вместе с проводом и переносят в помещение. Вместо снятого провода устанавливают на станок запасной.

Массу отложения на участке провода длиной в 25 см, оказавшегося в ванне, определяют после его таяния косвенным путем с помощью измерительного стакана (объем в 1 см3 численно равен массе отложения в граммах). Полученную массу умножают на 4, вычисляя тем самым массу отложения, приходящуюся на один метр провода.

7.6. Измерение испарения

Для измерения испарения с почвы применяют почвенные испарители. В зависимости от назначения они бывают разных конструкций.

2 мм для стока воды, просочившейся через почвенный монолит. С наружной стороны дно имеет три зубца для прикрепления его к цилиндру защелками 6. Защелки цепляются проволочными захватами за зубья дна, а рычаги их помещаются на упоры 7, приваренные снизу цилиндра.

У верхнего края цилиндра имеются козырек шириной 35 мм для прикрытия зазора между внутренним и внешним цилиндрами и ушки 8 с отверстиями для крепления ручек при подъеме и переносе испарителя. Масса внутреннего цилиндра с монолитом около 40 кг.

Внешний цилиндр 2 является гнездом для внутреннего цилиндра, поэтому размеры его немного больше: высота 535 мм, диаметр 283 мм. Дно внешнего цилиндра водонепроницаемое. Водосборный сосуд 3 служит для сбора воды, просачивающейся через монолит, и представляет собой цилиндрическую банку высотой 30 мм и внутренним диаметром 252 мм. Сверху водосборный сосуд закрыт воронкой с двумя отверстиями. Через центральное отверстие (диаметр 40 мм) стекает просочившаяся через монолит вода, а через боковое отверстие (диаметр 10 мм), расположенное у края верхней части воронки, вода из водосборного сосуда при наблюдениях переливается в измерительный ста-

103

кан. Водосборный сосуд присоединяется к внутреннему цилиндру планками 9, расположенными на верхнем крае сосуда.

Вкомплект испарителя входят весы, подъемное устройство и почвенный дождемер (см. рис. 7.4). Весы помещаются в будке, которая предохраняет их от ветра при взвешивании.

Установка. Для большей точности на испарительной площадке устанавливают два почвенных испарителя. Вначале готовят круглые ямы глубиной 520 мм, диаметром около 300 мм, в которые устанавливают внешние цилиндры так, чтобы верхний край выступал над почвой на 15 мм. При закапывании щели между гнездом и краями ямы почву укладывают слой за слоем в порядке естественного залегания и утрамбовывают дощечкой. Оставшуюся почву выносят с испарительной площадки.

Вцилиндры-гнезда устанавливают внутренние цилиндры с почвенными монолитами. Зарядку испарителей производят на площадке для взятия монолитов, которая расположена на расстоянии 50 м от испарительной площадки. Место взятия монолита закапывают и отмечают колышком. Повторно монолиты в этих местах не берут. Для зарядки испарителя почвенным монолитом внутренний цилиндр без дна ставят на почву и вдавливают

внее. Затем почву вокруг цилиндра окапывают на 3-5 см и цилиндр осаживают под давлением и снова окапывают вокруг. Цилиндр должен быть погружен так, чтобы верхний край его оказался на 10-15 мм выше монолита. После этого под испаритель подводят дно, которое прикрепляют к цилиндру с помощью защелок. Если почва плотная, то монолит сначала подрезают и наклоняют набок, а потом присоединяют дно.

Заряженный испаритель переносят на испарительную площадку и взвешивают на весах. Затем к испарителю прикрепляют водосборный сосуд и опускают в гнездо. Заряжают испарители два или три раза в месяц: при двухразовой зарядке 6 и 16-го, а при трехразовой 6, 16 и 26-го числа каждого месяца. Разрядку испарителей производят на той же площадке, где и зарядку.

Почвенный дождемер для измерения осадков устанавливается на расстоянии 1 м от испарителя.

Наблюдения. На почвенных площадках ежедневно в 7-9 ч ведут наблюдения за осадками, а в день взвешивания монолитов непосредственно перед их взвешиванием.

Для взвешивания испаритель переносят к весам. Сначала с него снимают водосборный сосуд, а потом только взвешивают цилиндр с монолитов. Воду из водосборного сосуда выливают в измерительный стакан для определения количества просочившейся воды. После этого водосборный сосуд промывают, присоединяют к цилиндру с монолитом и испаритель вновь устанавливают в гнездо.

Обработка результатов. Испарение вычисляют по формуле

104

W 10S (P1 P2 ) х y,

где W испарение слоя воды за время между двумя взвешиваниями, мм; S площадь испарителя, см2; Р1 масса монолита в предыдущий срок измерения, г; Р2 вес монолита в текущий срок измерения, г; х количество осадков, мм (по почвенному дождемеру); y количество воды, просочившейся в водосборник между сроками наблюдений, мм.

