воздушные потоки. Именно супер-ячейковые грозы порождают смерчи (торнадо), сильные ливни и интенсивные шквалы.
Когда градина достигает такой массы, что восходящий поток не в силах ее удержать, она устремляется к поверхности земли, и можно наблюдать выпадение крупного града. Скорость падения градины диаметром 4 см может достигать 100 км/час, а более крупные градины устремляются к земле со скоростью до 160 км/час. При такой скорости они могут причинять серьезные разрушения. Но и не каждая крупная градина достигнет земли: падая
воблаке, градины сталкиваются друг с другом, при этом разрушаясь и превращаясь в более мелкие, тающие в теплом воздухе. В среднем 40–70% образовавшихся градин так и не достигают поверхности земли.
14.11 Как устроен осадкомер Третьякова?
Осадкомер конструкции В. Д. Третьякова состоит из сосуда с приёмной площадью 200 см² и высотой 40 см, куда собираются осадки, а также специальной защиты, предотвращающей выдувание из него осадков. Устанавливается осадкомер так, чтобы приёмная поверхность ведра находилась на высоте 2 метра над почвой. Измерение количества осадков в мм слоя воды производится измерительным стаканом с нанесёнными на нём делениями; количество твёрдых осадков измеряют после того как они растают в комнатных условиях.
Осадкомер: 1 - носок для слива осадков; 2 - воронкообразная диафрагма; 3 - ведро для сбора осадков; 4 - защитный конус; 5 - стойка
149
14.12 Устройство и принцип функционирования плюфиографа?
Плювиограф — прибор для непрерывной регистрации количества, продолжительности и интенсивности выпадающих жидких осадков. Он состоит из приемника и регистрирующей части, заключенной в металлический шкаф высотой 1,3 м. Приемный сосуд сечением 500 кв. см, находящийся в верхней части шкафа, имеет конусообразное дно с несколькими отверстиями для стока воды. Осадки через воронку 1 и сливную трубку 2 попадают в цилиндрическую камеру 3, в которой помещен полый металлический поплавок 4. На верхней части вертикального стержня 5, соединенного с поплавком, укреплена стрелка 6 с насаженным на ее конце пером. Для регистрации осадков рядом с поплавковой камерой на стержне устанавливается барабан 7 с суточным оборотом. На барабан надевается лента, разграфленная таким образом, что промежутки между вертикальными линиями соответствуют 10 мин времени, а между горизонтальными – 0,1 мм осадков. Сбоку поплавковой камеры имеется отверстие с трубкой 8, в которую вставляется стеклянный сифон 9 с металлическим наконечником, плотно соединенным с трубкой специальной муфтой 10. При выпадении осадков вода через сливные отверстия, воронку и сливную трубку попадает в поплавковую камеру и поднимает поплавок. Вместе с поплавком поднимается и стержень со стрелкой. При этом перо чертит на ленте кривую (так как одновременно происходит вращение барабана), крутизна которой тем больше, чем больше интенсивность осадков. Когда сумма осадков достигнет 10 мм, уровень воды в сифонной трубке и поплавковой камере становится одинаковым, и происходит самопроизвольный слив воды из камеры через сифон в ведро, стоящее на дне шкафа. При этом перо должно прочертить на ленте вертикальную прямую линию сверху вниз до нулевой отметки ленты. При отсутствии осадков перо чертит горизонтальную линию.
150