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. Розв’язати задачі (див. варіанти завдань до лабораторної роботи).

Завдання 4 (висновок). Дати порівняльну оцінку двох методик прогнозу мінімальної температури повітря (заморозків): недоліки, переваги.

Теоретичні відомості до роботи

Заморозки – це зниження температури повітря чи поверхні грунту до 0⁰ С або нижче на фоні загальних додатніх температур.

Це метеорологічне явище має суттєвий вплив на агроекологічні показники росту та розвитку сільськогосподарських культур, оскільки зниження температури до від’ємних значень пізньою весною чи ранньою осінню часто спричиняє ушкодження листя та всієї наземної частини рослин, є фактором, що сприяє затримкам росту та ушкодженню органів рослин певними хворобами.

Тому в практиці агрометеорологічного прогнозування велике значення надається передбаченню заморозків.

Найчастіше використовуються дві методики прогнозу заморозків: метод Мехалевського та графічний метод Броунова. Коротко зупинимося на їх аналізі.

Метод прогнозу мінімальної температури (заморозків), розроблений В.Мехалевським, передбачає використання даних щодо змін температури повітря у день напередодні прогнозу, вологості атмосфери, хмарності неба. Прогнозування здійснюється за наступними розрахунковими формулами:

T_min = t’ – (t – t’ )c + A (в атмосферному повітрі)

T_min = t’ – (t – t’ )2c + A ( на поверхні грунту),

де:

T_min – це очікувана вранці наступного дня найнижча температура повітря (або грунту),

t’ – температура змоченого термометра, визначена о 13 год напередодні дня прогнозу,

t - температура сухого (звичайного, строкового) термометра, визначена напередодні дня прогнозу.

А – це поправка на хмарність неба, яка визначається наступним чином:

При хмарності від 0 до 3 балів А= - 2,

При хмарності від 4 до 7 балів А= 0,

При хмарності від 8 до 10 балів А= + 2,

с – це поправка на відносну вологість атмосферного повітря, визначається за таблицею (див. таблицю 3.1).

За отриманими значеннями мінімальної температури прогнозується ймовірність заморозку таким чином:

• якщо Т_min<-2⁰C, ймовірність заморозку 100 %(точно буде),

• якщо Т_min>+2⁰C, ймовірність заморозку 0 %(точно не буде),

• якщо -2<Т_min<+2⁰C, ймовірність заморозку 50 %.

Таблиця 3.1.

Визначення поправки с, що залежить від вологості атмосферного повітря

Відносна вологість f, %	100	90	80	70	65	60	55	50	45	40	35	30
Поправка с	5,0	4,0	3,0	2,0	1,8	1,5	1,3	1,2	1,0	0,9	0,8	0,7

Метод прогнозування мінімальної температури повітря Броунова є більш простим у використанні, але при цьому використовується менша кількість вихідних метеорологічних показників. Тому справджуваність прогнозу дещо нижча, ніж в методу Мехалевського.

При прогнозуванні мінімальної температури повітря за методом Броунова використовується графік-номограма, за яким шукається ймовірність виникнення заморозку. Показниками, що використовуються, є фактична температура повітря о 13 год напередодні дня прогнозу, температура о 21 год (ввечері напередодні дня прогнозу), а також різниця між ними, тобто враховується тенденція температурних змін протягом певного періоду часу. Менша точність методу Броунова пояснюється саме відсутністю кореляції з параметрами вологості, хмарності, вітрового режиму атмосфери, які мають велике значення при прогнозуванні заморозків.

Задачі до лабораторної роботи № 3.

1. О 13 год дня виміряно температуру повітря, яка становить 3,0⁰ С. Температура змоченого термометра становить 1,5⁰ С. Відносна вологість повітря становить 60 %. Хмарність неба 2 бали. Визначити ймовірність виникнення заморозку на поверхні грунту та у повітрі.

2. О 13 год дня виміряно температуру повітря, яка становить 3,0⁰ С. Температура змоченого термометра становить 1,5⁰ С. Відносна вологість повітря становить 90 %. Хмарність неба 10 балів. Визначити ймовірність виникнення заморозку на поверхні грунту та у повітрі. Порівняти результат з даними попередньої задачі.

3. О 13 год дня виміряно температуру повітря, яка становить 1,5⁰ С. Температура змоченого термометра становить 0,8⁰ С. Відносна вологість повітря становить 70 %. Хмарність неба 0 бали. О 21 год виміряно температуру повітря, яка становила 1,2⁰ С. Визначити ймовірність виникнення заморозку на поверхні грунту та у повітрі за двома методами (Мехалевського та Броунова), порівняти отримані результати.

4. О 13 год дня виміряно температуру повітря, яка становить 1,8⁰ С. Температура змоченого термометра становить 1,7⁰ С. Відносна вологість повітря становить 80 %. Хмарність неба 9 бали. О 21 год виміряно температуру повітря, яка становила 1,5⁰С. Визначити ймовірність виникнення заморозку на поверхні грунту та у повітрі двома методами, порівняти результати

5. Виміряно температуру повітря о 13 год (вона становить 2,0⁰С) та о 21 год (вона становить 1,1⁰ С). Яка ймовірність заморозку вранці наступного дня за номограмою Броунова?

Додаткові задачі до лабораторної роботи №3

В-1

1. О 13 год дня виміряно температуру повітря, яка становить 2,7⁰ С. Температура змоченого термометра становить 1,3⁰ С. Відносна вологість повітря становить 45 %. Хмарність неба 2 бали. Визначити ймовірність виникнення заморозку на поверхні грунту та у повітрі.

