Meteorolojik büyüklükleri ölçme yöntemleri. Federal Devlet Bütçe Kurumu "Roshidromet Aviamettelecom" un kuzeybatı şubesi. Su buharının kısmi basıncını hesaplama yöntemleri

RD 52.04.651-2003

REHBER DOKÜMAN

METODOLOJİK TALİMATLAR

Yerleşik meteorolojik ölçümlerin sonuçlarının birincil olarak işlenmesi,
aktinometrik ve optik nicelikler

Giriş tarihi 2004-08-01*
_______________________
* "Notlar" etiketine bakın

Önsöz

1 TASARLANMIŞ Devlet kurumu Rusya Federasyonu Hidrometeorolojik Araştırma Merkezi (Rusya Hidrometeoroloji Merkezi) Roshidromet'in "A.I. Voeikov'un adını taşıyan Ana Jeofizik Gözlemevi" (GU MGO)

2 GELİŞTİRİCİLER V.Yu.Okorenkov (geliştirme başkanı), R.G.Timanovskaya (sorumlu geliştirici), G.P.

3 Başkan Tarafından ONAYLANMIŞTIR Federal Hizmet Rusya'nın hidrometeoroloji ve izleme konusunda çevre(Roshidromet)

4 GMP Merkezi Tasarım Bürosu tarafından 52.04.651-2003 numarası ile KAYITLIDIR

5 İLK KEZ TANITILDI

6 Bunlarda verilen eklemeler ve olası açıklamalar yönergeler işleme yöntemleri ve hesaplamalar yalnızca bu kılavuzların geliştiricisinin izniyle mümkündür.

7 Bu kılavuzda verilen hesaplama oranlarını tamamen veya kısmen yazılıma uygularken, bu kılavuzun geliştiricileri, sertifikalandırma aşamasında yazılım ürününün geliştirilmesine dahil edilmelidir.

giriiş

giriiş

1986'da Roshidromet'in NIS ve NISP'si, gemide meteorolojik ve aktinometrik gözlemlerin sonuçlarını işlemek için ES ve SM tipi bilgisayarlar için Devlet Jeofizik Gözlemevi Ana Departmanında geliştirilen bir dizi programı (KSMAP) tanıttı. Düzenli gözlemciler tarafından hidrometeorolojik gözlemlerin yapıldığı tüm gemilerde, bu gözlemlerin sonuçlarının birincil işleme, kontrol ve arşivleme sürecini birleştirme ve otomatikleştirmeye izin verdi.

Birincil işlemenin birleştirilmesi, farklı bölümlerdeki gemilerde yapılan meteorolojik ve aktinometrik ölçümlerin ve gözlemlerin tüm sonuçlarının tek tip yöntemlere ve algoritmalara göre işlenmesi anlamına geliyordu. Bu, atmosferin yüzey tabakasının durumu ve atmosferin okyanus yüzeyinin üzerindeki dikey sütununun optik durumu hakkında zaman ve mekan açısından karşılaştırılabilir güvenilir veriler elde etmeyi mümkün kıldı.

Son yıllarda ES ve SM bilgisayarların yerini PC'ler almıştır. Bu durum KSMAP'ın PC ile ilgili olarak geliştirilmesini zorunlu kılmıştır. Öte yandan, çeşitli konfigürasyonlardaki PC'ler için UGMS ile KSMAP geliştirmek mümkün hale geldi.

AB ve SM bilgisayarları için KSMAP'nin geliştirilmesi ve işletilmesindeki birikmiş deneyim, bir PC kullanılması durumunda bunu gösterdi. yazılım gemi gözlemlerinin sonuçlarının birincil olarak işlenmesi ve KSMAP sisteminde bir veya daha fazla özerk blok oluşturan atmosferin havaya yakın katmanının bir dizi özelliğinin hesaplanması için prosedürler de tek tip işleme yöntemlerine ve algoritmalarına dayanmalıdır. Bu, öğretimin gerekliliklerinden biridir. Ayrıca, bu yöntemlerde, jeofizik büyüklüklerin terimleri ve tanımları, tutarsızlıkları ortadan kaldırmak ve farklı edebi kaynaklardan anlamak için mevcut devlet ve endüstri standartlarına uygun hale getirilmelidir.

Yukarıdakilerin ışığında, hem manuel veri işlemede hem de çeşitli konfigürasyonlardaki PC'ler için uygun yazılımın geliştirilmesinde kullanmak için, KSMAP'nin geliştirildiği temelde gemi gözlemlerinin ve ölçümlerinin sonuçlarının birincil işleme, kontrol ve arşivleme yöntemlerinin rafine edilmesi gerekli hale geldi.

Yazılım geliştirme genellikle hidrometeorologlar tarafından değil programcılar tarafından yapıldığından, mevcut tüm birincil işleme yöntemlerini genelleştirmenin, bir yandan onlarla çalışmayı büyük ölçüde basitleştirecek ve diğer yandan yerel olarak (UGMS'de) yerel olarak (UGMS'de) bir PC için gemi hidrometeorolojik, aktinometrik bilgilerin birincil işlenmesi, kontrolü ve arşivlenmesi için bağımsız olarak yazılım geliştirmesine izin verecek bir yönetim belgesi biçiminde resmileştirilmesinin uygun olduğu düşünüldü.

Meteorolojik ve aktinometrik ölçümlerin sonuçlarının birleşik birincil işleme yöntemlerinin kullanılmasına ilişkin düzenleme, farklı departmanlardaki gemilerin, Dünya Okyanusunun durumunun entegre izlenmesi programı kapsamında yürütülenler de dahil olmak üzere, zaman ve mekan açısından karşılaştırılabilir gözlemsel veriler elde etmelerini sağlayacaktır. Sonuç olarak, elde edilen verilerin daha önce VNIIGMI-WDC'de arşivlenen gemi gözlem verileriyle karşılaştırılabilirliği sağlanacaktır.

1 kullanım alanı

Bu yönergeler, atmosferin ve okyanus yüzeyinin yakın hava tabakasının durumu, yukarıdaki atmosferin dikey sütununun optik durumu hakkında hidrometeorolojik bilgi toplayan veya toplamayı planlayan Rusya Federasyonu gemilerinde yapılan meteorolojik, aktinometrik ve optik ölçümlerin ve gözlemlerin sonuçlarının birincil işlenmesi için temel kuralları, yöntemleri ve teknikleri belirler. su yüzeyi, yanı sıra astronomik yıllıklardan hesaplamalar için gerekli bilgileri çıkarmaya başvurmadan, ölçüm sonuçlarının yalnızca gemi gözlemlerinden işlenmesine izin veren bir dizi astronomik nicelik (aktinometrik ölçümlerin sonuçlarını işlemek için gereklidir).

Bu yönergeler, tüketicilere iletmek veya arşiv depolamak için güvenilir ve zaman ve mekan açısından karşılaştırılabilir hidrometeorolojik, aktinometrik ve optik bilgiler elde etmek amacıyla gemi meteorolojik, aktinometrik ve optik ölçüm ve gözlemlerin sonuçlarının hesaplanmasına yönelik prosedürleri düzenler.

Bu yönergeler, gemilerde veya Roshidromet'in NRU ve UGMS'sinde otomatik olmayan gemi meteorolojik, aktinometrik, optik ölçümler ve gözlemlerin sonuçlarını işlerken zorunludur.

2 normatif referanslar

Bu yönergelerde aşağıdaki standartlara yapılan atıflar kullanılmıştır:

GOST 112-78 Meteorolojik termometreler, cam. Özellikler

GOST 4401-81 Standart atmosfer. Seçenekler

OST 52.04.10-83 Aktinometri. terimler, harf tanımları ve temel miktarların tanımları

GOST 8.524-85 Psikrometrik tablolar. Yapı, içerik, hesaplanan oranlar

GOST 8.567-99 Zaman ve frekans ölçümü. Terimler ve tanımlar

3 Terimler ve tanımlar

Bu kılavuzlarda, kullanılan terimler, hidrometeorolojik, aktinometrik ve optik büyüklüklerin tanımları, mevcut RD, KGM-15 ve UKGM-15A dergilerinde sunulanlara karşılık gelir.
________________
* Kaynakça bölümüne bakın, burada ve aşağıda. - Veritabanı üreticisinin notu.

4 Kısaltma

Bu kılavuzda aşağıdaki kısaltmalar kullanılmıştır:

VNIIGMI-WDC - Tüm Rusya Hidrometeorolojik Bilgi Araştırma Enstitüsü - Dünya Veri Merkezi.

GU MGO - devlet kurumu "A.I. Voeikov'un adını taşıyan Ana Jeofizik Gözlemevi".

KSMAP, gemi meteorolojik ve aktinometrik programların bir kompleksidir.

NIS - araştırma gemisi.

NISP - hava araştırma gemisi.

PAP - birincil aktinometrik dönüştürücü.

PIP - birincil ölçüm dönüştürücü.

PC - kişisel elektronik bilgisayar.

Roshidromet - Hidrometeoroloji ve Çevresel İzleme için Rusya Federal Servisi.

SRP - radyasyon dengesinin bileşenleri.

SGMS - geminin hidrometeoroloji istasyonu.

UGMS - hidrometeoroloji ve çevresel izleme için bölgeler arası bölgesel yönetim.

5 Genel hükümler

5.1 Deniz ağı da dahil olmak üzere herhangi bir hidrometeorolojik gözlem ağının işleyişinin metodolojik ve metrolojik desteği, ölçümlerin tekdüzeliğini sağlamayı amaçlamaktadır. Ölçümlerin birliği, bilinen bir hatayla (doğruluk) doğal ortamın durumu hakkında ölçüm verilerinin elde edilmesi olarak anlaşılmaktadır. İkincisi, ölçülen değerlerin güvenilirliğini belirler.

Deniz gemisi gözlem ağı ile ilgili olarak, her gemiden güvenilir hidrometeorolojik, aktinometrik veya optik verilerin alınmasının sağlanması, büyük önem Dünya Okyanusunun durumunu izlemek, tüketicilere atmosferik yakın tabakanın durumu, okyanus yüzeyi, atmosferin okyanus üzerindeki dikey sütunu vb. hakkında güvenilir hidrometeorolojik, jeofizik bilgiler sağlamak için.

Gemiler tarafından toplanan yukarıdaki bilgiler, deniz endüstrilerinin hidrometeorolojik desteğinde ve denizdeki diğer faaliyetlerin yanı sıra bilimsel iklim ve diğer araştırmalar için kullanılan hidrometeorolojik ve jeofizik veri bankasına eklenir.

Ölçümlerin birliği, belirli niceliklerin ölçümleri için tek ölçüm cihazlarının kullanılması, bunların zamanında ve yüksek kaliteli metrolojik desteği, ölçüm ve gözlem yöntemlerine uygunluk ve ölçüm sonuçlarının birincil işleme ve kontrolü için yöntemler, deniz alanındaki çeşitli gözlem platformlarından toplanan hidrometeorolojik bilgilerin özümsenmesi vb. ile ilgili birçok sorunun karmaşık bir çözümüdür.

Bu sorunlardan bazıları şimdi çözülmüş ve Rusya'nın ülke çapındaki gözlem ağının bir alt sistemi olarak geminin hidrometeorolojik ağının işleyişini düzenleyen bir dizi kılavuz belgede uygulanmıştır.

El kitabı özellikle, gemilerde hidrometeorolojik ve aktinometrik gözlemlerin organizasyonu ve sağlanması için gereklilikleri düzenler; kılavuzlar, ana hidrometeorolojik, aktinometrik büyüklükleri ölçme araçlarını ve bu araçları kullanarak ölçüm yapma yöntemlerini vb. düzenler. Aynı zamanda, birçok sorun tam veya kısmi bir çözüm gerektirir. Bu, öncelikle hidrometeorolojik ve aktinometrik ölçümlerin ve gözlemlerin birincil işleme yöntemlerinin birleştirilmesi konularıyla ilgilidir. Son yıllarda gemiler yavaş yavaş uzaktan ölçüm sistemleriyle donatılıyor. Onlar için herhangi bir değerin ölçüm verileri, kural olarak, ara değer birimlerinde sunulur. Bu bağlamda, bu birimlerden alınan ölçüm verilerinin ölçülen fiziksel büyüklük birimlerine dönüştürülmesi probleminin çözülmesi gerekli hale gelmektedir.

Ölçüm ve gözlem sonuçlarının birincil olarak işlenmesi, ölçüm cihazlarının okumalarının ve görsel değerlendirmelerin nicelik değerlerine (ölçülen veya tahmin edilen) ve bunların kabul edilen ölçü birimlerindeki özelliklerine dönüştürülmesi, dönüştürülmüş ölçüm verilerinin operasyonel mesajların uygun prognostik merkezlere iletilmesi için hazırlanması ve depolama için bilgi toplama merkezleri anlamına gelir.

5.2 Belirli bir süre içinde gemide hidrometeorolojik, aktinometrik ve optik ölçümler ve gözlemlerin sonuçlarının birincil olarak işlenmesi, bir dizi ardışık işlemden oluşur:

- UKGM-15A, KGM-15 dergilerindeki (kitaplardaki) ölçümlerin ve gözlemlerin sonuçlarının veya doğrudan bir PC'ye kaydedilmesi;

- ölçüm ve gözlem sonuçlarının ölçülen, gözlemlenen değerler veya karşılık gelen kod basamaklarında sunulması;

- ölçüm ve gözlem sonuçlarının teknik kontrolü;

- ölçüm ve gözlem sonuçlarının kritik kontrolü;

- operasyonel mesajların hazırlanması;

- raporlama belgelerinin oluşturulması.

5.3 Ölçümlerin ve gözlemlerin sonuçları, dergilerde veya dergilerde sunulan gerekliliklere uygun olarak KGM-15, UKGM-15A dergilerine girilir.

5.4 Ölçüm ve gözlem verileri, bu yönergelerin 6-14 bölümlerine göre ölçülen, gözlemlenen değerler birimlerine ve kod numaralarına - uygun olarak dönüştürülür.

