Метэаралогія і кліматалогія
Практыкум
Выдавец: Вышэйшая школа
Памер: 223с.
Мінск 2011
10.2. Прыборы для назіранняў за ветрам
Пры назіраннях за ветрам на метэаралагічных станцыях выкарыстоўваюць розныя прыборы.
10.2.1. Флюгер
Флюгер (рыс. 10.1) з’яўляецца найболын простым па будове і шырока распаўсюджаным прыборам для вымярэння скорасці і напрамку ветру. Ён дазваляе таксама ацэньваць ступень парывістасці і максімальныя значэнні скорасці ветру. Флюгер мае наступную будову. На нерухомым вертыкальным стрыжні 1 з дапамогай утулкі 5 прымацаваны восем металічных штыфтаў, якія адпаведна арыентаваныя па кірунках свету і з’яўляюцца паказальнікамі напрамку ветру. Да штыфта, звернутага на поўнач, прымацавана металічная літара N. На вастрыё стрыжня 1 надзета рухомая трубка 2, на якой зманціравана флюгарка і паказальнік скорасці ветру. Флюгарка складаецца з дзвюх лопасцей 3, якія разыходзяцца пад вуглом 22°. Лопасці
Рыс. 10.1. Флюгер
ўраўнаважваюцца процівагай 4 у выглядзе металічнага шара, які пад уздзеяннем ветру заўсёды ўстанаўліваецца ўздоўж яго напрамку і паказвае, адкуль ён дзьме.
Паказальнік скорасці ветру замацаваны на верхнім канцы трубкі 2. Ён складаецца з металічнай дошкі 6, якая свабодна хістаецца пад уздзеяннем ветру. Хістанне дошкі адбываецца ўздоўж дугі 7 з васьмю штыфтамі, кожнаму з якіх адпавядае пэўная скорасць ветру. Дуга са штыфтамі, якая лічбавана ад 0 да 7, служыць шкалой скорасці.
Дошка флюгаркі мае даўжыню 300 мм і шырыню 150 мм. Яе маса можа быць 200 г (лёгкая дошка) або 800 г (цяжкая дошка). Пад уздзеяннем ветру флюгарка ўстанаўліваецца ў яго напрамку, а дошка аказваецца заўсёды перпендыкулярнай да гэтага напрамку. Яна адхіляецца на вугал, які залежыць ад скорасці ветру, і ўстанаўліваецца побач з адпаведным штыфтам. 3 дапамогай флюгера з лёгкай дошкай можна вымяраць скорасць ветру ад 0 да 10 м/с, а з цяжкай дошкай ад 10 да 40 м/с.
Флюгер устанаўліваецца на металічнай мачце на вышыні 10-12 м ад паверхні зямлі з такой умовай, каб паветраная плынь не скажалася навакольнымі збудаваннямі і расліннасцю. Флюгер арыентуецца адносна кірункаў свету. Для гэтага штыфт з літарай N устанаўліваецца на поўнач, якую знаходзяць з дапамогай паўднёвай лініі. Ноччу флюгер асвятляецца электрычнымі лямпачкамі ці пражэктарам.
Пры вызначэнні напрамку ветру па флюгеры назіральнік павінен стаяць побач з мачтай, на працягу 2 мін назіраць за становішчам паказальніка флюгаркі і адзначаць сярэдняе яе месцазнаходжанне ў адносінах да штыфтаў, якія паказваюць кірункі свету.
Для вызначэння скорасці ветру назіральнік павінен адыйсці ад мачты і стаць у напрамку, перпендыкулярным да становішча флюгаркі. На працягу 2 мін неабходна сачыць за хістаннямі дошкі і вызначаць яе сярэдняе становішча за гэты прамежак часу ў адносінах да штыфтаў.
У кніжку назіранняў запісваецца напрамак ветру і нумар штыфта, каля якога ці паміж якімі адзначана сярэдняе становішча дошкі. Потым скорасць ветру пераводзіцца ў метры за секунду з дапамогай табл. 10.2 і запісваецца наступным чынам:
Флюгер ПдУ 1 — 2 л 3 м/с
Флюгер ПнПнЗ 3 4 ц 14 м/с
У першым выпадку назіранні праводзіліся па флюгеры з лёгкай дошкай, у другім з цяжкай.
Табліца 10.2
Вызначэнне скорасці ветру па флюгеры з лёгкай і цяжкай дошкамі, м/с
Дошка
Становішча дошкі каля штыфта
0
0-1
1
1-2
2
2-3
3
3-4
4
4-5
5
5-6
6
6-7
7
Лёгкая
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
12
14
17
20
Цяжкая
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
24
28
34
40
Па флюгеры вызначаецца таксама характар ветру. Напрамак ветру ліцыцца пастаянным, калі на працягу назіранняў процівагапаказальнік вагаецца ў межах аднаго румба. У іншых выпадках вецер вызначаецца як зменлівы. Вецер называюць роўным, калі дошка вагаецца на працягу 2 мін каля аднаго
штыфта ці паміж двума суседнімі штыфтамі. Калі амплітуда ваганняў большая за два штыфты, вецер характарызуюць як парывісты.
10.2.2. Ручны місачны анемометр
Анемометры (рыс. 10.2) выкарыстоўваюцца для вымярэння сярэдняй скорасці ветру ў межах ад 1 да 20 м/с за пэўны прамежак часу. Прыёмнай часткай гэтага прыбора з’яўляецца невялікая вяртушка з чатырма паўсферычнымі міскамі 1. Вяртушка замацавана на восі і засцярожана ад псавання спецыяльнай рамкай 2. На ніжнім канцы восі маецца шрубавая нарэзка, злучаная з шасцярончатым механізмам, які знаходзіцца ў пластмасавым ці металічным корпусе 3. Шасцярончаты ме-
ханізм уяўляе сабой лічыльнік колькасці абаротаў вяртушкі пры ўздзеянні на яе ветру. Лічыльнік звязаны з трыма стрэлкамі, якія перасоўваюцца ўздоўж трох цыферблатаў 4. На першым (вялікім) цыферблаце нанесены дзясяткі, на другім сотні, а на трэцім тысячы дзяленняў.
