Чем измеряют осадки прибор

Осадкомер. Характеристики. Виды.

Осадкомер, также называемый плювиографом — это специализированный прибор, предназначенный для измерения атмосферных жидких (в виде дождя) и твёрдых (снег, град) осадков. Осадкомер отличается от плювиографа тем, что плювиограф непрерывно регистрирует количество и интенсивность выпадающих жидких осадков. Осадкомеры, как измерительные приборы в современном, профессиональном понимании появились сравнительно недавно. В 70-е годы в Государственном Гидрологическом институте, под руководством В. С. Голубева была проведена работа по созданию методов корректировки измеренных осадкомерами осадков. Были выполнены исследования и проведены испытания различных вариантов защиты от выдувания осадков на отечественных, и зарубежных осадкомерах и, как результат, разработан осадкомер с двойной заборной защитой, который был принят Всемирной Метеорологической Организацией (ВМО) в качестве эталона осадкомерного прибора. Созданная методика была одобрена ВМО и рекомендована в 1998 году для широкого применения.

В общем виде, осадкомер включает следующие конструктивные элементы: дождемерное ведро, которое устанавливается на столбе внутри специальной планочной защиты от ветра, а также дождемерный стакан, предназначенный для измерения собранного количества осадков. Зимой в дождемерном ведре накапливается снег, а измерение осадков производят после того, как снег растает.

Осадкомер без защиты от ветра, либо с упрощенной защитой называют дождемером. Дождемер конструктивно состоит из приемного цилиндрического сосуда, имеющего площадь дна в 500 см 2 и защиты Нифера, которая состоит из четырех железных листов, скрепленных в виде воронки. Помимо этого, в комплектацию дождемера входит еще один приемный сосуд с крышкой, а также мерный стакан. На метеостанции дождемер должен устанавливаться на столбе так, чтобы его верхний край располагался на высоте не менее двух метров от земли. При использовании дождемера, необходимо учитывать тот факт, что существует возможность вдувания и выдувания осадков из мерного ведра. Однако, при правильной установке дождемера, возможность возникновения этих явлений, снижается. На обычных метеорологических станциях дождемеры должны помещаться на обширных площадках, закрытых от ветра деревьями или окружающими зданиями, которые должны быть удалены от дождемера, как минимум, на расстояние, равное двойной высоте этих деревьев или зданий.

Измерение количества выпавших осадков производится не менее двух раз в сутки — во время утреннего и вечернего наблюдений, а в случаях, когда днем прошел сильный ливень, то замеры снимают, также, и в дневное время. При заполнении дождемера, либо, при провденении плановых замеров, мерное ведро снимают со столба, закрывают его крышкой, а на его место ставят запасное. Носок мерного ведра, также, закрывают колпачком. В помещении осторожно, через носок, выливают всю воду до последней капли в измерительный стакан. Летом, если во время наблюдений нет дождя, то такую процедуру разрешено проводить непосредственно рядом с дождемером. В случае измерения количества твердых осадков, закрытое крышкой мерное ведро вносят в теплое помещение и ожидают таяния твердых осадков, после чего оттаявшие осадки выливают в мерный стакан.

Количество осадков выражается в миллиметрах слоя воды, который образуется от выпадения осадков, если бы они не испарялись, не стекали бы и не просачивались в почву. Численно, количество осадков в миллиметрах равняется количеству килограмм воды, вылившейся на площадку в 1квадратный метр (1 мм = 1 кг/1 м 2 ).

«Сильным» называют дождь, если осадки составляют от 15 до 49 мм за 12 часов. Осадки могут быть и «очень сильными», в случае, если их выпадает более 50 мм за 12 часов.

«Сильный снег» – это количество осадков, составляющее от 7 до 19 мм за 12 часов. «Очень сильным снегом» называют снег, если его количество составляет более 20 мм за 12 часов.

При проведении оперативных метеонаблюдений, оценка интенсивности осадков производится по метеорологической дальности видимости. «Сильным» считается дождь в случае, когда видимость составляет не более 1000м; снегопад считается сильным, в случае, если видимость не превышает 500м.

Рассмотрим основные виды осадкомеров, широко применяемых в гидрометеорологии:

1. Осадкомер Третьякова «О-1» предназначается для круглогодичного сбора и последующего измерения количества выпавших жидких и твердых осадков на гидрометеорологических постах и станциях. Конструктивно состоит из сосуда, собирающего осадки, который имеет приёмную площадь в 200см² и высоту в 40см, а также специальной защиты, которая предотвращает выдувание осадков из осадкомера. Приемную поверхность измерительного ведра Осадкомера Третьякова устанавливают на высоте двух метров над землей. Количество осадков в мм слоя воды измеряют при помощи специального измерительного стакана, на который нанесены деления; количество твёрдых осадков замеряют после полного оттаивания.