5.5 Sonuçların teknik ve kritik kontrolü meteorolojik ölçümler ve gereklilikler doğrultusunda gözlemler yapılır.

5.6 Raporlama formlarının raporlama belgelerinin oluşturulması, gerekliliklere uygun olarak gerçekleştirilir.

5.7 Farklı formüllerde (miktar değerlerinin biçimleri) kullanılan nicelik biçimleri, alt bölüm 5.3'te belirtilen dergilerde sunulanlara karşılık gelir; çıktı veri formatları, bu yönergelerde açıklanan yöntemlerle yapılan hesaplamalardan sonra, hesaplanan değerlerin yuvarlanması, kılavuzlarda sunulan biçimlere karşılık gelir.

5.8 Bu yönergelerin gerekliliklerinin yerine getirilmesi üzerindeki kontrol, UGMS'nin gemi müfettişleri olan metodolojist-meteorologlara verilmiştir.

Not - Gemide PC varsa, 5.3-5.6 altbölümlerinde belirtilen tüm işlemler otomatik olarak (uygun yazılım mevcutsa) üzerinde gerçekleştirilir. Genel formül ara değer birimlerinde sunulan ölçüm sonuçlarının ölçülen değer birimlerine dönüştürülmesi için Ek A'da verilmiştir.

6 Atmosfer basıncı ve basınç eğilimi ölçümlerinin sonuçlarının birincil olarak işlenmesi

6.1 Atmosfer basıncı

6.1.1 Şu anda ve yakın gelecekte atmosferik basınç ölçümleri, cıva içermeyen barometreler, aneroid barometreler kullanılarak doğrudan ölçülen değerin kabul edilen birimleri olan hektopaskal (hPa) veya milimetre cıva (mm Hg) kullanılarak yapılıyor ve yapılacak.

6.1.2 Gerekliliklere uygun olarak, atmosferik basınç ölçüm verileri (barometre okumaları) deniz seviyesine ve 0 °C hava sıcaklığına düşürülmelidir. Barometre okumaları hektopaskal cinsinden ifade edilirse, formüle göre böyle bir azalma gerçekleştirilir.

Ve milimetre cıva cinsinden ifade edilirlerse, formüle göre

Nerede - atmosfer basıncı, deniz seviyesi ve hava sıcaklığı 0 °С, hPa'ya düşürüldü;

- cihaz okuması (barometre, aneroid barometre), hPa veya mmHg;

- ölçeğin cihaz okumasına göre düzeltilmesi, hPa veya mmHg. Ölçek düzeltmeleri (varsa) hakkında bilgi, enstrümanın doğrulama sertifikasında bir tablo şeklinde verilir, gerekli düzeltme enterpolasyon ile hesaplanır;

- atmosfer basıncını, cihazın yakınında ölçülen hava sıcaklığına, hPa veya mm Hg'ye göre doğrulama sertifikasında belirtilen formüle göre hesaplanan 0 °C sıcaklığa getirmek için sıcaklık düzeltmesi;

- formülle hesaplanan atmosfer basıncını deniz seviyesine getirmek için düzeltme

(=0,133 hPa/m veya 0,1 mmHg/m (1 m yükseklik başına atmosfer basıncındaki bir değişikliğe karşılık gelir),

- atmosferik basıncı ölçmek için deniz seviyesinden cihazın kurulum yüksekliği (maksimum su hattının konumundan sayılır), m.Cihazın kurulum yüksekliği hakkında bilgi UKGM-15A, KGM-15 dergilerinde mevcuttur,

"Kapalı" deniz (Hazar gibi) ile Dünya Okyanusu seviyeleri arasındaki fark, m.Bu fark, "kapalı" deniz seviyesi Dünya Okyanusu seviyesinin üzerindeyse artı işaretiyle, bu seviye Dünya Okyanusu seviyesinin altındaysa eksi işaretiyle alınır ("kapalı" deniz seviyesinin yüksekliği hakkında bilgi KGM-15 dergisinde veya UGMS'de mevcuttur. Açık denizler ve okyanuslar için = 0);

1.3332 - milimetre cıvayı hektopaskallara dönüştürmek için sayısal katsayı: 1 mm Hg \u003d 1.3332 hPa.

6.1.3 Formül (1) ve (2)'ye göre değerler hesaplanırken şunlar unutulmamalıdır:

- tüm düzeltmeler 0,1 hPa veya 0,1 mm Hg'ye yuvarlanarak hesaplanır. ve kendi işaretleri ile hesaplamalar yapın;

- sağ taraftaki tüm terimler aynı ölçü biriminde (hPa veya mmHg) ifade edilmelidir.

6.1.4 Bir gemi okyanusta ve Hazar Denizi'nde seyrederken atmosferik basınç ölçümlerinin sonuçlarının işlenmesine örnekler verelim.

örnekler

1 Bir gemi okyanusta yol alıyor. Atmosferik basınç, maksimum su hattının = 10,1 m yukarısına monte edilen aneroid N 392890 (doğrulama sertifikasından bir alıntı kılavuzdaki Tablo 5'te sunulmuştur) kullanılarak ölçülür. Aneroid okuması = 741,9 mm Hg, kaptan köşkündeki termometre okuması = 12,4 °C; mmHg değeri (=0). Doğrulama sertifikasından = -0,6 mm Hg ve = 0,3 mm Hg olduğu anlaşılmaktadır.

Formül (2)'ye göre, atmosfer basıncının değeri hesaplanır, 0 ° C sıcaklığa ve deniz seviyesine düşürülür: \u003d 990,1 hPa (gereksinimlere göre bir hektopaskalın onda birine yuvarlanır).

2 İlk veriler örnek 1'deki ile aynıdır, ancak seyir, 1994 yılı başında seviyesi Dünya Okyanusu seviyesinin 26,8 m altında olan Hazar Denizi'nde gerçekleşir. (3) formülüne göre mm Hg olduğunu belirleyin.

Formül (2) ile hesaplanan değerin 986,5 hPa olduğu ortaya çıktı.

6.2 Basınç eğilimi

6.2.1 Basınç eğilimi iki parametre ile tanımlanır - gözlem süresinden önceki 3 saat boyunca atmosfer basıncındaki niceliksel değişimi yansıtan değeri, h ve bu 3 saat boyunca atmosfer basıncındaki niteliksel değişikliği tanımlayan özellik. Gemi gözlemlerine göre, basınç eğilimi aşağıdaki formülle hesaplanır:

Nerede - zamanında ölçülen ve formül (1) veya (2) ile deniz seviyesi ve hava sıcaklığı 0 ° C, hPa olarak verilen atmosferik basınç;

- atmosferik basınç, eksi 3 saatte () ölçülür ve formül (1) veya (2) ile deniz seviyesine ve 0 ° C sıcaklığa göre verilir, hPa.

6.2.2 Barik eğilimin özelliği hesaplanmaz, ancak kod numaralarıyla sunulur: kodlama, 3 saat boyunca basınç değişiminin doğasının değerine ve görsel değerlendirmesine göre yapılır, barograf grafik formuna kaydedilir ve aşağıdakilerden biriyle tanımlanır: tipik türler verilen basınç darbesi kod tablosu.

7 Rüzgar hızı ve yönü ölçümlerinin sonuçlarının birincil olarak işlenmesi

7.1 Görünür rüzgar hızı ve yönü ölçümlerinden gerçek rüzgar hızı ve yönünü hesaplama yöntemi

7.1.1 Gemiye göre, gerçek rüzgarın hızı ve yönü ölçülmez, ancak gemideki görünen rüzgarın hız ve yönüne ilişkin ölçüm verilerinden (anemorumbometreler veya diğer alet ve yöntemlerle) ve geminin hızı ve pusula yönüne ilişkin verilerden hesaplanır.

7.1.2 Gerçek rüzgar hızının ve yönünün hesaplanması formüllere göre yapılır.

Geminin hızı nerede, deniz mili. Hesaplamalar için 0,1 düğüme kadar yuvarlanarak alınırlar;

- görünen rüzgar hızı, m/s. Hesaplamalar için 0,01 m/s'ye yuvarlayarak alınırlar;

- geminin yönü, tüm dereceler;

- geminin pusulasından saat yönünde sayılan görünür rüzgarın yönü, tam derece;

- görünen ve gerçek rüzgar arasındaki açı, saat yönünde sayılır, tam derece. Formüle göre hesaplanır

________________

* Değerin, belirli değerlerinde ve her zaman kesin bir çözümü olmayan (Ek B'de gösterilmektedir) üzerinden hesaplanması önerilir ve bu, hesaplamaları zorlaştırır. Bu nedenle, bu kılavuzda geliştirilmiş bir hesaplama yöntemi önerilmiştir.

Eğer<180°, то значение рассчитывают по формуле (6), в которой берут со знаком "плюс"; если 180°, то значение рассчитывают по формуле (6), в которой берут со знаком "минус".

(5) ve (6) formüllerini kullanarak gerçek rüzgarın hızını ve yönünü hesaplarken, aşağıdaki durumlar dikkate alınmalıdır:

a) =0 veya , sonra =0;

b) =0 ve sonra ;

c) =0 ve , sonra .

notlar

1 Görünür rüzgarın yönü coğrafi meridyene göre belirlenmişse (örneğin, rüzgar konisi veya geminin pusulası ile), o zaman formül (5) ve (6) şu orandan hesaplanmalıdır: .

2 Eğer açı<0, то для расчета по формуле (6) значение .

3 Hesaplanan gerçek rüzgar yönü negatif ise (<0), то окончательное значение ; если >360° ise son değer .

4 Gemide rüzgar hızı entegre bir anemometre* kullanılarak ölçülürse, anemometrenin açılmasından kapanmasına kadar geçen zaman aralığına atıfta bulunulan ölçeğindeki okumalar kullanılarak gerçek rüzgar hızını (m/sn) belirlemek için görünen rüzgar hızının hesaplanması alt bölüm 7.2'ye göre yapılır.
________________
* Bu tür bir anemometre, özünde, belirli bir zaman aralığı için rüzgar türbininin devir sayısının bir sayacıdır.

5 Formül (5)-(7)'de, rüzgar hızı ve gemi rotası değerleri sırasıyla 0,1 m/s ve 0,1 kt'a ve rüzgar yönü ve gemi rotası - - 1°'ye yuvarlanır.

7.2 Ölçekli anemometrelerle ölçülen rüzgar hızını (görünen veya gerçek) hesaplama yöntemi

Bir gemide ölçülürken, bölmeli bir terazi ile donatılmış anemometreler kullanılarak rüzgar hızı ölçülür veya bir kronometre ile ölçülen zaman aralığı (lar) için anemometre okumalarındaki (div.) değişiklikle belirlenir, yani. ara değere göre (del./s). Anemometrenin doğrulama sertifikası, saniye başına metreye dönüştürme tablosu içerir (tablo 1).


Tablo 1 - El tipi anemometre N 424875 için doğrulama sertifikasından alıntı

7.2.1 Doğrulama sertifikasındaki verilere göre anemometre ile rüzgar hızı arasındaki ilişkinin doğrusal olduğu ortaya çıkarsa, rüzgar hızı veya (m/s) formülle belirlenir.

nerede - doğrulama sertifikasından anemometreye rüzgar hızı, parça / s, m / s değerine karşılık gelir. Böyle bir sertifikadan bir alıntı Tablo 1'de verilmiştir;

- = 10 parça / s, m / s değerine karşılık gelen doğrulama sertifikasından rüzgar hızı;

- anemometrenin açıldığı ana kadar görünen (gerçek) rüzgar hızını ölçmeden önce anemometre ölçeğinde okuma, böl.;

- anemometrenin kapatıldığı, bölündüğü anda sona eren bir zaman aralığından (ler) sonra anemometre ölçeğinde okuma;

0.1 - katsayı, ilk parantezdeki rüzgar hızlarındaki farkın 10, s/div'e bölünmesi gerçeğini hesaba katar.

7.2.2 Anemometre ile rüzgar hızı arasındaki ilişki doğrusal değilse, rüzgar hızının değeri formül kullanılarak enterpolasyonla belirlenir.

.

Formül (9)'da kullanılan nicelik birimleri formül (8)'deki ile aynıdır.

8 Hava sıcaklığı, su ölçüm sonuçlarının birincil işlenmesi

8.1 Hava, su ve yaş termometre sıcaklıklarının sıvı termometre ölçümlerinin sonuçlarının işlenmesi

Sıvı termometreler, kural olarak, ölçülen miktarın birimlerinde kalibre edilir, yani; Santigrat derece (°C) cinsinden, bu nedenle, ölçüm sonuçlarının işlenmesi, doğrulama sertifikalarından termometrelerdeki okumalara yönelik değişikliklerin getirilmesine indirgenir. Sonuç olarak, işlem formüle göre gerçekleştirilir.

Veya formüle göre

Nerede - hava sıcaklığı, su, °С;

- yaş hazne sıcaklığı, °С;

(veya) termometrede - -inci okuma, °С.

Hesaplamalar için 0,1 ° С'ye yuvarlayarak alınırlar;

(veya) - doğrulama sertifikasından inci okuma için düzeltme, °С. Hesaplamalar için 0,1 ° C'ye (kendi işaretiyle) yuvarlayarak alınırlar.

8.2 Elektrikli termometreler kullanarak hava, su sıcaklığı ölçüm sonuçlarının işlenmesi

Kural olarak, ölçümler için otomatik olmayan ölçüm sistemleri kullanılıyorsa, sıcaklık, elektrikli ölçüm cihazlarının okumalarına göre ara değer birimlerinde elektrikli termometreler kullanılarak ölçülür. Bu durumlarda, sıcaklık ölçüm sonuçları en yakın 0,1 °C'ye yuvarlanan formül A.1'e (Ek A) göre işlenir.

9 Hava nemini karakterize eden değerleri hesaplama yöntemleri

9.1 Hava nemini karakterize eden miktarların listesi

Tablo 2, hava nemini karakterize eden değerleri göstermektedir. Doğrudan ölçülürler veya hava sıcaklığı ve yaş hazne sıcaklığı ölçümlerinden veya hava sıcaklığı ölçümlerinden ve bu niceliklerden birinden hesaplanırlar.