Впоследнее время для измерения испарения применяют более точ-

ные гидравлические испарители с большими монолитами (приемная площадь 2000 см2, 3 и 5 м2). Для взвешивания служат гидравлические весы, составляющие одно целое с испарителями.

7.7.Измерение количества выпавших осадков

Внастоящее время на территории Российской Федерации для измерения количества выпавших атмосферных осадков применяются осад-

комеры Третьякова О-1.

Для измерения и регистрации количества и интенсивности жидких осадков применяется плювиограф П-2М.

Перечисленные выше, приборы, принцип действия которых основан на накоплении осадков, имеют общие для них недостатки:

•погрешность в измерении осадков малой интенсивности, вызванная эффектами испарения и смачивания;

•погрешности измерения, вызванные действием сторонних факторов (грязь, пыль, прочие предметы, способные повлиять на процесс сбора осадков в накопительный сосуд);

•невозможность проведения измерений при околонулевых температурах ввиду опасности повреждения механизма замерзающей водой;

•невозможность автомати-

зации регистрации результатов измерения и необходимость в постоянном обслуживании квалифицированным персоналом, что делает принципиально невозможной автономную работу.

Начиная с 90-х годов прошлого века, в ряде западных стран был создана группа приборов для измерения количества и интенсивности осадков, принципиально отличающихся от рассмотренных выше. Принцип

Рис. 7.16. Радиочастотный измеритель осадков РТО-1

их действия основан на измерении скоростей частиц осадков при помощи доплеровского радиолокатора с последующей цифровой обработкой

иавтоматической регистрацией результатов измерения. Точность таких приборов сопоставима с приборами, работающими на принципе накопления, однако отсутствие многих из описанных выше недостатков делают их применение перспективным, особенно в плане автоматизации измерений и передачи результатов посредством современных систем связи. Однако сравнительно высокая стоимость таких приборов делает крайне затруднительным их массовое применение на территории Российской Федерации.

Таким образом, перед группой разработчиков встала задача создания простого в изготовлении и применении, приемлемого по стоимости

иотвечающего современным требованиям измерителя жидких осадков. Результатом работы по решению этой задачи стало создание радиотех-

нического осадкомера РТО-1 (рис. 7.16).

Принцип действия прибора основан на измерении вертикальных скоростей падения частиц жидких осадков (капель дождя) с помощью микромощного доплеровского радиолокатора постоянного излучения, работающего в диапазоне длин волн 3 см.

Прибор состоит из трех основных узлов:

•СВЧ приемопередатчика;

•усилителя низкой частоты (УНЧ);

•устройства цифровой обработки.

та принятых колебаний будет отлична от ча-

стоты колебаний передатчика на величину Fd, пропорциональную проекции вектора скорости частицы на вектор излучения. Таким образом,

106

после приема отраженного сигнала в смесительной секции будут присутствовать СВЧ колебания двух отличных частот частоты передатчика и частоты отраженного сигнала, а на смесительном диоде будет выделена разностная частота Fd.

Известно, что установившиеся скорости движения капель в дожде лежат в диапазоне от 1 до 10 м/с. Таким образом, при частоте передатчика около 10 ГГц величина Fd будет находиться в диапазоне от 60 до 700 Гц. Ввиду того что в облучаемой области в каждый момент времени может присутствовать некоторое количество капель разного размера, на выходе смесительной секции будет присутствовать спектр низкочастотных колебаний в указанном диапазоне.

Далее сигнал, выделенный на смесительном диоде, усиливается УНЧ и поступает на вход устройства цифровой обработки.

Устройство цифровой обработки преобразует аналоговый низкочастотный сигнал, получаемый с выхода усилителя низкой частоты в цифровую форму посредством АЦП и, применяя алгоритм дискретного преобразования Фурье, производит его разложение в спектр. Далее данные спектров за заданный период времени накапливаются в оперативной памяти, усредняются и на их основании происходит вычисление текущей интенсивности осадков.

По запросу внешнего терминала устройство цифровой обработки передает ему вычисленные данные для накопления и возможной дополнительной обработки. Для интерфейса с терминалом применяется порт

RS-232.

Контрольные вопросы

1.Что входит в комплект осадкомера?

2.Для чего служит защита осадкомера?

3.Как измерить количество выпавших осадков при отсутствии измерительного стакана?

4.Для чего нужна диафрагма в осадкомерном ведре?

5.Каковы основные различия в конструкции осадкомера Третьякова и дождемера со сплошной защитой?

6.Чем различаются условия образования росы, инея, изморози?

7.Какие требования предъявляются к выбору участков для наблюдений за высотой и плотностью снежного покрова?

8.Как вычисляют плотность снежного покрова по весовому снегомеру?

9.Каким образом можно подсчитать запас воды в снежном покрове?

107