3. Весовой снегомер «ВС 43» предназначается для измерения массы и длины столбика пробы снега в целях определения его плотности. Снегомер «ВС 43» используется при снегомерных съемках на гидрометеорологических станциях и постах.

Конструктивно, ВС-43 составлен из весов и металлических труб. Плотность снежного покрова определяют путем взвешивания вырезаемой пробы снега. Объем взятой пробы определяют по высоте вырезанного столбика снега и площади поперечного сечения трубы снегомера.

4. Испаромер «ГГИ-3000» предназначается для измерения и регистрации количества испарений с почвы и водной поверхности на специальном плоту. Это так называемый испаромер-осадкомер.

При помощи «ГГИ-3000» также можно измерить количество выпавших осадков. Прибор не является автоматическим, а для проведения измерений потребуются бюретки, которые входят в поставку.

По центру одного из сосудов, наполненного водой, расположена реперная трубка, которая оканчивается реперной иглой. На эту иглу и надевается объемная бюретка. Количество испарившейся воды определяют по разности объёмов воды, взятых бюреткой в два последовательных срока наблюдений. Во втором сосуде расположено дождемерное ведро, благодаря которому можно измерить количество выпавших осадков, и исключить расчетным путем осадки, попавшие в испаритель.

Источник

Осадкомер полевой (дождемер), 35 мм

Измеритель осадков (дождемер) пластиковый с держателем

Простой и удобный инструмент для измерения атмосферных осадков

Общее количество осадков, достигающих почвы за определенный период времени, выражается высотой слоя, которым они покрыли бы горизонтальную проекцию земной поверхности при условии, что та часть осадков, которая выпала в виде снега или льда, растаяла.

Главная цель любого метода измерения осадков заключается в получении измерений, репрезентативных для той территории, к которой относятся измерения.

Осадкомеры (или дождемеры, когда можно измерить только жидкие осадки) являются наиболее распространенными для измерения количества осадков приборами. Как правило, используется открытая емкость с вертикальными стенками, имеющая форму правильного цилиндра с воронкой, если основная цель состоит в измерении дождевых осадков.

Осадкомер (измеритель осадков) – мерный стакан с делениями, с помощью которого измеряют количество выпавших осадков (в мм) – и жидких или твердых. Как известно, количество выпавших осадков измеряется в миллиметрах высоты слоя воды, который образовался бы на поверхности при условии, если бы вода никуда не стекала и не испарялась.

Количество твёрдых осадков определяют после того, как они перейдут в жидкое состояние. Осадкомер состоит из сосуда (стакана), в который собираются осадки, и кольца для фиксации на держателе.

Преимущества использования осадкомера

Функциональные формы, пластик, стакан большого диаметра для получения более точных результатов измерений суточного осадкомера, очень хорошая читаемость даже при низком уровне осадков.

Установка осадкомерного поста

Площадка для установки прибора выбирается таким образом, чтобы скорость ветра на уровне приемного отверстия осадкомера была возможно меньшей, но защита площадки не должна быть такой, чтобы окружающие предметы снижали количество осадков.

Место размещения дождемера не должно находиться в непосредственной близости от деревьев, зданий, стен или других препятствий. По возможности, измерительный участок должен со всех сторон иметь защиту от ветра различными предметами (деревьями, кустарником и т. д.) примерно одинаковой высоты. Расстояние от любого такого препятствия (включая ограждение участка) до осадкомера должно быть как минимум в 2 раза, а предпочтительно в 4 раза, больше высоты данного объекта над краем осадкомера (чтобы предотвратить перехват осадков). При идеальных условиях размещения осадкомера угол между верхом осадкомера и верхом защищающих объектов должен составлять от 30° до 45° к горизонтальной поверхности.

Поверхность, окружающая осадкомер, может быть покрыта низкой травой, гравием или галькой, но необходимо избегать твердых и гладких покрытий, например бетонных, с целью предотвращения излишнего попадания брызг в осадкомер.

Приемное отверстие осадкомера должно находиться как можно ближе к поверхности земли (потому что скорость ветра возрастает с высотой), но в то же время его высота должна быть достаточной, чтобы избежать попаданий брызг с земли. Во многих странах, в тех районах, где выпадает мало снега и нет опасности, что даже при сильном ливне почва будет покрыта лужами, осадкомеры устанавливаются на высоте 30 см. Там, где не могут быть соблюдены перечисленные условия, рекомендуется устанавливать осадкомер на стандартной высоте 1 м.