Tablo 2 - Hava nemini karakterize eden ölçülen veya hesaplanan değerlerin listesi

9.2 Su buharının kısmi basıncını hesaplama yöntemleri

9.2.1 Su buharının kısmi basıncı, GOST 8.524'te sunulan temel psikrometrik formül kullanılarak hava sıcaklığından, yaş termometre sıcaklığından ve atmosferik basınçtan hesaplanır.

9.2.1.1 Yaş termometre tankında su* varsa (genellikle >0 °C yaş termometre sıcaklığında), bu durumda hesaplama aşağıdaki formüle göre yapılır:

_________________
* Islak hazne deposundaki suyun (su veya buz) toplanma durumuna ilişkin bilgiler UKGM-15A dergisinde "Islak hazne indeksi" sütununda yer almalıdır.

su buharının kısmi basıncı nerede, hPa. En yakın 0,01 hPa'ya yuvarlanmış olarak hesaplayın;

- havada bulunan doymuş su buharı basıncı, hPa. 0,01 hPa'ya yuvarlanan formül (14) ile hesaplanmıştır;

termometre haznesinde su varken yaş termometrenin sıcaklığıdır, °C. Hesaplarken, 0,1 ° С'ye yuvarlayarak alınırlar;

- bir ıslak hazneli termometrenin haznesinde suyun yoğunlaşmış fazının toplanma durumunu hesaba katan katsayı: eğer su sıvı haldeyse, o zaman = 1;

- standart bileşimdeki atmosferik hava için psikrometrik katsayı, (°C) (GOST 4401'e göre). Aspirasyon psikrometresinin belirli bir kopyası için katsayının değeri pasaportunda verilmiştir; pasaportta bu tür bilgilerin bulunmaması durumunda, hesaplarken, nominal havalandırma hızı 2 m / s (GOST 8.524'e göre) olan M-36 ve MV-4 tipi psikrometreler ve TM-6 tipi termometreler (GOST 112'ye göre) için (°C) alırlar;

- atmosferik basınç, şu orandan belirlenir: burada - ölçek düzeltmesi dikkate alınarak cihaz (barometre) kurulumu seviyesinde ölçülen basınç , hPa. Hesaplarken 0,1 hPa'ya yuvarlayarak alınırlar;

- hava sıcaklığı (kuru termometre), °С. Hesaplarken, 0,1 ° С'ye yuvarlayarak alınırlar;

- suyun yoğunlaştırılmış fazının buhara faz geçişinin özgül ısısının sıcaklığa bağlılığını ve psikrometrik katsayı (°C) ifadesinde yer alan diğer miktarları dikkate alan katsayı. Hesaplarken \u003d 0,00115 (°С) alın (göre

uzaktan eğitim fakültesi

METODOLOJİK TALİMATLAR

disipline göre

YÖNTEMLER VE ARAÇLAR

yüksek öğretim kurumları için

Yeterlilik (derece)

Üniversite mezunu

Sankt Petersburg

ÖNSÖZ

ilk kısım ikinci kısım

GENEL TALİMATLAR

onların

EDEBİYAT

Ana

.

Ek olarak

.

BÖLÜM TALİMATLARI

giriiş

ölçüm hedefleri.

Edebiyat

Bölüm 1.1.

Kendi kendine muayene için sorular

Sıcaklık ölçümü

Bu bölüm, termometrik bir gövdeye sahip tüm termometreler için ortak bir özellik olan termometrelerin termal ataletinin incelenmesiyle başlar. Termal ataleti açıklayan denklemin türetilmesini inceleyin. Bir termometrenin termal atalet katsayısının tanımını hatırlayın. Testi gerçekleştirmek için, küresel tanklı bir cıvalı termometrenin termal atalet katsayısı formülünü şu forma çevirin:

burada λ, termometrenin termal atalet katsayısıdır, T 0, termometrenin ilk andaki sıcaklığıdır, θ ortam sıcaklığıdır, ΔТ sıcaklığın belirlenmesinde izin verilen hatadır.

Ardından, ana termometre türlerinin çalışmasına devam edin. Dirençli termometreler, termoelektrik termometreler, deformasyon termometreleri, akustik termometreler ve radyasyon termometreleri incelenir. Her tip termometrenin çalışması aşağıdaki sırayla gerçekleştirilir - önce çalışma prensibi incelenir, ardından hassasiyet ve onu artırmanın yolları, ardından cihazın belirli hataları ve bunları ortadan kaldırmanın veya azaltmanın yolları.

Edebiyat

Kendi kendine muayene için sorular

1. Termometrelerin termal eylemsizliğine ne sebep olur?

2. Ne tür termometreler eylemsizdir?

3. Hangi sıcaklık ölçüm yöntemlerini biliyorsunuz:

4. Yapay bir uydudan dünya yüzeyinin sıcaklığını ölçmek için bir yöntem önerin.

5. Radyasyon termometrelerinde IR neden kullanılır?

6. Dengeli dirençli bir termometre için hassasiyet denklemlerini türetin.

nem ölçümü

Bu bölümü incelemeye başlamadan önce havadaki su buharı içeriğini karakterize eden tüm parametreleri gözden geçirin. Ardından, nemi ölçmek için ana yöntemlerin bir listesini yapın ve bunları öğrenmeye başlayın. Nemi ölçmenin psikrometrik yöntemini incelerken, psikrometrik katsayının rüzgar hızına bağımlılığına dikkat edin. Bir yoğuşma higrometresinin şemasını düşünün (Şekil 2.5.). Bu diyagramı izleme sisteminin genel şemasıyla ilişkilendirin (Şekil 1.13). Ardından, deformasyon higrometresini inceleyin, kullanımına örnekler verin. Elektrokimyasal, sorpsiyon ve radyasyon higrometreleri, FZO öğrencileri tarafından hassasiyet formülleri türetilmeden incelenir. Bir kondenser higrometrenin çalışma prensibini, avantajlarını ve dezavantajlarını göz önünde bulundurun (bölüm 2.8).

Edebiyat

"Nem ölçümü" konulu dersler.

Kendi kendine muayene için sorular

1. Havadaki su buharı içeriğini hangi parametreler karakterize eder?

2. Yaş termometre sıcaklığı neden genellikle kuru termometre sıcaklığından daha düşüktür?

3. İdeal bir psikrometre nedir? Nasıl yapılır?

4. Yoğuşma higrometresinin çalışma prensibini açıklar. Bununla birlikte nemi belirlemek için hangi miktarlar ölçülmelidir?

5. Çalıştığınız en hassas nem ölçme yöntemi nedir?

6. Kondenser higrometrenin çalışma prensibini açıklayınız, avantaj ve dezavantajlarını sıralayınız.

7. Meteorolojik ağ üzerindeki operasyonel çalışmalarda nemi ölçmek için hangi yöntemler kullanılıyor?

Rüzgar ölçümü

Rüzgar hızının nasıl ölçüleceğini öğrenirken, bildiğiniz rotoanemometrelerin rüzgar hızını ölçmek için tek araç olmadığını anlamak önemlidir. Bununla birlikte, bu bölümün incelenmesi, rotoanemometre teorisinin incelenmesiyle başlar. Bu bölüm, tüm kurstaki en zor matematiksel türetmeyi içerir! Kararlı durum ve kararsız durum için rotoanemometrenin hareket denkleminin türetilmesini dikkatlice okuyun. Eşik hızı ve rotoanemometre senkronizasyon yolu gibi kavramlara dikkat edin. Daha sonra, üç tür rotoanemometre incelenir - indüksiyon, darbe (temas) ve fotoelektrik. Lütfen iki indüksiyon rotoanemometre tasarımı olduğunu unutmayın: uzak ve manuel anemometre ARI-49.

Rüzgar hızını ölçmenin diğer yollarının yanı sıra, öğrenciler akustik yöntemi ve lazer Doppler hız ölçeri öğrenirler.

Rüzgar yönünü ölçme yöntemlerini incelerken, ana dikkat rüzgar yönünün ana sensörü olan rüzgar gülüne verilir. Rüzgar gülünün dönme açısı - selsyns (autosyns) kullanımı ve faz-darbe yöntemi hakkında uzaktan bilgi aktarma yöntemlerine dikkat edin.

Edebiyat

"Hava nemi ölçümü" konulu dersler.

Kendi kendine muayene için sorular

1. Kararlı durum ve kararsız durum için rotoanemometrenin denklemini türetin.

2. Rotoanemometre neden ortalama rüzgar hızını olduğundan fazla tahmin ediyor?

3. Endüksiyon rotoanemometrede ne tür bir modülasyon kullanılır? Ve temas halinde?

4. Rotoanemometrenin ataletini hangi değer karakterize eder?

5. Rüzgar hızını ölçmek için ataletsel olmayan yöntemleri belirtin.

6. Lazer Doppler anemometrenin prensibi nedir?

7. Lazer Doppler anemometrenin avantaj ve dezavantajlarını belirtiniz. Hangi durumlarda kullanılması uygundur?

aktinometrik ölçümler

Bölümün incelenmesi, ölçülecek aktinometrik niceliklerin bir listesi ve kalorimetrik ölçüm yönteminin seçiminin gerekçesi ile başlar. Aktinometrik büyüklüklerin anlamını kendiniz anlayın - doğrudan güneş radyasyonu, dağınık radyasyon ve radyasyon dengesi. Ardından, bu miktarları ölçmek için kullanılan aletleri incelemeye devam edin. Doğrudan güneş radyasyonunu ölçmek için iki cihaz kullanılır - bir telafi pireliyometresi ve bir termoelektrik aktinometre. Aktinometre göreceli bir aletken pirheliometrenin mutlak bir alet olduğuna dikkat edin. Saçılan radyasyonu ölçmek için bir piranometre kullanılır. Bir piranometre üzerinde çalışırken, dönüşüm faktörünün güneş zenit açısına bağlılığına dikkat edin.

Ardından, radyasyon dengesi ölçümünü inceleyin. Denge ölçerin denklemini türetin ve denge ölçerin rüzgar hatasının nasıl giderildiğini açıklayın. Denge ölçer teorisini incelerken, Şekil 1'de gösterilen radyasyon akılılarından hangisine dikkat edin. 5.9 gece ve bulutlu havalarda kitapta yok.

Edebiyat

"Aktinometrik ölçümler" konulu dersler.

Kendi kendine muayene için sorular

1. Aktinometrik ölçümler için bir kalorimetrik yöntemin seçilmesinin nedeni nedir?

2. Mutlak ve göreceli araçlar nelerdir? Çalıştığınız aktinometrik aletlerin her biri hangi türe ait?

3. Aktinometrik aletler için dönüştürme faktörü nedir? boyutu nedir?

4. Saçılan radyasyonun hangi dalga boyu aralığında maksimum değeri vardır?

5. Terazi imalatında terazinin kalınlığı neden küçük seçilir?

6. Açık havada yayılan radyasyon nasıl ölçülür?

Faks ekipmanı.

Meteoroloji istasyonlarındaki tüm meteorolojik parametreler ölçülerek, özel telgraflar derlenerek tek bir merkeze iletilir. Rusya topraklarında bu merkez Moskova'da bulunuyor. Burada hava durumu haritaları derlenir, ardından bu haritalar faks makineleri kullanılarak tüm tüketicilere iletilir. Öğrenciler, faks cihazının temel yapı taşlarını öğrenmeli ve nasıl çalıştığını bilmelidir. Faks ekipmanının performansını değerlendiren temel özellikleri ve parametreleri öğrenin. Alıcı ve verici faks makinelerinin ana bloklarının şeması da incelenmektedir. Bu durumda, herhangi bir türe atıfta bulunulmadan, yalnızca tüm faks makineleri için evrensel olan ana bloklar incelenir.

Edebiyat

Bölüm 9.1, 9.2.

Kendi kendine muayene için sorular

1. Faks makinelerinin çözünürlüğü nedir?

2. Çözünürlük ve bit hızı nasıl ilişkilidir?

3. Faks makinelerinde senkronizasyon ve fazlama nedir?

ÖLÇEK

Genel talimatlar

Önerilen literatürün ilgili bölümleri üzerinde çalıştıktan veya dersleri-web seminerlerini dinledikten sonra kontrol çalışmasının görevlerini tamamlamanız önerilir. Öğrenci çalışmayı yaparken sorulan tüm sorulara açık, net cevaplar vermek ve tüm görevleri çözmekle yükümlüdür. Çalışmanızı mümkün olduğunca çizimler, grafikler ve diyagramlar ile göstermek gerekir. Her ifade kanıtlanmalı, formüllerde belirtilen her değer metin içinde açıklanmalıdır. Ders kitaplarının metninin doğrudan yeniden yazılmasına izin verilmez. Testleri yaparken, kendi iş deneyiminizden örneklere başvurmanız tavsiye edilir. Test metninde tanımladığınız cihazların çalışması hakkında görüşlerinizi belirtmeniz son derece arzu edilir.

Testin hacmi, çizimler de dahil olmak üzere 20 - 25 sayfalık el yazısı metindir. Test kağıtları, akademik yıl içinde Üniversiteye gönderilir veya oturumdan önce FZO'ya teslim edilir.

1. Egzersiz

"Bir termometrenin termal atalet katsayısı" teriminin anlamını açıklayınız. Bölüm 2'de verilen formüller (1) ve (2)'yi s. Bu "Kılavuz"un 7.

Görev 2

Cıvalı bir termometrenin küresel tankının yarıçapı R'dir, ortam sıcaklığı θ'dır, termometrenin başlangıç ​​sıcaklığı To'dur ve ölçüm hatası ΔT'yi geçmemelidir. Formül (1) ve (2)'yi kullanarak, okuma yapmadan önce termometrenin termal atalet katsayısını ve ortamdaki maruz kalma süresini hesaplayın. Görevin varyantları Tablo 1'de özetlenmiştir. Gerekli varyant, öğrencinin soyadının baş harfine göre belirlenir. Bu nedenle, örneğin, ilk seçenek, soyadları A'dan D'ye harflerle başlayan öğrenciler, ikinci seçenek - E'den K'ye vb.

tablo 1

Görev 3

Dengeli ve dengesiz dirençli termometrelerin çalışma prensibini açıklar. İlgili diyagramları açıklamalarla birlikte sağlayın. Bu cihazların hassasiyetinden ne anlıyorsunuz? Dengeli ve dengesiz dirençli termometrelerdeki hataları ve bu hataları azaltmanın yollarını sıralar.

