Метэаралогія і кліматалогія Практыкум

Метэаралогія і кліматалогія

Практыкум
Выдавец: Вышэйшая школа
Памер: 223с.
Мінск 2011
43.45 МБ
Будку замацоўваюць на металічнай стойцы такім чынам, каб рэзервуары тэрмометраў знаходзіліся на вышыні 2 м ад паверхні зямлі, а дзверцы арыентаваліся на поўнач. Каля будкі ўстанаўліваецца лесвічка, з якой назіральнік праводзіць адлікі.
Рыс. 5.14. Тэрмограф і гігрограф, устаноўленыя ў псіхраметрычнай будцы
У другой псіхраметрычнай будцы на метэаралагічнай пляцоўцы ўстанаўліваюцца тэрмограф і гігрограф (рыс. 5.14). Канструкцыя гэтай будкі, яе ўстаноўка такія ж. Унутры будкі знаходзяцца дзве паліцы. На ніжнюю паліцу ўстанаўліваецца тэрмограф. Яго адчувальны элемент павінен зна-
ходзіцца на вышыні 2 м ад паверхні зямлі. На верхнюю паліцу ўстанаўліваецца гігрограф.
5.2.	Мерзлатамер
Мерзлатамер ужываецца для вымярэння глыбіні прамярзання і адтайвання глебы. Дзеянне яго заснавана на ўласцівасці дыстыляванай вады замярзаць і адтайваць пры тэмпературы 0 °C і ніжэй.
Мерзлатамер (рыс. 5.15) складаецца з наступных частак: з гумовай трубкі 1, на канцы якой замацаваны корак з кольцам, і ахоўнай вініпластавай трубы 2. Ахоўная труба даўжынёй 150 см заглыбляевда з восені ў глебу. У яе змяшчаецца гумовая трубка, на знешнім баку якой нанесена шкала ад 0 да 150 см.
Для вызначэння глыбіні прамярзання і адтайвання глебы гумовая трубка вымаецца з ахоўнай трубы за кольца і прашчупваецца ўвесь слупок ільду, які ўтварыўся ў ёй. Глыбіня ніжняй мяжы лёду ў трубцы прымаецца за ніжнюю мяжу прамярзання глебы з дакладнасцю да 1 см. Пасля адліку гумовая трубка зноў апускаецца ў ахоўную трубу.
Рыс. 5.15. Мерзлатамер
Пры адлігах і з пачаткам вясенняга адтайвання глебы неабходна вызначаць становішча не толькі ніжняй, але і верхняй мяжы слупка лёду.
5.3.	Дэфармацыйныя самапісцы
Да дэфармацыйных прыбораў належыць тэрмограф (самапісец тэмпературы) (рыс. 5.16). Ён прызначаецца для бесперапыннага запісу тэмпературы паветра на працягу сутак або тыдня. Адгэтуль тэрмографы бываюць сутачныя або тыднёвыя.
Адчувальным элементам тэрмографа, які рэагуе на змяненні тэмпературы паветра, з’яўляецца біметалічная пласцінка 1. Яна складаецца з двух металаў, якія валодаюць рознымі каэфіцыентамі лінейнага расшырэння. У выніку гэтага біметалічная пласцінка выгінаецца прапарцыянальна змяненням тэмпературы.
Адзін канец пласцінкі замацаваны нерухома, а другі перамяшчаецца. Перамяшчэнні свабоднага канца пласцінкі перадаюцца праз сістэму рычагоў і цяг на стрэлку 2 з пяром. Пры змяненнях тэмпературы біметалічная пласцінка дэфармуецца. Яна перамяшчае стрэлку з пяром уздоўж барабана 3 з гадзіннікавым механізмам 4. Пяро, напоўненае спецыяльным чарнілам, дакранаецца да папяровай стужкі, якая надзяваецца на барабан 3 і замацоўваецца плоскай спружынай.
Барабан круціцца з дапамогай гадзіннікавага механізма вакол восі, а пяро, якое дакранаецца да стужкі, вычэрчвае на ёй графік, што адпавядае змяненням тэмпературы паветра.