Более подробную информацию по правильной установке дождемера смотрите в статье «Размещение осадкомерных постов».

Расчет количества осадков

Измерение количества осадков производится осадкомерами. Осадкомер с упрощенной защитой от ветра или без защиты называется дождемером.

Осадки измеряются толщиной слоя выпавшей воды в миллиметрах. Высота слоя осадков в осадкомере измеряется с помощью градуированной измерительной линейки со специальной шкалой.

По метеорологическому наставлению миллиметр осадков – это один литр воды на квадратный метр (мм л/м²). На всех метеостанциях стоят осадкомерные посты, из которых наблюдатель в 9.00 и 21.00 часов по Гринвичу, выпавшие за 12-ти часовой период осадки выливает в специальный градуированный сосуд, по которому и измеряется истинное их количество. Либо напрямую используют дождемеры со специальной шкалой*.

*Шкала может быть выполнена в виде градуированной насечки или иметь нанесение стойкой к погодным условиям краски.

Источник

О приборах для измерения осадков

Существует несколько вариантов осадкомеров, но наиболее распространен осадкомер Третьякова, одобренный и рекомендованный ВМО.

Осадкомер – это прибор, предназначенный для измерения жидких (в виде дождя) и твёрдых (снег, град) атмосферных осадков.

Основной частью осадкомера, конечно же, являются осадкосборные сосуды. Иногда их ещё называют осадкомерные ведра. Чтобы измерить количество выпавшего дождя или растопленного снега осадки переливают из осадкосборного сосуда в специальный измерительный стакан. Все выпавшие осадки измеряются в миллиметрах (мм) и принимают, что 1 мм осадков соответствует 1 л. воды на 1 кв.м. площади.

Плювиограф, в отличие от осадкомера, используется только в теплое время года. Это самопишущий прибор, позволяющий непрерывно регистрировать выпадающие осадки и определять их интенсивность, отсюда и название от латинских слов pluvia – дождь, graf – писать.

Перед началом регистрации осадков заводится часовой механизм барабана, на барабан крепится специальная диаграммная лента. Лента необходима для регистрации количества выпадающих осадков.

Осадки, собранные плювиографом попадают в камеру с поплавком, который приводит в движение пишущее перо с чернилами и на диаграммной ленте рисуется график. Такие ленты с графиками после расшифровки могут быть очень ценным материалом, когда нужно восстановить интенсивность и точное время выпадения или усиления дождя.

В наше время появилось много автоматических приборов для измерения осадков, но на ручных станциях традиционные осадкомеры и плювиографы продолжают служить метеорологам до сих пор.

Источник

Что такое осадкомер и для чего он нужен?

Прибор, при помощи которого измеряют уровень атмосферных осадков, называется осадкомер. Разновидности осадкомера – плювиограф и дождемер.

Осадкомер позволяет измерять уровень как жидких осадков (дождь), так и твердых (град и снег). Эти измерительные приборы появились в распоряжении отечественных специалистов не так давно – в 70-е годы прошлого века. В качестве эталона осадкомерного прибора принят осадкомер с двойной заборной защитой – как стандарт его утвердила Всемирная Метрологическая Организация.

Конструкция и использование осадкомера

Прибор состоит из дождемерного ведра, установленного на столбе (тагане), огражденного ветрозащитой, и дождемерных стаканов, предназначенных для измерения уровня выпавших осадков. Осадкомер без ветрозащиты или с упрощенной защитой называют дождемером. Ветрозащита – это железные листы, закрепленные в виде воронки.

Осадкомеры устанавливают на метеостанциях на ровных площадках, на расстоянии не меньше двух метров от земли. Во избежание выдувания осадков из мерного ведра прибор нужно устанавливать предельно внимательно. Оптимальный вариант – площадка в окружении зданий или деревьев, которые будут препятствовать ветру. При этом пространство между осадкомером и окружающими зданиями должно быть не меньше двойной высоты этих строений.

Уровень выпавших осадков измеряют не реже двух раз в сутки, утром и вечером. Если идет сильный дождь, показания снимают еще и днем. Чтобы замерять уровень осадков, мерное ведро снимают со столба, накрывая крышкой (на его место ставят сменное), а носок прикрывая колпачком.