2. О 13 год дня виміряно температуру повітря, яка становить 2,5⁰ С. Температура змоченого термометра становить 2,1⁰ С. Хмарність неба 0 бали. Було спрогнозовано заморозок на поверхні грунту з очікуваною мінімальною температурою – 2,5⁰ С.Чому дорівнювала відносна вологість повітря?

В-2

1. О 13 год дня виміряно температуру повітря, яка становить 1,8⁰ С. Температура змоченого термометра становить 0,7⁰ С. Визначити відносну вологість повітря, якщо хмарність неба 3 бали, було спрогнозовано заморозок в атмосферному повітрі з мінімальною температурою – 1,9⁰С.

2. Визначити ймовірність заморозку за допомогою двох методів (Мехалевського та Броунова), якщо відомо: О 13 год дня виміряно температуру повітря, яка становить 2,2⁰ С. Температура змоченого термометра становить 0,9⁰ С. Відносна вологість повітря становить 30 %. Хмарність неба 4 бали, температура о 21 год 0,4⁰ С.

В-3

1. Якою є ймовірність заморозку за методом Броунова, якщо виміряно температуру повітря о 13 год, вона становить 3,1⁰С, та о 21 год, вона становить 1,1⁰С.

2. Визначити ймовірність заморозку за допомогою двох методів (Мехалевського та Броунова), якщо відомо: О 13 год дня виміряно температуру повітря, яка становить 3,4⁰ С. Температура змоченого термометра становить 2,2⁰ С. Відносна вологість повітря становить 30 %. Хмарність неба 2 бали, температура о 21 год 2,5⁰ С.

В-4

1. Розрахувати значення відносної вологості повітря, якщо відомо, що було спрогнозовано заморозок на поверхні грунту з мінімальною температурою – 1,5⁰С. При цьому температура повітря о 13 год становила 1,2⁰С, температура змоченого термометра дорівнювала 0,5⁰С, хмарність неба – 5 балів.

2. Визначити, чи буде заморозок(яка його ймовірність) за методом Броунова, якщо температура повітря о 13 год становить 1,7⁰С, температура о 21 год становить 0,5⁰С.

В-5

1. Якою є ймовірність заморозку за мотодом Броунова, якщо виміряно температуру повітря о 13 год, вона становить 2,3⁰С, та о 21 год, вона становить 2,0⁰С.

2. Визначити ймовірність заморозку за допомогою двох методів (Мехалевського та Броунова), якщо відомо: О 13 год дня виміряно температуру повітря, яка становить 1,4⁰ С. Температура змоченого термометра становить 1,2⁰ С. Відносна вологість повітря становить 90 %. Хмарність неба 2 бали, температура о 21 год 0,5⁰ С.

В-6

1. Розрахувати значення відносної вологості повітря, якщо відомо, що було спрогнозовано заморозок на поверхні грунту з мінімальною температурою -2,3⁰С. При цьому температура повітря о 13 год становила 2,2⁰С, температура змоченого термометра дорівнювала 1,5⁰С, хмарність неба – 3 балів.

2. Визначити, чи буде заморозок (яка його ймовірність) за методом Броунова, якщо температура повітря о 13 год становить 0,7⁰С, температура о 21 год становить 0,3⁰С.

В-7

1. О 13 год дня виміряно температуру повітря, яка становить 1,5⁰ С. Температура змоченого термометра становить 0,9⁰ С. Визначити відносну вологість повітря, якщо хмарність неба 1 бали, було спрогнозовано заморозок в атмосферному повітрі з мінімальною температурою -3,9⁰С.

2. Визначити ймовірність заморозку за допомогою двох методів (Мехалевського та Броунова), якщо відомо: О 13 год дня виміряно температуру повітря, яка становить 1,2⁰ С. Температура змоченого термометра становить 0,9⁰ С. Відносна вологість повітря становить 80 %. Хмарність неба 7 бали, температура о 21 год 0,4⁰ С.

В-8

1. О 13 год дня виміряно температуру повітря, яка становить 3,5⁰ С. Температура змоченого термометра становить 2,3⁰ С. Відносна вологість повітря становить 65 %. Хмарність неба 6 бали. Визначити ймовірність виникнення заморозку на поверхні грунту та у повітрі.

2. О 13 год дня виміряно температуру повітря, яка становить 1,7⁰ С. Температура змоченого термометра становить 1,1⁰ С. Хмарність неба 8 бали. Було спрогнозовано заморозок на поверхні грунту з очікуваною мінімальною температурою -3,2⁰ С. Чому дорівнювала відносна вологість повітря?

В-9

1. Якою є ймовірність заморозку за мотодом Броунова, якщо виміряно температуру повітря о 13 год, вона становить 2,4⁰С, та о 21 год, вона становить 1,0⁰С.

2. Визначити ймовірність заморозку за допомогою двох методів (Мехалевського та Броунова), якщо відомо: О 13 год дня виміряно температуру повітря, яка становить 4,2⁰ С. Температура змоченого термометра становить 2,9⁰ С. Відносна вологість повітря становить 50 %. Хмарність неба 8 бали, температура о 21 год 3,5⁰ С.

В-10

1. Розрахувати значення відносної вологості повітря, якщо відомо, що було спрогнозовано заморозок на поверхні грунту з мінімальною температурою -2,4⁰С. При цьому температура повітря о 13 год становила 0,8⁰С, температура змоченого термометра дорівнювала 0,5⁰С, хмарність неба – 5 балів.

2. Визначити, чи буде заморозок (яка його ймовірність) за методом Броунова, якщо температура повітря о 13 год становить 2,7⁰С, температура о 21 год становить 0,8⁰С.