Görev 4

Bir psikrometrenin çalışma prensibini açıklayınız. "İdeal psikrometre" terimini nasıl anlıyorsunuz? Özellikleri ideale yakın bir psikrometre nasıl yapılır?

Görev 5

Rotoanemometrelerin etkinliğini hangi parametreler karakterize eder? Rotoanemometrenin hassasiyeti ile kastedilen nedir? Rotoanemometrenin ataletini hangi parametre karakterize eder? Meteorolojik aletlerde kullanılan rotoanemometrelere örnekler veriniz.

Görev 6

Aktinometre, piranometre ve denge ölçerin cihazını ve çalışma prensibini tanımlayın. Radyasyon dengesi kavramını tanımlar.

Görev 7

IVO-1m ışıklı konum bulut yüksekliği ölçer cihazını tanımlayın. IVO-1m cihazının blok şemasını, cihazın her bir bloğunun işlevinin açıklamasıyla birlikte çizin.

Görev 8

Meteorolojik görüş aralığını ölçmek için FI-1 cihazının tasarımını tanımlayın. FI-1 cihazının hangi özellikleri gündüz saatlerinde ölçüm yapılmasını sağlar? FI-1 fotodedektörüne düşen gün ışığı neden ölçümleri etkilemiyor?

Bir flaşlı fotometrede neden iki reflektör kullanılır? Uzak veya yakın reflektör hangi hava koşullarında kullanılır?

Görev 9

"Bilgi ölçen meteorolojik sistem" teriminden ne anlıyorsunuz? KRAMS istasyonunun hangi özellikleri onun IIMS'e atfedilmesine izin verir? KRAMS istasyonunun (KRAMS-M veya KRAMS-2 veya KRAMS-4) bir blok şemasını çizin ve kitaptan sonra açıklayın.

Görev 10

Lazerlerin hangi özellikleri onları meteorolojik ölçümler için özellikle çekici bir araç yapıyor? Lazerlerle hangi atmosferik parametreler ölçülebilir? Bu ölçümlerin temeli hangi fiziksel olgulardır? Lazer ölçümlerinin pratik uygulamasındaki zorlukları belirtin.

DERS ÇALIŞMALARI

Ders çalışmasının konusu öğretmenle kararlaştırılır. Aynı zamanda öğrenci, öğretmenden çalışmayı nasıl tamamlayacağına dair talimatlar alır. Bitirilen dönem ödevi, oturum sırasında bölüme teslim edilir.

Verilen konular, öğrencinin literatürü ve internetten derlenen bilgileri kullanarak ilgili meteorolojik büyüklüğün nasıl ölçüleceğine dair eksiksiz bir açıklama derlemesi gerektiği gözden geçirme konularıdır (arama çubuğuna incelenen miktarın adını girerek arama motorlarını kullanmanız önerilir). Edebi kaynaklara atıfta bulunulması zorunludur. Kontrol sırasında hemen fark edilecek olan doğrudan "indirme" işleminden kaçınarak açıklamayı kendi kelimelerinizle yazın. Çalışma sonunda verilmelidir. kendi yargınız açıklanan ölçüm yöntemlerinin avantajları ve dezavantajları hakkında, hangi koşullar altında kullanılması tavsiye edilir. Ölçüm yöntemlerinin atalet ve hassasiyetini karşılaştırın. İlgili araçların karmaşıklığının ve maliyetinin karşılaştırılması bile arzu edilir. Şu veya bu meteorolojik miktarı ölçen aletlerle çalışıyorsanız, aletlerin işleyişi hakkında izleniminizi verin.

Çalışmanın sonunda kullanılmış literatür listesi verilmiştir.

Not. Gönderilen eserler arasında kelimesi kelimesine benzerlik (veya önceki yıllarda teslim edilen eserlerden biriyle kelimesi kelimesine benzerlik) bulunursa, bu tür eserler sayılmaz ve tam bir yeniden çalışma için iade edilir.

1. Farklı sıcaklık ölçüm yöntemlerinin karşılaştırılması.
2. Hava nemini ölçmek için çeşitli yöntemlerin karşılaştırılması.
3. Rüzgar hızını ölçmenin farklı yollarının karşılaştırılması.
4. Rüzgar yönünü ölçmenin farklı yollarının karşılaştırılması. Rüzgar gülünün yönü hakkında uzaktan bilgi aktarma yolları.
5. Atmosfer basıncını ölçmenin farklı yollarının karşılaştırılması.
6. Aktinometrik miktarları ölçmek için çeşitli yöntemlerin karşılaştırılması.
7. Bulut tabanının yüksekliğini ölçmek için çeşitli yöntemlerin karşılaştırılması.
8. Meteorolojik görüş aralığını ölçmek için farklı yöntemlerin karşılaştırılması.
9. Atmosferik ozonu ölçmek için çeşitli yöntemlerin karşılaştırılması.
10. Atmosferik aerosollerin parametrelerini ölçmek için çeşitli yöntemlerin karşılaştırılması.
11. Alanın radyoaktif arka plan ve radyoaktif kirlenmesinin ölçümü.
12. Yağış miktarının ölçülmesi. Yağış ölçüm sürecinin otomasyonu.
13. Öğrencinin çalıştığı meteoroloji istasyonu alanındaki standart meteorolojik değerlerin ölçüm özellikleri.
14. Öğrencinin çalıştığı bir meteorolojik ölçüm cihazının (öğretmenle anlaşarak) çalışma özellikleri.
15. Meteorolojik parametrelerin ölçülmesi problemine bilgilendirici yaklaşım.
16. Meteorolojik bilgilerin iletişim kanalları aracılığıyla iletilmesi. İletim hızı, sinyal bozulma sorunu.
17. Dijital meteorolojik ölçüm cihazları. Sayısal aygıt tasarlama ilkeleri.
18. Termal atalet oranı ve termometrik sensörlerin hassasiyeti.
19. Atmosferik elektrik parametrelerinin ölçümü. İyi hava elektriği, fırtına elektriği. Cihazlar ve ölçüm yöntemleri.
20. Atmosferin radar sondajı. Meteorolojik büyüklükleri ölçmek için radarların kullanılması.
21. Atmosferin lazer sondajı. Lidarlar ve meteorolojik parametreleri ölçme yetenekleri.
22. Yapay Dünya uyduları kullanılarak atmosferik parametrelerin ölçümleri.

BU İŞLER

Öğrenci, tezi tamamlamadan önce hocasına danışmak, rehberlik için onayını almakla yükümlüdür. Ayrıca öğrencinin dekanlığa bildirmesi gereken çalışmanın konusu kararlaştırılır. İşi yaparken, öğretmenle periyodik istişareler gereklidir (örneğin, interneti kullanarak). Eser metninin son düzenlemesi için öğrencinin Üniversiteye önceden gelmesi gerekmektedir. Varış zamanı başkanla kararlaştırılır.

1. Işık huzmesi geri saçılması yöntemiyle meteorolojik görüş mesafesinin ölçülmesi.
2. Termometrik sensörlerin atalet ve hassasiyet problemi, optimal oran arayışı.
3. Uçağın arkasındaki kontrail sorunu ve radyasyon akışlarının azaltılması.
4. Kozmik ışınlar ve Dünya'daki hava durumu arasındaki ilişki sorunu.
5. Ekolojik problemler, çevresel parametrelerin izlenmesi için cihazlar.
6. Yıldırım elektriği, elektrifikasyonun nedenlerini bulma sorunu.
7. Sayaç konuları (örneğin, meteoroloji istasyonunuzda ölçümleri organize etmenin en iyi yollarını bulmak).

eğitim sürümü

Editör I. G. Maksimova.

30.12.96 tarih ve 203209 sayılı LR.

Basım için imzalı …….. Format 60 90 1 / 16 Kâğıt kitap-dergi. Ofset baskı.

Pech. l. …….. Uch.-ed. l. ……….. Dolaşım …….. Sipariş ………..

195196, St.Petersburg, Malookhtinsky pr.98.RSHU.

Basılı ………….

RUSYA DEVLET HİDROMETEOROLOJİ ÜNİVERSİTESİ

uzaktan eğitim fakültesi

METODOLOJİK TALİMATLAR

disipline göre

YÖNTEMLER VE ARAÇLAR

HİDROMETEOROLOJİK ÖLÇÜMLER”

yüksek öğretim kurumları için

Eğitim yönü 280400 - Uygulamalı hidrometeoroloji

Eğitim Profili - Uygulamalı Meteoroloji

Yeterlilik (derece)

Üniversite mezunu

Sankt Petersburg

Meteoroloji Fakültesi Akademik Kurulu tarafından onaylanmıştır.

"Hidrometeorolojik ölçüm yöntemleri ve araçları" disiplini için yönergeler. Uzmanlık - meteoroloji. - St.Petersburg: Ed. RSHU, 2013. - 26 s.

Metodik talimatlar, "Hidrometeorolojik ölçüm yöntemleri ve araçları" disiplin programına göre yapılır. Disiplin çalışması için öneriler verilir. Kendi kendine muayene için sorular, önerilen literatür, testler verilir.

Derleyen: N.O. Grigorov, Doçent, Rusya Devlet İnsani Yardım Üniversitesi.

Yazı İşleri Müdürü A.D. Kuznetsov, prof., RSHU

Ó Rusya Devlet Hidrometeoroloji Üniversitesi (RSHMU), 2013.

ÖNSÖZ

Bu derste, hidrometeorolojik ölçüm cihazlarının ve bilgi-ölçme sistemlerinin yapımına ilişkin temel prensipler incelenir. Kursu incelemeden önce, öğrenciler fakültede mevcut olan programa aşina olmalıdır.

Kurs iki bölüme ayrılabilir. İÇİNDE ilk kısım sadece ana meteorolojik parametreleri ölçmek için yöntemler açıklanmıştır - sıcaklık, bağıl nem, atmosferik basınç, rüzgar parametreleri ve aktinometrik parametreler. İçinde ikinci kısım kursta, öğrenciler şu anda Rusya'da kullanılan meteorolojik ölçüm cihazlarını inceler, özel meteorolojik büyüklüklerin ölçümü (alt bulut sınırının yüksekliği, meteorolojik görüş mesafesi vb.) ve bilgi ölçüm meteorolojik sistemleri - otomatik istasyonlar hakkında bilgi sahibi olur. Kursun son bölümünde, öğrenciler meteorolojik ölçüm teknolojisinin gelişimi için beklentiler hakkında bilgi alırlar.

Kursu incelerken, öğrenci literatürü tanımakla (aşağıya bakın) ve oturumdan önce FZO'ya sunulan testi tamamlamakla yükümlüdür. Üçüncü yıldaki oturumda öğrenciler, temel teorik bilgilerin sunulduğu dersleri dinler, laboratuvar çalışması yapar ve bir testi geçer. Daha sonra dersin tamamı için final sınavı yapılır.

Öğrenciler, ancak dersin her iki bölümü için tüm laboratuvar ve test çalışmalarını tamamladıktan ve testleri geçtikten sonra sınava girebilirler.

Öğrenciler ayrıca "Hidrometeorolojik ölçüm yöntemleri ve araçları" dersini de tamamlarlar. Ders çalışması bir değerlendirme ile kredilendirilir.

Hidrometeoroloji teknik okullarında öğrenim görmüş ve ana dallarda iyi notlar almış öğrenciler, oturum sırasında laboratuvar çalışması yapmaktan muaf tutulabilir. Bu konu, her öğrenci için ayrı ayrı döngü lideri tarafından kararlaştırılır. Testleri tamamlamak ve sınavları geçmek tüm öğrenciler için zorunludur.

GENEL TALİMATLAR

Kursu incelerken, öğrenciler materyali tam olarak anlamaları için teşvik edilir. Yalnızca bir denklemin, devre elemanının veya herhangi bir fiziksel niceliğin anlamının yanlış anlaşılmasının, tüm cihazın çalışmasının yanlış anlaşılmasına yol açacağını unutmayın. Gerekirse, çalışılan dersin temel bilimleri olan fizik, matematik veya elektroniğin ilgili bölümlerini gözden geçirin.

Testleri yaparken, ders kitaplarından ve çalışma kılavuzlarından doğrudan kopyalama yapmaktan kaçının. Malzemeyi kendi kelimelerinizle tanımlayın. Sunumunuzun tarzının daha az edebi olmasına izin verin. Ancak devlet, onların düşünceler. Bu tür çalışmaların kredilendirilmesi, tüm kitap bölümlerinin fotokopilerinden daha muhtemel olacaktır. Kontrol çalışmasının hacmi yaklaşık bir okul defteri 12 - 18 sayfadır. Böyle bir imkanınız varsa, e-posta kullanımına izin verilir. Bildiri gönderebileceğiniz adres, oryantasyon dersinde öğretmen tarafından bildirilir.

EDEBİYAT

Ana

1. Grigorov N.O., Saenko A.G., Voskanyan K.L. Hidrometeorolojik ölçüm yöntemleri ve araçları. meteorolojik aletler. Ders kitabı. Rusya Devlet İnsani Üniversitesi, St.Petersburg, 2012. - 306 s.

2. Sternzat M.S. Meteorolojik aletler ve ölçümler. - L.; Gidrometeoizdat, 1978, 392s.

3. Grigorov N.O., Simakina T.E. . "Hidrometeorolojik ölçüm yöntemleri ve araçları" disiplini üzerine görev kitabı. Ed. RSGMMU, St.Petersburg, 2006. - 41s.

4. Grigorov N.Ö. "Hidrometeorolojik ölçüm yöntemleri ve araçları" kursu ile ilgili derslerin sunumları. http://gmi.rshu.ru

5. Grigorov N.Ö. "Hidrometeorolojik ölçüm yöntemleri ve araçları" kursuyla ilgili dersler-web seminerleri (kaydedildi). http://fzo.rshu.ru/ ("Çevrimiçi dersler" bölümü).