В помещении содержимое ведра через колпачок выливают в измерительный стакан. В теплое время года, в отсутствие дождя, замеры можно проводить и на открытом воздухе, рядом с осадкомером. Если выпал град или снег, ведро вносят в помещение, ждут, пока содержимое растает, и затем проводят измерения.

Как измеряют количество осадков?

Если уровень осадков 15-49 мм за 12 часов, дождь считается сильным. Категория «очень сильный» – это уровень осадков свыше 50 мм за то же время. Для снега термин «сильный» употребляется в случае, когда уровень осадков равен 7-19 мм за 12 часов, «очень сильный» – при выпадении более 20 мм за то же время. Также при измерении учитывается видимость.

Например, сильный снегопад – это ситуация, когда видимость не превышает 500 метров, сильный дождь – видимость не более километра. Имеется в виду метрологическая дальность видимости.

Виды осадкомеров

Помимо описанного выше механического прибора, существует еще ряд разновидностей осадкомеров. Автоматический работает по принципу весов и представляет собой целый блок приборов, позволяющий вести измерения беспрерывно в автономном режиме. Такое оборудование также называют плювиографом.

Управлять прибором можно дистанционно. Весовые снегомеры умеют измерять длину столбика пробы снега и ее массу, определяя плотность снежного покрова. Испаромером фиксируют как количество выпавших осадков, так и объем испарений с почвы и воды (испаромер-осадкомер).

По принципу действия известны также модели осадкомеров, измеряющих не вес собранных осадков, а их давление на дно сосуда, и так называемое «челночное» оборудование. Повышенной точностью отличаются камерные осадкомеры. Выбор осадкомера зависит от условий выпадения осадков, то есть от конкретной климатической зоны. Для районов с преобладанием кратковременных дождей и районов с продолжительными затяжными осадками метеорологи выбирают разные типы оборудования.

Для чего нужны осадкомеры?

При помощи этих устройств метеорологи могут проводить мониторинг погоды, давая свои рекомендации по подготовке к затяжным ливням или граду. Например, в Санкт-Петербурге установили целую систему осадкомеров, фиксирующих интенсивность дождя и снега в разных районах.

Все приборы подключены к единому серверу, полученные данные обрабатываются специальной программой. Это помогает избежать переполнения ливневых канализаций, заранее подготовить насосы для откачки воды в нужных районах, направить снегоуборочную технику туда, где она в данный момент нужнее всего.

Источник

Осадки и приборы для их измерения

Атмосферные осадки – это вода выпадающая на поверхность земли и наземные предметы из облаков и осаждающаяся из воздуха в результате конденсации находящегося в нем водяного пара (роса, иней, изморозь и др.).

Осадки – основной источник почвенной влаги, а через нее и растений. При их отсутствии снижается урожай. Однако неблагоприятно для растений и большое количество осадков. Оно может сопровождаться вымочкой посевов. Продолжительные дожди в период цветения ухудшают оплодотворение, в период созревания – затрудняют уборку.

Осадки могут быть: твердыми (снег, град, снежная крупа, иней), жидкими (дождь), смешанными (снег с дождем, мокрый снег).

Их количество измеряется толщиной слоя воды в мм, который образуется на горизонтальной поверхности в отсутствии просачивания, стекания и испарения.

1 мм осадков = 10 м 3 /га = 10 т воды на 1 га.

Интенсивность осадков измеряют в миллиметрах в минуту (мм/мин) или в час (мм/ч), продолжительность – в часах или минутах от начала до окончания их выпадения. В зависимости от интенсивности и продолжительности различают несколько категорий осадков, (табл. 5.1).

Таблица 5.1 – Категории осадков в зависимости от их интенсивности и продолжительности

В зимнее время наблюдения ведутся за со­стоянием снежного покрова. Определяются степень покрытия, характер его залегания, высота, плотность, наличие и толщина ледяной корки, состояние почвы. Высота снежного покрова измеряется мерной рейкой, плотность – снегомером. По углублению в снег (см) и площади (см 2 ) снегомера определяется объем (см 3 ), взвешиванием – масса (г). Плотность снега рассчитывается по формуле:

n – масса снега, грамм,

h – высота снежного покрова в снегомере, см.

По плотности, определенной снегомером, и высоте снежного покрова по мерной рейке рассчитывается запас воды:

Z = dh, см = 10dh, мм = 100dh, м 3 /га или т/га.

Приборы для измерения осадков.

Количество осадков измеряется осадкомерами и дождемерами, а по вре­мени – плювиографом.

Влияния ветра на количество осадков, попав­ших в ведро, уменьшается ветровым щитком (6), состоящим из 16трапециевидных планок. Планки расположены на одинаковом рас­стоянии друг от друга и соединены между собой внизу и вверху цепочками.

