3.3. Лабораторна робота № 3. Вивчення методів визначення мінімальної температури повітря (прогнозу заморозків)
Обладнання: психрометр аспіраційний, гігрометр побутовий, термометр строковий, номограма Броунова для прогнозу мінімальної температури повітря та поверхні грунту.
Завдання 1. Ознайомитись з методиками прогнозу заморозків (мінімальної температури повітря) Мехалевського та Броунова.
Завдання 2. Розрахувати ймовірність заморозку за даними виміру параметрів стану атмосфери (під час заняття та за даними самостійних спостережень дома).
Завдання 3 (висновок). Дати порівняльну оцінку двох методик прогнозу мінімальної температури повітря (заморозків): недоліки, переваги.
Теоретичні відомості до роботи
Для прогнозу заморозків (зниження температури повітря до нуля градусів та нижче на фоні загальних додатніх температур навесні та восени) застосовується в основному психрометричний метод, детальна характеристика якого подається у наступній лабораторній роботі, присвяченій визначенню показників вологості атмосферного повітря. Основним приладом, яким користуються при цьому, є аспіраційний психрометр Ассмана, будова якого та зовнішній вигляд представлені на рис. 15.
На формування такого явища, як заморозки, суттєво впливають наступні метеорологічні показники:
температура повітря напередодні дня прогнозу;
тенденція зміни температури (зниження чи підвищення);
хмарність неба (знижує ймовірність заморозку);
швидкість вітру (сприятливим для заморозку є повний штиль);
вологість атмосферного повітря.
Часто при інших рівних умовах саме вологість виступає визначальним фактором для передбачення такого екологічно значущого метеорологічного явища, як заморозки в повітрі та на поверхні грунту.
Рис. 15. Аспіраційний психрометр Ассмана (зліва – піпетка для зволоження батисту навколо резервуара змоченого термометра)
1 - ртутний термометр (вологий); 2 - ртутний термометр (сухий); 3 – оправа; 4 - заводний механізм і вентилятор; 5 - піпетка для змочування батисту на вологому термометрі
Психрометр будь-якого типу (рис. 15) складається з двох однакових ртутних термометрів, закріплених у спеціальній оправі. Аспіраційний психрометр Ассмана має заводний механізм з вентилятором, що продуває повітря біля резервуарів термометрів. Резервуар правого термометра туго обгорнутий батистом в один шар і перед роботою змочується чистою дистильованою або сніговою водою із спеціальної піпетки. Перед початком вимірювань необхідно звірити термометри і переконатися, що стовпчики ртуті в них не розірвані і до змочування вони показують однакову температуру (в посвідченнях до термометрів є бланки поправок, що досягають іноді 0,2-0,4 ° С).
Потім правий термометр змочується водою, прилад заводиться і поміщається в повітряний потік або горизонтально (це дозволяється брати пошаровий температурний розріз через 0,1-0,2 м по висоті), або вертикально. Треба стежити, щоб вентилятор не підсмоктував більш тепле повітря від спостерігача, свічки або ліхтаря.
Найкраще проводити вимірювання з налобним електричним ліхтарем.
Сухий термометр показує безпосередньо температуру повітря над землею, а змочений, внаслідок випаровування води з поверхні батисту, - дещо меншу температуру. Спостерігач записує покази обох термометрів, а також здійснює в точці виміру відлік за барометром. Подальша обробка цих даних здійснюється вже на поверхні за допомогою спеціальних психрометричних таблиць, в яких враховується поправка на атмосферний тиск.
Слід мати на увазі, що при значеннях пружності водяної пари, близької до насичення, температура сухого термометра може стати нижче температури змоченого і психрометр іноді дає неправильні покази (це відбувається в момент випаровування крапельки вологи, що випадково потрапила зверху або сконденсувалася на резервуарі сухого термометра).