Ek olarak

6. Kachurin L.G. Meteorolojik ölçüm yöntemleri. - L.; Gidrometeoizdat, 1985, 456s.

7. Gorodetsky O.A., Guralnik I.I., Larin V.V. . Meteoroloji, yöntemler ve teknik gözlem araçları. - L.; Gidrometeoizdat, 1984, 327s.

8. Yampolsky V.S. Otomasyonun temelleri ve elektronik bilgi işlem teknolojisi. – M.: Aydınlanma, 1991. – 223 s.

BÖLÜM TALİMATLARI

giriiş

Ölçülecek atmosferik parametrelerin incelenmesine asıl dikkat gösterilmelidir. Tüm meteorolojik niceliklerin anlamını ve bunları ölçme ihtiyacının mantığını kendiniz anlayın. dikkat et ölçüm hedefleri. Belirlenen hedeflere bağlı olarak (hava tahmini, havaalanı işletmeciliği vb.), ölçüm araçlarına yönelik gereksinimler değişir. Kitaplarda verilen materyalleri, meteoroloji servisindeki deneyiminizden elde ettiğiniz bilgilerle tamamlamanız tavsiye edilir.

Edebiyat

Önsöz, giriş, meteorolojik ölçümlerin kısa tarihçesi.

Bölüm 1.1.

Kendi kendine muayene için sorular

1. Meteoroloji istasyonlarında ve karakollarında ölçülecek başlıca meteorolojik büyüklükleri listeleyiniz.

2. Ölçüm hedefleri nelerdir? Ölçümün amacı kullanılan araçları neden belirler?

3. Uçağın inişini sağlamak için hangi meteorolojik parametreler ölçülmelidir?

4. Meteorolojik ölçüm ağı neden organize edilmiştir?

5. Çalışmalarınızda kullandığınız meteorolojik ölçüm aletlerine örnekler veriniz.

Bölüm 1. Temel meteorolojik parametreleri ölçme yöntemleri.

Meteorolojik ölçümlerle ilgili temel kavramlar. sınıflandırma

meteorolojik gözlemlerin birliği

Meteoroloji istasyonları ağında, ana niceliklerin sistematik ölçümleri ve meteorolojik olayların nitel gözlemleri yapılır, atmosferdeki çeşitli fiziksel süreçleri temsil eder. Bu tür istasyon çalışmaları konseptte birleştirilir meteorolojik gözlemler .

Gözlem sonuçlarının birbiriyle karşılaştırılabilir olması ve nesnel olarak pratikte kullanılabilmesi için, kalite birliği.

Meteorolojik gözlemlerin kalitesinin birliği sağlanır araç ve gözlem yapma yöntemlerinin birliği.

Meteorolojik gözlem araçlarının birliği, kullanılan ekipmanın üretimleri ve işletilmeleri için GOST ve TU'ların gerekliliklerini karşılaması gerektiği gerçeğiyle sağlanır. Tüm cihazlar periyodik olarak doğrulama ofisinde (veya istasyonlarda), yani okumaları doğru olarak alınan referans (örnek) cihazlarla karşılaştırılır. Böyle bir karşılaştırmanın sonuçları, doğrulama sertifikaları - cihazın çalışmaya uygunluğunu belirleyen ve cihazların okumalarına (okuma değerleri) girilmesi gereken düzeltmelerin değerini içeren sertifikalar şeklinde verilir.

ölçüm yöntemlerinin birliği tüm gözlemlerin üretilmesinde hükümleri zorunlu olan “Kılavuz”da belirtilen tek bir metodolojiye göre yürütülmesi sağlanır.

Şu anda, uluslararası ağın istasyonlarında, fiziksel olarak tekdüze anlarda 00:00, 03:00, 06:00, 09:00, 12:00, 15:00, 18:00 ve 21:00 GMT'de meteorolojik gözlemler yapılmaktadır. Bu zamanlar denir meteorolojik gözlemlerin zamanlaması. Daha kesin olarak, zamanlama, acil bir saatte biten 10 dakikalık bir zaman aralığını ifade eder.

Hava ve toprak sıcaklığı ölçümü

Hava sıcaklığı aynı tip meteoroloji kabinlerinde 2 metre yükseklikte ölçülür.

Toprak sıcaklığı ölçümü, toprağın çıplak yüzeyinde (kar), ayrıca 5, 10, 15 ve 20 cm (yılın sıcak yarısı) ve 20, 40, 80, 160, 240 ve 320 cm (tüm yıl boyunca) derinliklerdeki ölçümleri içerir. Bu gözlemlerin programı her istasyon için ayrı ayrı belirlenir.

Cam-sıvı (cıva, alkol) termometreler esas olarak hava ve toprak sıcaklıklarını ölçmek için kullanılır.

-35 0 С üzerindeki sıcaklıkları ölçmek için cıva termometreleri kullanılır (cıvanın donma noktası 38.9 0 С) ve -35 0 С altında - alkol termometreleri.

Hava sıcaklığını ölçmek için ana termometre, -35 +40 0 С veya +35 -: -55 0 С sıcaklık ölçeklerine sahip, 0,2 0 С bölme değerine sahip bir cıvalı psikrometrik termometredir.

Cıvalı psikrometriğe ek bir termometre olarak, bölme değeri 0,2 0 C olan ve -71 ila +21 0 C veya -81 ila +11 0 C arasında bir skalaya sahip düşük dereceli bir alkollü termometre kullanılır, +25 0 C'nin üzerindeki sıcaklıklarda alkol termometrelerinin kullanılması önerilmez, çünkü alkol kısmen buhar haline geçer (kaynama noktası +78,5 0 C).

Maksimum ve minimum sıcaklıkları ölçmek için kullanılır cıva maksimum termometrelerözel tasarım (-35 ila +50 0 С veya -20 ila +70 0 С ölçekleri ve bölme değeri - 0,5 0 С) ve minimum alkol termometreler (-41 ila +21 0 С veya -75 ila +30 0 С ve bölme değeri 0,5 0 С arası ölçeklerle). Gözlemler arasındaki süre için maksimum ve minimum sıcaklıkların kaydı, karşılık gelen termometrelerin özel tasarımı ile sağlanır.

Kılcal borunun en başındaki maksimum termometrede, rezervuarın yakınında bir daralma yapılır. Rezervuarın iç duvarına lehimlenen bir cam pimin ucunun kılcal boruya girmesi ile elde edilir; bu durumda rezervuardan kılcal damara geçiş daralır. Sıcaklık yükseldiğinde, fazla cıva, pim ile kılcal damarın duvarları arasındaki dar halka şeklindeki bir delikten hazneden kılcal boruya zorlanır ve sıcaklık düştüğünde bile orada kalır (çünkü kılcal damarda bir vakum vardır) (Şekil 1).

Böylece, cıva sütununun ucunun ölçeğe göre konumu, maksimum sıcaklık değerine karşılık gelir. Termometreyi bir sonraki ölçüme hazırlamak için birkaç kez kuvvetlice sallayın. Maksimum termometre, tank hafifçe aşağı doğru eğimli olacak şekilde kurulur.

Pirinç. 1. Maksimum termometrenin cihazı.

1- depolama tankı, 2- toplu iğne; 3- cıva üzerinde bir kılcal damarda vakum.

minimum termometre- alkol. Kılcalın içinde, uçlarında küçük kalınlaşmalar olan küçük, koyu cam bir iğne bulunur. Termometrenin çalışma konumu yataydır. Minimum değerlerin korunması, alkolün içindeki kılcal damarda (Şekil 2) bulunan bir işaretçi pim ile sağlanır. .

Pirinç. 2. Minimum termometrenin cihazı.

1 - kılcal damar; 2 - iğne - işaretçi .

Pimin kalınlaşması kılcalın iç çapından daha küçüktür; bu nedenle sıcaklık yükseldikçe hazneden kılcal boruya akan alkol pimi yerinden oynatmadan etrafından akar. Sıcaklık düştüğünde, pim alkol kolonunun menisküsüyle temas ettikten sonra onunla birlikte tanka doğru hareket eder (çünkü alkol filminin yüzey gerilimi kuvvetleri sürtünme kuvvetlerinden daha büyüktür) ve tanka en yakın konumda kalır. Pimin ucunun alkol menisküsüne en yakın konumu minimum sıcaklığı, menisküs ise mevcut sıcaklığı gösterir. Çalışma konumunda kurulumdan önce, minimum termometre hazne tarafından kaldırılır ve pim alkol menisküsüne düşene kadar tutulur.

5, 10, 15, 20 cm derinliklerde toprak sıcaklığını ölçmek için -10 0 С ile +50 0 С arası cıvalı kranklı termometreler (Savinova) kullanılır.Montaj kolaylığı için 135 0 açıyla bükülür ve 290 ile 500 mm arasında farklı uzunluklara sahiptir.

20 cm ila 3,2 m arasındaki derinliklerde toprak sıcaklığını ölçerken, cıvalı toprak derinliği termometreleri kullanılır (+31- +41 0 С ila -10 - -20 0 С arası ölçek sınırları, bölme değeri 0,2 0 С).

Meteorolojide sıvı termometrelere ek olarak dirençli termometreler, termoelektrik, transistör, bimetalik, radyasyon vb.

· dirençli termometreler uzak ve otomatik meteoroloji istasyonlarında (metal dirençler - bakır veya platin) ve radyosondalarda (yarı iletken dirençler) yaygın olarak kullanılmaktadır;

· sıcaklık gradyanlarını ölçmek için termoelektrik termometreler kullanılır;

· transistörlü termometreler (termotransistörler) - agrometeorolojide, ekilebilir toprak tabakasının sıcaklığını ölçmek için;

· termograflarda sıcaklık kaydı için bimetalik termometreler (termal dönüştürücüler) kullanılır;

· Radyasyon termometreleri - Dünya yüzeyinin çeşitli bölümlerinin ve bulut oluşumlarının sıcaklığını ölçmek için yer, uçak ve uydu kurulumlarında.

Sıcaklığın sürekli kaydı için, bimetalik plakalar olan sensörler olan termograflar kullanılır. Sıcaklık sürekli olarak bir teybe kaydedilir (Şekil 3). Plakanın sıcaklığın etkisi altında bükülmesi, bir kaldıraç sistemi kullanılarak kaleme aktarılır. Kalem sapması, sıcaklık değişimi ile orantılıdır. Kayıt, günlük veya haftalık devirli bir saat mekanizması tarafından döndürülen bir tambur üzerine monte edilmiş bir bant üzerine özel mürekkeple yapılır. Cihaz, kaydediciler için ayrı bir kabine kurulur.

Bir termograf kaydının işlenmesi, mutlaka bir cıva (alkol) termometresi ile kaydın birkaç noktasında sıcaklık değerlerinin paralel olarak ölçülmesini gerektirir. böyle bir kayıt, yalnızca zaman içinde sıcaklıktaki göreli değişimi temsil eder.

Şekil 3. Termograf

1 - bimetalik levha; 2 - şanzıman kolları; 3 - ok; 4 - davul

Tüm meteorolojik termometreler, enstrümantal düzeltmelerinin değerlerini gösteren doğrulama sertifikalarına sahiptir.

Termometre okumaları, ölçek bölme değerinden (0,2 veya 0,5 0 С) bağımsız olarak her zaman 0,1 0 С doğrulukla okunur. Görüş hatları, referans noktasında ölçeğe dik olmalıdır. Bu, gözün ölçeğin vuruşları düz olacak şekilde konumlandırılmasıyla elde edilir.

Okumalar hızlı bir şekilde yapılır. Her şeyden önce, bir derecenin onda biri sayılır ve ardından tam sayılar. Bu, termometre okumaları üzerindeki termal "gözlemcinin etkisini" ortadan kaldırmayı veya azaltmayı amaçlamaktadır.

nem ölçümü

İstasyonlar, hava nemini ölçmek için iki yöntem kullanır:

· psikrometrik yöntem sıcak mevsimde ve

· higrometrik- soğukta.

Psikrometrik yöntem, su yüzeyinden buharlaşma yoğunluğunun, onunla temas halindeki havadaki su buharının doygunluk açığına bağlılığına dayanır.

Faz geçişinin ısısı, suyun buharlaşması için harcanır. Buharlaşan kütleden, yani kambrik termometreden alınır. Sonuç olarak termometrenin sıcaklığı düşer.

Psikrometre, birinin rezervuarı kambriğe sarılmış ve nemlendirilmiş bir çift termometredir ( ıslak ampul termometresi) - buharlaşan yüzey; diğeri ise sıradan yani kuru. Islak hazne batisti buharlaşır ve sonuç olarak termometrenin sıcaklığı düşer. Buharlaşma ve sıcaklık düşüşü, diğer her şey eşitken, buhar doyma açığı ne kadar büyük olursa o kadar büyük olacaktır. Psikrometrik tablolar yardımıyla buhar basıncı e belirlenir, ardından formüller kullanılarak hava neminin diğer özelliklerini belirleriz.

Meteoroloji istasyonlarında iki tür psikrometre kullanılır: zorlamalı hava akışı olmayan bir istasyon psikrometresi ve sabit hızlı bir ıslak hazne rezervuarı kullanan bir aspirasyon psikrometresi.

İstasyon psikrometresi, bir çift cıva psikrometrik termometredir, sağ termometrenin tankı, ucu bir bardak damıtılmış suya (ıslak ampul) daldırılmış kambrikle bağlanır. Sol termometre kuru (Şek. 4).

Aspirasyon psikrometresi Güneşten ve rüzgardan herhangi bir ek koruma olmaksızın çok çeşitli hava koşullarında ölçüm yapılmasına izin verecek şekilde tasarlanmıştır; arazi koşullarında kullanılabilir (Şek. 5).

Tüm psikrometrelerin ortak bir dezavantajı, -5 + -10 0 C'nin altındaki sıcaklıklarda sınırlı kullanımlarıdır. Daha düşük sıcaklıklarda, havanın nem doygunluğu çok küçük olur, bunun sonucunda termometrelerden yapılan okumalardaki küçük yanlışlıklar bile nem değerlerinin hesaplanmasında önemli hatalara yol açar.

Şekil 4. Aspirasyon psikrometresi: 1 - termometreler; 2 - aspiratör; 3 - termometre tanklarını koruyan tüpler.