Гадзіннікавыя механізмы бываюць двух тыпаў: сутачныя (працягласць аднаго абарота барабана 26 гадз) і тыднёвыя (працягласць аднага абарота барабана 176 гадз). У верхняй частцы барабана прадугледжана стрэлка-рэгулятар, з дапамогай якой можна рэгуляваць ход гадзіннікавага механізма. Стужка тэрмографа разлінеена прамымі гарызантальнымі і вертыкальнымі дугападобнымі лініямі (рыс. 5.17). Гарызантальныя лініі ўтвараюць шкалу тэмпературы з цаной дзялення 1 °C. Вертыкальныя дугападобныя лініі ўтвараюць шкалу часу з цаной дзялення 15 мін для сутачнага тэрмографа і 2 гадз для тыднёвага. Дакладна ў тэрміны назіранняў з дапамогай спецыяльнай кнопкі робіцца на стужцы адзнака (засечка), якая дазваляе кантраляваць ход гадзіннікавага механізма тэрмографа. Акрамя таго, такая адзнака выкарыстоўваецца для апра-
Рыс. 5.16. Тэрмограф
Серада 6 Чацвер 7 Пятніца 8
Рыс. 5.17. Стужка тэрмографа
цоўкі ленты з запісам (тэрмаграмы). Па тэхнічных умовах гадзіннік тэрмографа можа працаваць у межах тэмпературы навакольнага паветра ад -35 да +45 °C.
Апрацоўка запісу тэрмографа. Тэрмаграмы апрацоўваюцца адразу пасля зняцця іх з прыбора. Папярэдне патрэбна зрабіць якасную ацэнку запісу на стужцы, удакладніць ход гадзінніка па адзнаках часу. Пасля гэтага апрацоўка запісу тэрмографа праводзіцца ў наступным парадку (гл. рыс. 5.17):
1)	вылучыць з дапамогай алоўка на графіку ходу тэмпературы кожную гадзіну ў прамежках часу паміж засечкамі, зробленымі ў тэрміны назіранняў;
2)	зняць і запісаць у табліцу штогадзінныя значэнні тэмператур, якія паказваў тэрмограф;
3)	унесці ў табліцу сапраўдныя значэнні тэмпературы паветра, атрыманыя ў тэрміны назіранняў па сухім тэрмометры псіхрометра;
4)	вылічыць рознасць паміж сапраўднымі значэннямі тэмпературы, атрыманымі ў тэрміны назіранняў, і паказаннямі самапісца. Гэтая рознасць тэмператур з’яўляецца папраўкай да паказанняў запісу тэрмографа ў тэрміны назіранняў;
5)	вызначыць папраўкі для ўсіх астатніх гадзін у прамежку паміж тэрмінамі назіранняў. Для гэтага патрэбна знайсці рознасць паправак двух суседніх тэрмінаў назірання і падзяліць гэтую рознасць на колькасць гадзін паміж імі з дакладнасцю да 0,01.
Атрыманае значэнне сведчыць аб велічыні сярэдняга змянення папраўкі тэрмографа за кожную гадзіну. Гэтае значэнне алгебраічна прыбаўляюць да папраўкі першага тэрміну назіранняў, а потым да паправак усіх наступных гадзін. Такім чынам, знаходзім папраўкі да ўсіх гадзін паміж двума тэрмінамі назіранняў. Разлікі вядуцца з дакладнасцю да 0,1;
6)	увесці да паказанняў тэрмографа знойдзеныя папраўкі для кожнай гадзіны з улікамі знака. Атрымаюцца сапраўдныя значэнні тэмпературы паветра;
7)	знайсці па графіку на стужцы самае высокае (абсалютны максімум) і самае нізкае (абсалютны мінімум) значэнні тэмпературы паветра. Унесці папраўкі да гэтых значэнняў, узятых ад бліжэйшых гадзін, адзначыць час наступлення экстрэмальных тэмператур, вылічыць амплітуду сутачных тэмператур і запісаць у табліцу.
Q Задачы
1.	У апавяданні Дж. Лондана «За тых, хто ў дарозе» дзеянне адбываецца на Алясцы пры тэмпературы паветра -74,0 °F. Выразіць гэтую тэмпературу ў градусах шкалы Цэльсія (°C) і Рэамюра (°R).
2.	Самая высокая тэмпература паветра на зямным шары на вышыні 2 м назіралася 13 верасня 1922 г. у Азізіі (Лівія). Яна склала 57,8 °C. Выразіць яе ў градусах шкалы Фарэнгейта (°F) і Кельвіна (К).
3.	Па сярэдніх месячных значэннях тэмператур паверхні аголенай глебы і глебы з травяным покрывам пабудаваць графік гадавога ходу тэмпературы (табл. 5.3). Для гэтага ў вызначаным маштабе на гарызантальнай восі адкладваюць адзінкі часу, а на вертыкальнай велічыні тэмпературы, °C.
