3.4. Лабораторна робота № 4. Вивчення методів визначення вологості атмосферного повітря

Обладнання: психрометр аспіраційний, психрометр електричний, гігрометр побутовий, гігрометр волосяний, гігрограф-самописець волосяний.

Завдання 1. Ознайомитись з двома основними методами прогнозу вологості атмосферного повітря:

а) основи гігрометричного методу, основні прилади;

б) основи психрометричного методу, основні прилади.

Завдання 2. Замалювати у зошиті будову та описати основні принципи роботи: психрометра аспіраційного, психрометра електричного, гігрометра побутового, гігрометра волосяного, гігрографа-самописця волосяного.

Завдання 3 (висновок). У висновку порівняйте сфери практичного застосування та точність двох методів визначення вологості атмосферного повітря.

Теоретичні відомості до роботи

У сучасній метеорологічній практиці використовують два основних методи визначення показників вологості атмосферного повітря.

Гігрометричний метод. Зміст методу полягає у тому, що при конструюванні приладів для визначення показників вологості повітря використовують як приймальну частину деякі органічні тіла, що мають здатність за рахунок великої гігроскопічності змінювати свої фізичні розміри (довжину, об’єм, площу) під впливом зміни вологості атмосфери (рис. 16, 17, 23).

Зокрема, саме за таким принципом працюють гігрометри та гігрографи-самописці (рис. 18). Приймальною частиною у них є волосина (використовується людська обезжирена волосина) або плівка тваринного походження (найчастіше – плівка з міхура чи шлунка великої рогатої худоби). Найпоширеніший прилад такого типу – гігрометр волосяний. Зменшення або збільшення розмірів (довжини) волосини під впливом зміни вологості повітря системою важелів передається до стрілки, за якою по шкалі приладу зчитуємо значення показників відносної вологості повітря (у відсотках).

Психрометричний метод. Даний метод ґрунтується на знаходженні різниці між показами двох термометрів: сухого та змоченого (зволоженого). Сухий (звичайний, чи строковий) термометр показує фактичну (реальну) температуру повітря. Змочений термометр відрізняється тим, що його резервуар обмотується зволоженою тканиною (гігроскопічним батистом, який опускається в ємкість з дистильованою водою). З поверхні батисту безперервно відбувається випаровування води. Процес випаровування супроводжується витратою тепла, тому резервуар змоченого термометра охолоджується, і прилад завжди показує температуру, дещо нижчу, ніж сухий термометр. Різниця у їх показах буде тим більшою, чим сухіше повітря (і, відповідно, інтенсивніше йде процес випаровування з поверхні батисту). Покази сухого і змоченого термометра зрівняються лише у тому випадку, коли повітря стане повністю насиченим (відносна вологість досягне 100%), і випаровування з поверхні тканини припиниться.

Саме за різницею показів сухого і змоченого термометрів визначають усі параметри вологості атмосфери. Для цього складені спеціальні психрометричні таблиці, в яких наводиться значення характеристик вологості повітря (відносної вологості, парціального тиску, дефіциту вологості, точки роси) для кожного значення різниці показів сухого та змоченого термометрів. Для більшої точності необхідно також вводити поправку на значення атмосферного тиску (додаткова таблиця з поправками в кінці психрометричної таблиці).

Психрометричний метод визначення показників вологості значно точніший, він використовується у метеорології як основний. Психрометр – це прилад, який складається з двох термометрів (один з яких – змочений) закріплених у спільному корпусі. Психрометри також обладнуються аспіраційним пристроєм (вентилятором), використання якого сприяє вирівнюванню показників, їх репрезентативності. Психрометри бувають електричні (з електричним вентилятором) та аспіраційні (з механічним вентилятором).

На метеостанції психрометр встановлюється у психрометричній будці (що захищає від прямої сонячної радіації) на висоті 2 м над поверхнею землі. Найчастіше застосовується електричний психрометр.

Аспіраційний психрометр з ручним встановленням терміну вентиляції головки приладу використовується в основному у експедиційних умовах.