Pirinç. 5 Sabit bir psikrometrenin cihazı

Higrometrik yöntem (higro - ıslak), havadaki su buharı içeriği değiştiğinde bazı cisimlerin doğrusal boyutlarını değiştirme (deforme) özelliğine dayanır. Bu tür özellikler, örneğin, insan saçını ve çeşitli organik filmleri yağlamıştır.

Pirinç. 6. Saç higrometresi: 1 - saç; 2 - çerçeve; 3 - ok; 4 - ölçek.

Yani nem %0'dan %100'e değiştiğinde saçın uzaması, uzunluğunun yaklaşık %2,5'u kadardır. Bu, higrometrelerin ve higrografların çalışmasının temelidir. Higrometrelerde, bir saçın veya filmin deformasyonu, bir kaldıraç sistemi aracılığıyla bir ok işaretçisine ve higrograflarda, dönen bir tambur üzerindeki bir teybe kaydetmek için kullanılan bir kaleme iletilir. Bu türdeki tüm cihazlar görecelidir. Ölçekleri bağıl nem açısından kalibre edilmiş olsa da, istasyon psikrometresi ile paralel gözlemlerin sonuçlarından elde edilen cihaz okumalarına özel düzeltmeler yapılmalıdır.

Kışın -10 0 C ve altındaki sıcaklıklarda bir saç higrometresi ana araçtır, çünkü diğer koşullarda daha doğru bir psikrometre düşük sıcaklıklarda çalışamaz. Higrometrenin dönüşüm tablosu, sabit donların başlamasından önce psikrometre ve higrometre üzerinde 1 - 1,5 ay boyunca paralel gözlemlerle önceden oluşturulur. Higrometreden alınan bağıl nem okumaları dönüşüm tablosuna göre düzeltilmiş değerlere çevrilir.

Termografınki gibi higrografın tamburunun devri günlük ve haftalıktır.

atmosferik basınç ölçümü

Atmosferik basınç değerleri, cıvalı barometreler ve aneroid barometreler olmak üzere iki tür alet kullanılarak belirlenir.

En doğru standart aletler cıva barometreleridir: cıva, yüksek yoğunluğu nedeniyle, ölçüm için uygun, nispeten küçük bir sıvı sütunu elde etmeyi mümkün kılar. Cıva barometreleri, cıva ile dolu birbiriyle bağlantılı iki kaptır; bunlardan biri, yaklaşık 90 cm uzunluğunda, üstü kapalı, hava içermeyen bir cam tüptür.

Atmosfer basıncını belirlemek için, bir cıva barometresinin okumalarına düzeltmeler eklenir: 1) aletsel, üretim hataları hariç; 2) barometre okumasını 0 ° C'ye getirmek için bir düzeltme, çünkü cihazın okumaları sıcaklığa bağlıdır (sıcaklıktaki bir değişiklikle, cıva yoğunluğu ve barometrenin parçalarının doğrusal boyutları değişir); 3) barometre okumalarını normal serbest düşüş ivmesine (g n = 9,80665) getirmek için bir düzeltme m/sn 2), cıva barometrelerinin okumalarının gözlem yerinin coğrafi enlemi ve deniz seviyesinden yüksekliğine bağlı olmasından kaynaklanmaktadır.

Cıvalı barometreler, iletişim kaplarının şekline bağlı olarak 3 ana tipe ayrılır: çanak, sifon ve sifon-kupa (Şek. 7). Meteoroloji istasyonları, istasyon kabı barometresini kullanır. Barometre, ölçek aydınlatmalı özel bir kabine kesinlikle dikey olarak yerleştirilmiştir.

Cıva sütununun yüksekliği, cıvanın cam tüp içindeki konumundan okunur ve cıva seviyesinin kaptaki konumundaki değişiklik, dengelenmiş bir ölçek kullanılarak dikkate alınır, böylece ölçek okuması doğrudan milibar cinsinden elde edilir. Her barometre, sıcaklık düzeltmesi için küçük bir cıvalı termometreye sahiptir. okuma doğruluğu 0,1 mbar .

Tüm cıva barometreleri mutlak araçlardır, çünkü okumalarına göre, atmosferik basınç doğrudan ölçülür.

Şekil 7. Cıvalı barometre türleri: a - fincan; b - sifon; c - sifon kabı

Aneroid barometre (Şekil 8) meteoroloji istasyonlarında basıncı ölçmek için kullanılmaz, ancak seferlerde kullanılır.

Bir aneroid barometrenin çalışma prensibi, metal aneroid kutuların (içinde havanın boşaltıldığı) basınç altında deformasyonuna dayanır.

Kutuların kalınlığındaki doğrusal değişiklikler, transmisyon kolu mekanizması tarafından ölçeğe göre aneroid barometre iğnesinin açısal yer değiştirmelerine dönüştürülür. Ölçek paskal cinsinden derecelendirilir. Bir bölümün fiyatı 100 Pa veya 1 hPa'dır.

Şekil 8. Bir aneroid barometrenin iç düzenlemesi

Atmosfer basıncının sürekli kaydı için günlük (nadiren haftalık) bir barograf kullanılır. İçindeki hassas eleman, basınç dalgalanmaları nedeniyle ekseninin yer değiştirmesi bir kaldıraç sistemi tarafından kaleme iletilen bir membran basınç kutuları bloğudur. Cihaz görecelidir, bu nedenle termograf ve higrograf gibi barogramları işlemek için bir barometre ile paralel bir basınç ölçümü gereklidir. Temel olarak, istasyonlarda, barometrik eğilimin özelliği, yani basınçtaki artış veya azalma, barograf kaydının türüne göre belirlenir.

Aneroid barometre yatay olarak yerleştirilmiştir. Aneroidi içeren kılıf onu ani sıcaklık dalgalanmalarından korur ve sadece ölçümler sırasında açılır.

Rüzgar ölçümü

Rüzgar iki parametre ile karakterize edilir - hız ve yön. Bu parametreler, genellikle yapısal olarak tek bir rüzgar ölçüm cihazına göre tasarlanmış iki farklı sensör tarafından ölçülür - anemorumbometre.

Ortalama rüzgar hızı 2 veya 10 dakika (cihaz tipine bağlı olarak) ve ortalama 2-5 s ile anlık hız ölçüme tabidir. Rüzgar yönünün de yaklaşık 2 dakikalık bir aralıkta ortalaması alınır. 2-5 s aralığında anlık hızın ortalaması, atalet katsayısı bu sınırlar içinde kalan rüzgar ölçüm cihazlarının otomatik sensörü tarafından elde edilir. Herhangi bir süre için anlık hızın maksimum değerine şiddetli rüzgar denir.

Rüzgarın hızını ve yönünü ölçen çoğu aletin çalışması, içinde bulunan aletin hareketli alıcı kısmının katı yüzeyi üzerinde hava akışının uyguladığı dinamik basıncın etkisine dayanır.

Rüzgar hızı alıcıları veya birincil dönüştürücüler, çanak döner tablalar veya kanatlı pervanelerdir.

Rüzgarın yönünü ölçmek için, dikey eksene göre serbestçe dönen asimetrik (dikey eksene göre) bir plaka ve karşı ağırlık sistemi olan rüzgar kanatları kullanılır. Rüzgarın etkisi altında, rüzgar gülü rüzgar düzlemine karşı bir karşı ağırlık ile kurulur. Rüzgar gülünün biçimleri çeşitlidir, ancak çoğunda birbirine açılı iki kanat (plaka) bulunur, bu da onları hava akışında sabit tutar ve hassasiyeti artırır.

Anemorumbometer, 10 dakika boyunca ortalama rüzgar hızlarını, anlık hız ve yön değerlerini ve ayrıca herhangi bir süre için maksimum hızı ölçmek için kullanılır. Cihaz, oldukça karmaşık bir tasarıma sahip uzak bir elektromekanik cihazdır. 10 m yüksekliğindeki bir direğe monte edilen sensör, rüzgar hızı ve yönünün hassas elemanlarını ve birincil transdüserlerini içerir.

Pirinç. 9 Anemorumbometre

Yağış ölçümü.

Atmosferik yağış, faz durumlarına bağlı olarak aşağıdaki gruplara ayrılır:

1) sıvı - yağmur ve çiy;

2) katı - kar, dolu, kabuğu çıkarılmış tane, don ve buz;

3) karışık - aynı anda birinci ve ikinci gruplardan.

Yağış miktarı, su tabakasının yüksekliğinin 0,1 mm'lik bir hassasiyetiyle ölçülür (çökelme katı ise, o zaman ılık bir odada erir). Yağış türü görsel olarak belirlenir.

Yağmur göstergesi Tretyakov sıvı ve katı çökelmeyi ölçmek için kullanılır. 200 cm2'lik kalibre edilmiş bir delik kesiti, 40 cm'lik bir yükseklik ve bir tahta rüzgar koruması ile birbiriyle değiştirilebilir iki özel kovadan oluşur. Yağmur ölçer, kovanın üst kısmı 2 m yükseklikte olacak şekilde bir direğe monte edilmiştir.

Yağış, yağmur yağsa da yağmasa da günde iki kez ölçülür. Daha sonra günlük yağış miktarı hesaplanır. Ölçüm, gözlemcinin istasyondaki ikinci boş kovayı alıp kurulumda duran kovayla değiştirmesinden oluşur. Bir kapakla kapatarak, yağmur ölçer kovasını odaya getirir ve bir ölçü kabı ile yağış miktarını ölçer. Ölçü kabının derecesi 2 cm'dir.

Bu nedenle camın bir bölümü 0,1 mm yağışa karşılık gelir (2 cm / 200 cm = 0,01 cm) (Şekil 10).

Bardağın yüz bölümü vardır.

Kovayı ıslatmak ve çökeltinin kısmi buharlaşması için ölçüm sonuçlarında küçük düzeltmeler yapılmıştır:

0,5 bölüme kadar sıvı çökeltme - düzeltme + 0,1 mm;

Sıvı çökeltme 0,5 bölüm veya daha fazla - düzeltme + 0,2 mm;

0,5 bölüme kadar katı birikintiler - düzeltme 0,0 mm;

Katı yağış 0,5 bölüm veya daha fazla - düzeltme + 0,1 mm.

Bazı istasyonlarda, sıvı yağışın miktarı ve yağış hızı (yoğunluğu) bir pluviograf kullanılarak kaydedilir.

Şekil 10. Yağmur göstergesi Tretyakov . 1 huni, 2 diyafram, 3 kova, 4 kapak, 5 ağız, 6 bar koruma, 7 ayak, 8 merdiven, 9 ölçüm kabı

Meteorolojinin Kısa Gelişim Tarihi

Diğer bilimler gibi, gelişiminin başlangıcından itibaren uzun bir süre boyunca, yalnızca tanımlayıcı bir bilimdi. Çin, Mısır ve Mezopotamya gibi eski uygarlıklarda yapılan hava durumu gözlemlerinin kayıtları bulunmaktadır.

Zaten eski zamanlarda, çiftçinin ve gezginin hava durumuna bağımlılığı, onları sürekli olarak değişikliklerini izlemeye, hava durumu ile çeşitli karasal ve göksel olaylar arasında belirli bir bağlantı aramaya zorladı. Ancak bunlar sadece dağınık gözlemlerdi. Antik Yunan'da Herodotos ve Aristoteles atmosferik olaylara ilişkin birikmiş gözlemleri ilk kez açıklamaya ve sistematize etmeye çalıştılar.MS 4. yüzyılda Aristoteles "Meteorology" adlı kitabında atmosferdeki birçok olgu hakkında bilgi toplamış ve bunları açıklamaya yönelik girişimlerde bulunmuştur. Yağışı ölçmek için ilk araçlar - yağmur ölçerler - Çin ve Kore'de M.Ö. dört yüzyıl gibi erken bir tarihte icat edildi. Aynı zamanda, dağınık da olsa ilk araçsal hava gözlemleri başladı.

Eski Rusya'da, eski Rus kroniklerinde ve Rus "kaşiflerinin" kayıtlarında olağanüstü doğal olayların kayıtlarını buluyoruz - şiddetli kuraklıklar, dolu fırtınaları, yüksek ve alçak durgun sular. Yıllıklar bazen tüm mevsim için havanın genel bir tanımını veriyordu, örneğin: "6901 yazında (kronolojimize göre 1393 ton), aynı zamanda soğuk kış yoktu, çünkü insanlar ve sığırlar çok çiseleyerek öldü" (Sofia Chronicle).

Yıllıklarda bireysel fenomenlerin özellikleri de vardır, örneğin: "6809 yazında (kronolojimize göre 1301), Rostov'da şiddetli bir fırtına vardı, 4 kilise tabandan kemerliydi ve diğerlerinin tepeleri 6 Temmuz'da koptu."

Büyük coğrafi keşifler çağından (XV-XVI yüzyıllar) beri, keşfedilen ülkelerin iklimsel tanımları ortaya çıktı. Hava durumuyla ilgili gözlemler yapıldı, ancak meteorolojik unsurların doğru ölçümleri yapılmadı; bilimsel genellemeler için malzeme sağlayamıyorlardı.

Hava durumu gözlemlerinin tamamen tanımlayıcı doğasının üstesinden gelmek için belirleyici itici güç, Galileo'nun termometreyi icat etmesinden geldi (1597'de). 1643'te Toricelli barometreyi icat etti.

Daha sonra, rüzgarın, nemin vb. özelliklerini ölçmek için başka araçlar ortaya çıktı. Bu, atmosferik fenomenlerin nicel bir tanımının olasılığını açtı. Hava sıcaklığı, atmosferik basınç ve yağış gibi meteorolojik verilerin ölçümlerine ilişkin ilk kayıtlar 1653 yılına dayanmaktadır. Toskana'daki Ferdinand II, birkaç Avrupa ülkesinde bulunan 11 izleme istasyonundan (İtalya'daki Floransa "Deneyim Akademisi") ilk hava durumu hizmetleri ağını organize etti.