Табліца 5.3
Сярэдняя месячная тэмпература глебы, °C
Паверхня
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Травяное покрыва
-4,3
-4,5
-3,5
4,4
13,5
18,2
19,7
15,4
8,6
5,9
1,8
-4,3
Аголеная глеба
-7,5
-7,9
-6,0
5,2
14,9
21,8
22,2
16,3
9,3
4,4
-3,4
-7,1
Вызначыць і параўнаць сярэднегадавую тэмпературу і амплітуду тэмпературы.
4.	Пабудаваць графік гадавого ходу тэмпературы глебы на розных глыбінях па даных адной з метэаралагічных станцый (дадатак 12). Вызначыць велічыню гадавой амплітуды, месяц наступлення і час (у сутках) спазнення максімуму і мінімуму для кожнай глыбіні.
5.	Пабудаваць тэрмаізаплёты глебы праз 2 °C па даных адной з метэаралагічных станцый (дадатак 12). Вызначыць максімальную і мінімальную тэмпературу на глыбінях 0,4; 1,6; 3,2 м, час (у сутках) спазнення максімуму і мінімуму з глыбінёй.
6.	Пабудаваць і прааналізаваць графік вертыкальнага размеркавання тэмпературы ў розныя тэрміны назіранняў па даных адной з метэаралагічных станцый (дадатак 13). Ахарактарызаваць кожны профіль. Вызначыць: 1) прычыны, якія абумоўліваюць від гэтых профіляў; 2) вертыкальны градыент тэмпературы, °/см, асобна для кожнага 5-сантыметровага слоя і сярэдні для слоя 0-20 см; 3) характар і прычыны змянення градыента тэмпературы з глыбінёй; 4) напрамак пераносу цяпла ў кожным 5-сантыметровым слоі ў розныя тэрміны.
7.	Пабудаваць графік гадавога ходу сярэдняй месячнай тэмпературы паветра, сярэдняга максімуму і сярэдняга мінімуму тэмпературы паветра па даных адной з метэаралагічных станцый (дадатак 14). Прааналізаваць графікі.
8.	Пабудаваць графік гадавога ходу сярэдняй месячнай тэмпературы паветра, абсалютнага максімуму і абсалютнага мінімуму тэмпературы паветра па даных адной з метэаралагічных станцый (дадатак 14). Прааналізаваць графікі, вылічыць і параўнаць амплітуды.
9.	Пабудаваць графік гадавога ходу тэмпературы паветра для станцый, размешчаных на розных шыротах, па даных, прыведзеных у дадатку 15. Прааналізаваць графікі і параўнаць амплітуды. Які тып клімату яны характарызуюць?
2)	Кантрольныя пытанні
1.	Якія тыпы тэрмометраў выкарыстоўваюцца ў метэаралогіі?
2.	Якая будова вадкасных тэрмометраў?
3.	Што ўяўляюць сабой тэмпературныя шкалы? Якія формулы маюцца, каб перавесці значэнні тэмпературы адной шкалы ў значэнні другой?
4.	Якія існуюць наглебавыя тэрмометры? Іх будова.
5.	Якія глебавыя тэрмометры вы ведаеце? Іх будова.
6.	Якія тэрмометры існуюць для вымярэння тэмпературы паветра?
7.	У чым прызначэнне псіхраметрычнай будкі?
8.	Якая будова і прынцып работы тэрмографа?
9.	Які парадак апрацоўкі ленты тэрмографа?
Глава
ВІЛЬГОТНАСЦЬ ПАВЕТРА
6.1.	Характарыстыкі вільготнасці паветра
Пад вільготнасцю паветра (вільгацеўтрыманнем) разумеецца ўтрыманне вадзяной пары ў паветры. У атмасферным паветры заўсёды ўтрымліваецца вадзяная пара. Яна паступае ў атмасферу ў выніку выпарэння з павехні Сусветнага акіяна, мораў, рэк, азёр, з ледзянога і снегавога покрыва, глебы, расліннасці і г.д. Утрыманне вадзяной пары ў паветры можа змяняцца ў межах ад 0 да 4% у аб’ёме і залежыць ад тэмпературы і выпарэння.
Утрыманне вадзяной пары ў паветры характарызуецца наступнымі велічынямі: абсалютнай, удзельнай і адноснай вільготнасцю, пругкасцю вадзяной пары, пунктам расы, дэфіцытам вільготнасці і г.д.
Абсалютная вільготнасць (д, г/м3), або шчыльнасць вадзяной пары, колькасць вадзяной пары ў грамах, якая ўтрымліваецца ў адным кубічным метры паветра пры дадзенай тэмпературы.
Пругкасць вадзяной пары (е, гПа, мб, мм рт.сл.), або парцыяльны ціск вадзяной пары павепіра, паказвае, які ціск аказвае вадзяная пара ў залежнасці ад сваёй масы.