Измерение количества жидких осадков производится измери­тельным стаканом (9), который представляет собой мензурку с де­лениями. Одно деление стакана по объему соответствует 2 см 3 ; при площади приемной поверхности 200 см 2 одно деление соответствует 0,1 мм жидких осадков.

Осадкомер устанавливается на открытом месте в удалении от окружающих предметов. Таган укрепляется на металлической под­ставке так, чтобы верхний край ведра находился на высоте 2 м от поверхности земли.

Во время измерений ведра меняются (четыре раза в сутки). Количество твердых осадков определяется после того, как они полностью растают, ведро при таянии снега в нем в теплом помещении закрыто крышкой. Если осадков более 100 делений стакана, то измерение проводится в несколько приемов.

Рисунок 5.1 – Осадкомер Третьякова 0-1 (по А.П. Лосеву, 1994)

К результатам измерений вводят поправку на смачивание ведра. Для осадков, количество которых меньше половины высоты стакана, поправка составляет +0,1 мм, а для осадков больше по­ловины высоты стакана поправка равна +0,2 мм.

Плювиограф П-2 (рис. 5.3), или дождеписец, служит для не­прерывной регистрации количества и интенсивности дождя. При помощи этого прибора может быть измерено общее количество осадков, выпавших за определенное время, и их интенсивность в мм/мин.

Рисунок 5.2 – Дождемер полевой М-99 (по М.Д. Павловой, 1974)

На барабане крепится бумажная лента – плювнограмма. Горизонтальные линии на ней соответствуют количеству осадков, вертикальные – соответ­ствуют времени. Горизонтали проведены через 0,2 мм, а вер­тикали – через 10 минут.

Рисунок 5.4 – Плювиограф П-2 (по М.Д. Павловой, 1974)

При жидких осадках поплавок 4 сосуда 3 начинает подниматься, а перо, связанное с осью поплавка, писать на ленте кривую. Как только осадки заполнят сосуд 3, вода через сифон 8 выливается в ведро 10. На ленте в этот момент чертится вертикальная линия.

Высота снежного покрова,как уже отмечалось, определяется снегомерной рейкой. Определение высоты на ней осуществляется с одного и того же места на расстоянии 5-6 шагов от нее. Высота снега измеряется в сантиметрах.

Высота снежного покрова при маршрутных съемках определяется переносной снегомерной рейкой М-104. Это деревянный брусок, длиной 180 см, шириной и толщиной 4 см, с заостренным нижним концом.

Рисунок 5.5 – Походный весовой снегомер ВС-43 (по А.П. Лосеву, 1994)

Весы снегомера состоят из рейки (10 со шкалой (цена деления 5 г). Цифры стоят около каждого десятого деления и означают десятки от 0 до 30. На рейке укреплены две призмы. Одна служит опорой для крючка (5), на который подвешивают цилиндр, а на вторую надевается подвес (4) с кольцом, за которое держат весы при взвешивании.

Для уравновешивания весов служит передвижной груз (2) с круглым отверстием. Для отсчета по шкале на нижней стороне отверстия нанесена риска.

1. В течение 10 минут выпало 4 мм осадков. Сколько воды выпало на 1 га?

2. В результате сильного ливня выпало 30,5 мм за 10 минут. Сколько воды выпало за 1 минуту на 1 га?

3. В январе выпало 7,4 мм осадков, феврале – 5,7, марте – 10, апреле – 15,7, мае – 17,5, июне – 33,5, июле – 40, августе – 30, сентябре – 28, октябре – 60, ноябре – 8,9 декабре – 17 мм. Определит годовое количество осадков и долю каждого месяца в общем количестве.

4. Масса взятой пробы снега 24 г, высота – 12 см. Сколько воды на 1 га при высоте снежного покрова 50 см?

1.Дайте определение осадков, назовите их фазовые состояния.

2.В каких единицах измеряются осадки?

3.Как рассчитать интенсивность осадков?

4.Назовите приборы для измерения количества осадков.

5. Как определить запас воды на 1 га, если известно количе­ство осадков, выраженное в миллиметрах?

6. Какое значение имеют осадки для сельскохозяйственного производства?

7. Какое значение имеет снежный покров в сельскохозяйствен­ном производстве?

8. Какими величинами характеризуется снежный покров?

9. Как устроен весовой снегомер?

10. Как по показаниям снегомера определить высоту слоя воды в мм и запасы в м 3 /га?

Источник