Tamamen tekdüze ve karşılaştırılabilir gözlemlerin başlama anı, 40 hava istasyonunu birleştiren Mannheim Meteoroloji Derneği'nin (Societas Meteorologica Palatina) 1780'de ortaya çıkmasıydı. Bu dernek, doğru meteorolojik gözlemlerin organizasyonunu görev olarak belirledi; bu amaçla çalışanları cezbetti, test edilmiş aletler gönderdi, muhabirlerini günde üç kez aynı anda okuma yapmaya mecbur etti: sabah 8, akşam 14, akşam 9 (Mannheim saatleri), Labrador, Sibirya, Hindistan gibi uzak ülkelerde bile gözlemler düzenledi. Kısa varlığına (1780-92) rağmen "Mannheim veya Pfalz Ephemerides" olarak bilinen bu cemiyetin çalışmaları, meteoroloji alanındaki ilk sermaye çalışmalarının temelini oluşturmuştur.

Ulusal meteorolojik istasyon ağları, 19. yüzyılın başlarında çeşitli ülkelerde ortaya çıkmaya başladı ve yüzyılın ortalarında yaygınlaştı. Birkaç komşu ülkede eşzamanlı gözlemlerin organizasyonu, hava tahmini için gerekli sinoptik haritaların derlenmesini mümkün kıldı. Bu tür ilk Brandeis haritaları 1820'de Almanya'da oluşturuldu.

Rusya'da, 17. yüzyıldan beri Moskova kraliyet sarayında gözlemlenen doğa olayları düzenli olarak "bit kitaplara" kaydediliyordu. Bu, Moskova'daki hava durumu gözlemlerinin başlangıcıydı. Rusya'da bilimsel olarak organize edilmiş meteorolojik gözlemler 18. yüzyılın ilk yarısında başladı. 28 Mart 1722'de "günlüğe, hava durumuna ve rüzgarlara adil bir not verilmesini" emreden Peter I tarafından tanıtıldılar. Gözlemlerin daha geniş bir programa göre düzenlenmesi, Peter'a "her yerde meteorolojik gözlemler yapmayı ve en önemli yerlerde bunların devamını güvenilir kişilere emanet etmeyi" önerdiğim Bilimler Akademisi'nin kuruluş tarihi olan 1725 yılına kadar uzanıyor. Bilimler Akademisi bilim adamları, 1726'dan (1743'e kadar kayıp) hava sıcaklığını, 1741'den itibaren yağışları düzenli olarak gözlemlediler. bu, herhangi bir yerde var olan en uzun gözlem serisidir.

Büyük Kuzey Seferi (1733), Urallar ve Sibirya'da bir dizi meteoroloji istasyonu kurdu. Tek bir programa göre gözlem yapan dünyadaki ilk meteoroloji ağıydı. Rus ağı, 1781'de Mannheim'da örgütlenen ve geniş bir meteoroloji istasyonu ağına sahip olan Palatine Meteoroloji Derneği'nin de bir parçasıydı. Rusya topraklarında, bu derneğin istasyonları St. Petersburg, Moskova ve Urallarda - Pishmensky fabrikasında bulunuyordu. 1799'da bu toplum dağıldı.

M. V. Lomonosov'un faaliyetleri meteorolojinin gelişmesinde önemli bir rol oynadı. Lomonosov, Bilimler Akademisi'ndeki raporlarında, ortak bir liderlik tarafından birleştirilmiş bir meteoroloji istasyonları ağı düzenlemenin gerekliliğini kanıtladı. Ayrıca havanın doğru tahmini için gerekli temel hükümleri formüle etti. Lomonosov, doğru hava tahminlerinin "sıvı cisimlerin, yani su ve havanın dünyadaki hareketi hakkındaki gerçek bir teoriden beklenmesi gerektiğine" inanıyordu. Bununla, hava tahmincilerinin şimdi başladığı dinamik meteorolojinin gelişim yolunu olduğu gibi gösterdi. Lomonosov ayrıca gök gürültülü fırtınaların oluşumunun bir diyagramını verdi ve oluşumlarını atmosferdeki dikey akımların gelişmesiyle açıkladı. MV Lomonosov'un enstrümantal meteorolojiye katkısı da harika. Orijinal bir tasarıma sahip bir dizi meteorolojik alet icat etti ve inşa etti: bir anemometre, bir deniz hava barometresi (denizin dalgalanmasına duyarsız), bir "hava alanı" makinesi - bir helikopter - meteorolojik aletleri kaldırarak üst atmosferi incelemek için (dünyanın ilk meteorograf ve bir helikopter öncüsü).

Kharkov Üniversitesi'nin kurucusu V. N. Karazin (1810), Lomonosov'un bir istasyon ağı ve Merkez Gözlemevi'ni teşvik etme ve organize etme konusunda takipçisiydi. 1810'da V.N. Karazin, İmparator I. İskender'e bir meteorolojik gözlem ağının eksiksiz organizasyonu için bir proje sundu ve bunların bilim ve pratik yaşam için yararlılığına işaret etti. Gözlemlerin tatmin edici bir şekilde gerçekleştirildiği birkaç nokta daha vardı: Abo, Astrakhan, Varşova, Moskova, Pyshminsk, Riga, Solikamsk, Okhotsk.

1920'lerde Halk Eğitim Bakanlığı, daha önce bu tür gözlemlerin organize edildiği Vilna Üniversitesi örneğini izleyerek, Rusya'daki tüm eğitim kurumlarında meteorolojik gözlemlerin yapılması için bir emir yayınladı. Ancak bakanlığın emri etkisiz kaldı ve ancak 1832'de tekrarından sonra istasyonların inşasına ve gözlem üretimine başlandı.

1930'larda Akademisyen Kupfer'in girişimiyle, Maden Dairesi'nin mali desteğiyle St. Petersburg, Yekaterinburg, Barnaul, Nerchinsk, Bogoslovsk, Zlatoust, Lugan'da manyetik-meteorolojik gözlemevleri kuruldu; Aynı zamanda Moskova, Kazan, Tiflis, Pekin ve Sitkh adasında benzer gözlemevleri kuruldu.

1849'da, St. Petersburg'da Ana Fizik (şimdi AI Voeikov Jeofizik) Gözlemevi düzenlendi. Ana Fiziksel Gözlemevi, birleşik bir metodolojiye göre bir istasyon ağında gözlemler düzenledi. Bu gözlemler dikkatlice kontrol edildi, işlendi ve yayınlandı. Ana Fizik Gözlemevi Günlükleri dünya çapında ün kazandı ve diğer ülkeler tarafından bir model olarak kabul edildi.

Kuruluşundan kısa bir süre sonra, Ana Fizik Gözlemevi, tüm gözlemlerin yönetimini ve istasyonlar tarafından teslim edilen malzemelerin işlenmesini fiilen elinde yoğunlaştırdı; ancak sınırlı sayıda personeli ve kendisine ayrılan ödenekle, ilk kurulduğu dönemde istasyon sayısını önemli ölçüde artıramadı. 1856'da hava tahminlerinin doğruluğunu ve hızını önemli ölçüde etkileyen bir yenilik getirildi - meteoroloji istasyonlarından hava durumu verileri telgrafla tek bir merkeze alınmaya başlandı.

13 Ocak'ta (eski tarza göre 1 Ocak), 1872, St. Petersburg Ana Jeofizik Gözlemevi'nde günlük hava durumu bültenlerinin düzenli olarak yayınlanması başladı. Bu gün artık Rusya'da hava durumu servisinin resmi başlangıç ​​tarihi olarak kabul ediliyor. "Günlük Meteoroloji Bülteni" adı verilen ilk hava raporu için, sadece Rusya'nın bölgelerinden değil, aynı zamanda iki yabancı meteoroloji istasyonundan da telgrafla alınan hava durumu verileri kullanıldı. Rusya'daki hava istasyonlarının sayısı: 1820-1835'te. istasyon sayısı yaklaşık 30'du; 1870 - 47'de; 1880 - 114'te; 1890 - 4 21'de; 1894 - 624'te.

Rus meteorolojik ağındaki istasyonların çoğu, eğitim kurumları, zemstvolar, demiryolu ve fabrika yönetimleri, vb. gibi bireysel hükümet veya özel kurumlar tarafından düzenlenir ve bakımı yapılır; sadece nispeten az sayıda istasyon, Ana Fiziksel Gözlemevi'nden ücretsiz olarak alınan aletlerle donatılmıştır. Gözlemci grubu, ücretsiz olarak gözlemlere zaman ayıran eğitim kurumlarının öğretmenleri, din adamları, kurumlardaki küçük memurlar vb.

20. yüzyılın başlarında Rusya, en kapsamlı meteorolojik istasyon ağına sahip olarak, hava tahmini doğruluğu açısından dünyada birinci sırada yer aldı.

Bir meteoroloji istasyonu ağından elde edilen çok sayıda gözleme dayanarak, klasik eserler yazılmıştır: K. S. Veselovsky "Rusya'nın İklimi Üzerine" (1857), G. I. Wild "Rus İmparatorluğundaki Hava Sıcaklığı" (1881-1882), vb. 19. yüzyılın sonunda ve 20. yüzyılın başında, yerli klimatolojinin kurucusu, en büyük meteorolog A.I. Voeikov'un (1842-1916) faaliyetleri devam etti. A. I. Voeikov'un “Dünyanın İklimleri, Özellikle Rusya” (1884) adlı klasik çalışması, dünyanın iklimlerinin fiziksel bir açıklamasını veren ilk kişiydi. Bu çalışma şimdi bile önemini kaybetmedi. A. I. Voeikov, kurucusu P. I. Brounov (L852-1927) ile birlikte olduğu tarımsal meteorolojiye ve ayrıca mikroklimatoloji, tesis klimatolojisi vb.

Yerli meteoroloji istasyonları ağı sürekli olarak büyümüş ve gelişmiştir. Yerel ağlar özellikle geliştirildi: Novorossiysk (A.V. Klossovsky tarafından organize edildi), Kievskaya-Pridneprovskaya (P.I. Brounov tarafından organize edildi), Kharkov (N.D. Pilchikov tarafından organize edildi) ve diğerleri Meteorolojinin belirli dallarında ciddi başarılar elde edildi. Aeroloji alanında, D. I. Mendeleev'in katılımıyla M. A. Rykachev ve M. M. Pomortsev tarafından gerçekleştirilen, Ya. D. Zakharov'un (1804) bir balonla ilk bilimsel uçuşunu, balonların yardımıyla atmosferin toplu çalışmalarını not etmek gerekir.

19. yüzyılın ikinci yarısında D.I. Mendeleev meteoroloji alanında çok çalıştı. Özellikle atmosferin yüksek katmanlarıyla ilgileniyordu. Havayı doğru bir şekilde tahmin etmek için, ona göre "havanın oluştuğu" atmosferin yüksek katmanlarını incelemenin kesinlikle gerekli olduğuna inanıyordu. Mendeleev, hidrojenle dolu toplar üzerindeki aletleri kaldırarak atmosferin üst katmanlarını inceleme olasılığına işaret eden ilk kişiydi. Ayrıca hermetik bir gondol ile stratosferik bir balon inşa etme fikrine de sahiptir. Ayrıca Mendeleev, su buharı transferi, gaz hacmi ile basınç ve sıcaklık arasındaki ilişkinin incelenmesi üzerinde çalıştı ve Kuzey Denizi Rotası fikri üzerine yüksek hassasiyetli bir diferansiyel gaz barometresi icat etti. St.Petersburg yakınlarında, V. V. Kuznetsov ve S. I. Savinov, 19. yüzyılın sonunda uçurtmalardaki meteorografların yükselişini organize ettiler. Aktinometri alanında çok çalışma yapılmıştır. Yeni aktinometrik aletler, O. D. Khvolson (1889) ve V. A. Mikhelson (1905) tarafından yaratıldı. S. I. Savinov ve N. N. Kalitin, teorik ve pratik aktinometri alanında başarılı bir şekilde çalıştılar. Hava tahmini alanındaki önemli teorik çalışmalar, 20. yüzyılın başında M.A. Rykachev, B.I. Sreznevsky ve P.I. uzun vadeli hava tahminleri konularının aktif gelişimi için temel. VN Obolensky, atmosferik elektrik çalışmasında önemli bir başarı elde etti. A. I. Voeikov, G. N. Vysotsky, A. P. Tolsky'nin çalışmaları orman meteorolojisinin gelişmesine katkıda bulunmuştur. 1929'da, SSCB Halk Komiserleri Konseyi'ne bağlı Hidrometeoroloji Komitesi oluşturuldu ve SSCB'nin tüm bölgesinin atmosferi ve suları üzerine yapılan çalışmaları birleştirdi, daha sonra SSCB Bakanlar Kurulu'na bağlı Hidrometeoroloji Servisi Ana Müdürlüğü'ne dönüştürüldü. Leningrad'da, Ana Jeofizik Gözlemevi'nde (GGO), A.I. Voeikov'un geleneklerini takiben bir yerli klimatoloji merkezi kuruldu. Ana jeofizik gözlemevi, ulusal ekonomiye yıllarca tek tek meteorolojik unsurlar, bir iklim atlası ve referans kitapları hakkında homojen veriler sağladı; aşağıdakilerin incelenmesi için gelişmiş bir okul:

Dinamik meteoroloji.

siklogenez teorileri,

basınç ve hava sıcaklığı alanlarının ön hesabı.

barınak kuşaklarının, sulanan arazilerin mikro ikliminin incelenmesi, donların incelenmesi vb.

30 Ocak 1930'da ilk radyosondanın piyasaya sürülmesi, aerolojide gerçek bir devrimdi. Bu çalışmalar zamanımızda Moskova yakınlarındaki Dolgoprudny'deki Merkezi Aerolojik Gözlemevinde devam ediyor. Burada atmosferi incelemek, türbülansı incelemek vb. için yeni bir teknik olan bir dizi yeni enstrüman (A-22 radyosonda) yaratıldı. Atmosferin yüksek katmanlarındaki meteorolojik elementlerin dağılımını, hava kütlelerinin dönüşümünü vb. inceleyerek Sovyet balonlarının rekor uçuşları buradan yapıldı.

Sovyet döneminde hava kütleleri ve cepheler doktrini yaratıldı, hava tahmini için bir metodoloji oluşturuldu ve sinoptik meteorolojinin karşılaştığı diğer sorunlar çözüldü.

Merkezi Tahmin Enstitüsü'nün (CIP) faaliyeti, hava tahminlerinin (hem kısa vadeli hem de uzun vadeli) daha da iyileştirilmesine ayrılmıştır. L. S. Berg'in yarattığı iklimlerin peyzaj sınıflandırması, B. P. Alisov'un dinamik klimatolojisi ve E. E. Fedorov'un karmaşık iklim karakterizasyonu yöntemi dünya çapında önem taşıyor.

1930'da bir hava istasyonları ağı oluşturuldu ve ilk yüksek irtifa haritalarının derlenmesi başladı. 1960'tan beri hava tahminlerini derlerken uydulardan alınan bilgileri kullanmaya başladılar. Kısa süre sonra hava tahmincileri meteorolojik radarları kullanmaya ve bilgisayarları kullanarak verileri işlemeye başladılar, bu da zamanı önemli ölçüde azalttı ve hava tahmini olasılığını artırdı.

Modern dünyada, Birleşmiş Milletler'in hükümetler arası bir kuruluşu olan Dünya Meteoroloji Örgütü (WMO) tarafından yönetilen küresel bir izleme sistemi vardır. Bu sistem yaklaşık 10.000 yer istasyonu, karada ve gemilerde 1.000 aeroloji istasyonu, 100 sürüklenme istasyonu ve 600 şamandıra, kutup ve yerdurağan yörüngelerde 10 meteorolojik uydu içermektedir. Küresel Sistem, 7.300'den fazla gemi ve yaklaşık 3.000 ticari uçaktan gönüllü olarak veri toplayarak günde 70.000'den fazla gözlem yapıyor. Bölgesel bir radar ağı (örneğin, Batı Avrupa'da olduğu gibi) tarafından birleştirilen, ulusal hava servislerinin yüzlerce meteorolojik radarından elde edilen veriler kullanılır.

20. yüzyılın sonunda, dünya meteoroloji topluluğu dikkate değer bir başarı elde etti. Bu tür başarılar şunları içerir:

küresel atmosferik süreçleri ve atmosferik dinamikleri anlamada, Güneş'ten gelen radyasyonun matematiksel tanımında, kısa ve uzun dalga radyasyonun taşınmasında, yansımasında, soğurulmasında, yoğunlaşma ve buharlaşma süreçlerinde, yağışın erimesi / donmasında, konveksiyon ve türbülans dahil olmak üzere hava kütlelerinin karıştırma mekanizmalarında, kara ve okyanusla etkileşim süreçlerinde bilimsel başarılar;

· Bir dizi ülkede, atmosferin genel dolaşımının küresel, bölgesel ve orta ölçekli hidrodinamik sayısal modellerinin geliştirilmesi;

· Güçlü bilgisayarlarla donatılmış büyük meteoroloji merkezlerinde, bu modellerin operasyonel uygulamaya sokulmasını mümkün kılan benzersiz teknolojilerin yaratılması;

· hava durumunu gözlemlemeye, gözlemsel verileri meteoroloji merkezlerine iletmeye ve ürünleri Ulusal Meteoroloji Hizmetlerinin tahmin merkezlerine dağıtmaya olanak tanıyan küresel uluslararası gözlem, telekomünikasyon ve veri işleme sistemlerinin sürekli işleyişinin oluşturulması ve organizasyonu.

Atmosferik süreçlerin devlet sınırları yoktur, bu nedenle çalışmaları tüm ülkelerden bilim adamlarının yakın işbirliğini gerektirir. Meteoroloji alanında uluslararası işbirliği 19. yüzyılın ikinci yarısında başlamıştır. 1873 yılında Viyana'da toplanan Birinci Uluslararası Meteoroloji Kongresi meteorolojik aletlerin ve gözlemlerin birleştirilmesine ve bilgi alışverişine karar verdi. Bu kongre, gelecekteki Dünya Meteoroloji Örgütü'nün (WMO) temellerini attı. İkinci Uluslararası Meteoroloji Kongresi, kutup bölgelerinin ilk kapsamlı çalışması olan Uluslararası Kutup Yılı'nın (1882-1883) yürütülmesi kararını onayladı. 1932-33'te bu çalışmalara devam edildi (İkinci Uluslararası Kutup Yılı). Bu yıl, o zamanlar “havanın mutfağı” olarak kabul edilen Kuzey Kutbu'nun keşfine özel önem verildi. İlk kez, P.A.'nın icadı, atmosferin üst katmanlarını incelemek için kullanıldı. Molchanov radyosondası.

Gözlemleri standartlaştırma, meteorolojik bilgi alışverişinde bulunma, meteorolojik bilgi ve tahminler için operasyonel hizmet biçimlerini birleştirme ihtiyacı, İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra Birleşmiş Milletler'in özel bir hükümetler arası ajansı olan Dünya Meteoroloji Örgütü'nün (WMO) resmi olarak kurulmasına yol açtı. Bu örgütün üst organı, her dört yılda bir toplanan Kongre ve ulusal meteoroloji veya hidrometeoroloji hizmetlerinin 26 yöneticisinden oluşan Yürütme Konseyi'dir. WMO, bireysel WMO Üyesi ülkelerin sahip olduğu entegre bir ulusal tesisler ve hizmetler sistemidir. WMO üyeleri, tüm ülkelerin birleşik çabadan yararlanabilmesi için, yeteneklerine göre, üzerinde anlaşmaya varılan bir modele bağlı kalırlar. WMO çerçevesinde, modern tesis ve teknolojilerle donatılmış dünya (WMC) ve bölgesel (RMC) meteoroloji merkezlerinden oluşan ve bu tür merkezlerin işletilmesi için gönüllü yükümlülükler üstlenen ülkeler pahasına uluslararası bir tahmin endüstrisi oluşturulmuştur. Dünya ve Bölgesel Meteoroloji Merkezlerinin meteorolojik alanların sayısal analizleri ve tahminleri şeklindeki ürünleri, Ulusal Meteoroloji Merkezleri (NMC'ler) aracılığıyla tüm WMO Üyelerinin kullanımına sunulmaktadır.

WMO'nun en önemli görevleri, kökenlerinde iki ünlü meteorolog olan V.A. WMO'nun himayesinde ve uluslararası işbirliği temelinde, dünyanın çeşitli bölgelerinde hava oluşumunun özelliklerini incelemeyi amaçlayan büyük uluslararası programlar uygulanmaktadır. Böylece 1957-58 Uluslararası Jeofizik Yılı programı hayata geçirildi. Bu dönemde, karmaşık çalışmalar tüm gezegeni kapsadı, o dönemde başlatılan çalışmaların birçoğu sonraki on yıllarda da devam etti. Bu programın uygulanması, en büyük uluslararası proje olan Küresel Atmosferik Süreçler Araştırma Programı'nda (PGAP, 1978-1979) sentezlenen bir dizi sorunu ortaya çıkardı. Bu program en büyük alt programları içeriyordu - Tropik, Kutup, Entegre Enerji, Muson deneyleri. Bu programın uygulanmasında, bilgi toplama ve işleme için en son sistemler, kutupsal yörüngeli ve sabit uydular, laboratuvar uçakları, balonlar, sürüklenen ve sabit şamandıralar, 30'dan fazla araştırma gemisi

20. yüzyılın ikinci yarısında, atmosferik kirlilik sorunları ve hem doğal hem de antropojenik kökenli safsızlıkların yayılması büyük önem kazandı. Birçok ülkede atmosferik havanın durumunu izlemek için özel hizmetler oluşturuldu Rusya'da bu hizmet E.K. Fedorov ve Yu.A. İsrail (Roshidromet) liderliğinde oluşturuldu.

Şu anda uzaydan, özel uydulardan gelen önemli miktarda bilgiyi de içeren dünya ülkelerinin meteoroloji hizmetlerinin tüm faaliyetleri, genel olarak havanın ve atmosferin durumunun küresel olarak izlenmesi olarak düşünülebilir. Bu izlemenin verileri ekoloji için paha biçilmez bilgilerdir ve izleme sisteminin kendisi, Dünya'nın bireysel kürelerinin - hidrosfer, biyosfer, vb. - durumu için küresel izleme sistemlerinin bir prototipidir.

Meteorolojik büyüklükler

Meteorolojik büyüklükler:
sıcaklık, basınç, nem, rüzgar hızı ve yönü, yağış miktarı, bulutların alt sınırının yüksekliği, bulut tabakasının kalınlığı (kalınlığı), vb.

Birimlere, ölçüm ve işleme doğruluğuna özel dikkat göstererek, havanın durumunu, atmosferik süreçleri ve radyasyon rejimini karakterize eden ana meteorolojik büyüklükleri ele alalım.
Elde edilen sonuçların doğruluğundan emin olarak belirlenebilecek en küçük değer olarak ölçüm doğruluğu kavramını kullanmak. Bu tür bir güvenin temeli, hataların tahmin edilmesidir.
Sıcaklık(t,T) cisimlerin termal durumunun bir özelliğidir. Meteorolojik gözlemler için santigrat derece (t°C) olarak ifade edilir. Sistemin termodinamik durumunu değerlendirmek için Kelvin termodinamik sıcaklık ölçeği (T, K) kullanılır. Her iki ölçek de, sıcaklık eşit sayıda derece değiştiğinde vücutların termal durumundaki eşdeğer değişimi karakterize eder, ancak ölçeğin sıfırına karşılık gelen referans noktasının farklı değerlerine sahiptirler. Celsius ölçeğinden Kelvin ölçeğine geçiş basittir: T K=273.15+t°C. Meteorolojide kullanılan, ortamın termal durumunu (hava, toprak, su sıcaklığı) karakterize eden sıcaklık değerleri ile termometre rezervuarının ısı dengesinin oluşumu için ek koşullara bağlı olan sıcaklık, örneğin bir psikrometrede ıslatılmış, radyasyon verimli; veya hayali olan ve ölçülemeyen sıcaklık (sanal, potansiyel vb.).
Şu anda, standart ağ ölçümleriyle pratik meteorolojide sıcaklık 0,1°C doğrulukla belirlenir. İstisna, uzak bir meteoroloji istasyonu (RDS) ile sıcaklık ölçümleri ve doğruluğun 1°C olduğu bir termograf ile kayıttır.
atmosfer basıncı(R). Atmosferik basıncın birimi, yüzey birimi başına bir kuvvet biriminin olduğu, düzgün dağılmış bir basınçtır. Basıncın birimi paskaldır (Pa). 1Pa \u003d 1N / m2.
Atmosfer basıncı hektopaskal (hPa) cinsinden daha uygun bir şekilde ifade edilir. Hektopaskal milibara eşdeğerdir, ancak ikincisi (bir milimetre cıva gibi) sistem dışı bir birimdir ve modern literatürde kullanılmaz. Atmosfer basıncı 0,1 hPa doğrulukla belirlenir.
hava nemi, 0.1 hPa doğrulukla atmosferik basınçla aynı birimlerde ifade edilen kısmi su buharı basıncı (e) ile karakterize edilir. Nem açığı aynı birimlerde ifade edilir.
Bağıl nem(F)- aynı sıcaklıkta gerçek doyma nemi oranı. Tam yüzdeye kadar hesaplanır. Bağıl nemi belirlemede daha fazla doğruluk, higrometreler kullanılarak yapılan doğrudan ölçümlerle sağlanamaz.
mutlak hava nemi(a), su buharı yoğunluğu, ifade 0,1 g/m3 doğrulukla.
özgül nem(Q)- su buharının kütle fraksiyonu - aynı hacimdeki su buharı p yoğunluğunun nemli hava r yoğunluğuna oranı. Karışım oranı (m)- aynı hacimdeki su buharı kütlesinin kuru hava kütlesine oranı. Özgül nem ve karışım oranı 0,0001 doğrulukla belirlenir.
Rüzgar hızı(u) 1m/s hassasiyete sahip bir anemorumbometre ile ve el tipi anemometreler ile 0,1 m/s'ye kadar ölçüm yapılmıştır.
Anemorumbometreye göre rüzgarın yönü jeodezik azimutun köşelerinde 5° hassasiyetle belirlenir. Rüzgar gülü üzerindeki rüzgarın yönü, kerte doğruluğu ile belirlenir.
Yağış su tabakasının 0,1 mm hassasiyetinde ölçülmüştür.
bulut sayısı - puan olarak belirlenir 1 puan doğrulukla ve bir birimin kesirlerinde - 0.1.
Meteorolojik görüş mesafesi, noktalar veya kilometre cinsinden (0,1 km'ye kadar) olarak tahmin edilmektedir.
güneşlenme süresi heliograf veya diğer kaydediciler tarafından 5 dakikalık bir doğrulukla belirlenir.
Atmosfer olaylarının başlama ve bitiş zamanları gözlemci tarafından tam dakika hassasiyetinde kaydedilir.
Işınım akılarının anlık değerlerinin ölçü birimi, yani. yüzey yoğunlukları, metrekare başına watt (W/m2). Aktinometrik ölçümlerde, radyasyon akıları, 10W/m2). Saatlik ve günlük toplam radyasyon akıları metrekare başına megajoule (MJ/m2) cinsinden ifade edilir. Standart aktinometrik ölçümler, saatlik ve günlük akışların tamsayılar ve yıllık - onlarca MJ/m2'ye kadar doğrulukla belirlenmesini sağlar.
Güneşin ufuktan yüksekliğini hesaplamak için H veya zenit mesafesi Z gözlem süresi sabittir 1 dakikaya kadar doğru. Güneşin yüksekliği, zenit mesafesi ve saat açısı hesaplanır veya ölçülür 0,1°'ye kadar hassas. Astronomi gibi aktinometride armatürün azimutunun armatürün maksimum durma noktasından ölçüldüğünü, yani Kuzey Yarımküre'de jeodezikten 180 ° farklı olduğunu, çünkü aynı zamanda saat yönünde, ancak güney yönünden ölçüldüğünü hatırlamak önemlidir. Atmosferin optik özellikleri- şeffaflık katsayısı, pus faktörü, optik kalınlık ve optik yoğunluk hesaplanmış 0.01'e kadar doğru.

"Fiziksel meteoroloji" ders kitabına göre
BA Semeniçenko