Збоку на корпусе маецца рычаг (арэцір) 5, з дапамогай якога ўключаецца і выключаецца лічыльны механізм. Пры адключаным лічыльніку вяртушка круціцца пад уплывам ветру ўхаластую, а пры ўключаным кручэнне вяртушкі перадаецца на стрэлкі цыферблатаў. Па баках арэціра знаходзяцца два кольцы, праз якія працягваецца шнурок, прымацаваны ад арэціра. Шнурком карыстаюцца для ўключэння лічыльніка, калі анемометр знаходзіцца на значнай вышыні. Знізу пад корпусам маецца стрыжань са шрубавай нарэзкай, прызначаны для ўстаноўкі анемометра на драўляным слупе.
У час назіранняў анемометр устанаўліваюць вертыкальна на патрэбнай вышыні, укручваючы яго шрубу ў верхавіну драўлянага слупа. Назіральнік павінен стаяць тва-
Рыс. 10.2. Ручны місачны анемометр
5а Зак. 681
рам да ветру; шкальны бок прыбора павернуты да назіральніка. Потым робяць і запісваюць пачатковы адлік па ўсіх трох шкалах, пасля чаго адначасова ўключаюцца лічыльнік анемометра (арэцір пераводзіцца ў верхняе становішча) і секундамер на некаторы час (звычайна на 10 мін). Атрымаўшы другі адлік, вызначаюць рознасць паміж двума адлікамі. Рознасць адлікаў дзеляць на колькасць секунд, калі працаваў анемометр, і вызначаюць сярэднюю колькасць дзяленняў за 1 с. Скорасць ветру ў метрах за секунду знаходзяць у паверачным пасведчанні, якое прыкладаецца да кожнага экзэмпляра анемометра.
Акрамя таго, маецца шэраг місачных кантактных анемометраў, якія выкарыстоўваюцца для дыстанцыйнага вымярэння скорасці ветру. Іх дзеянне заснавана на прыстасаванні, якое стварае кантакт з дапамогай кулачка ці пастаяннага магніта. Кулачок ці магніт прыводзіцца ў рух місачнай вяртушкай. Праз пэўную колькасць абаротаў вяртушкі кантактнае прыстасаванне замыкае электрычны ланцуг. Электрычныя імпульсы рэгіструюцца лічыльнікам за пэўны прамежак часу. Колькасць такіх імпульсаў залежыць ад хуткасці вярчэння вяртушкі.
10.2.3. Ручны індукцыйны анемометр
Анемометр ручны індукцыйны (рыс. 10.3) прызначаны для вымярэння імгненнай (сярэдняй за 2-3 с) скорасці ветру. Дзеянне прыбора заснавана на вымярэнні вуглавой скорасці вярчэння трохмісачнай вяртушкі з дапамогай магнітаіндукцыйнага тахометра. У канструкцыі прыбора выкарыстаны прынцып узаемадзеяння электрамагнітнага поля, якое індуцыруецца пры вярчэн-
Рыс.
ні трохмісачнай вяртушкі, што пасаджана на агульную з магнітным тахометрам вось, і магнітнага поля пастаяннага магніта.
Скорасць ветру вызначаецца паводле паказанняў стрэлкі адносна шкалы, якая знаходзіцца ў акне, размешчаным у ніжняй частцы корпуса прыбора. Анемометр
10.3. Анемометр ручны устанаўліваецца на неабходнай індукцыйны АРІ-49 вышыні на драўляным стрыжні.
10.2.4. Анемарумбаметр
Анемарумбаметр (рыс. 10.4) служыць для дыстанцыйнага вымярэння скорасці і напрамку ветру. Акрамя таго, гэты прыбор дае ўяўленне аб парывістасці ветру. Ён складаецца з датчыкаў скорасці і напрамку ветру, вымяральнай прылады і крыніцы сілкавання. Датчыкі пераўтваральнікі скорасці і напрамку ветру ўяўляюць адзіны блок, які складаецца з корпуса 1, задняя частка якога заканчваецца хваставым апярэннем — флюгаркай 2. Корпус блока разам са знешняй трубой 4 круціцца вакол вертыкальнай стойкі 5. Спераду корпуса 1 знаходзіцца вінт 3, які ўстанаўліваецца па напрамку ветру з дапамогай флюгаркі 2 так, каб плоскасць вярчэння вінта была заўсёды перпендыкулярная да напрамку ветру.
Вымяральны пульт 6 уяўляе сабой прыбор, на пярэдняй панэлі якога размешчаны:
□ указальнік максімальнай і імгненнай скорасцей ветру з дзвюма шкаламі: верхняй у межах 0-60 м/с і цаной дзялення 2 м/с і ніжняй у межах 0-30 м/с і цаной дзялення 1 м/с;
Рыс. 10.4. Анемарумбаметр М-63М
□ указальнік сярэдняй скорасці ветру (электрамеханічны лічыльнік з цаной дзялення 0,1 м/с (вялікая шкала) і 10 м/с (малая шкала);
□ указальнік напрамку ветру (мікраамперметр, дыяпазон вымярэння якога 0-50 мка); шкала мікраамперметра градуіравана ў адзінках напрамку ветру; цана дзялення шкалы 10°;
□ гадзіннікавы механізм, які ўключае рэле часу і забяспечвае 10-мінутны інтэрвал часу вымярэння скорасці і напрамку.
Блок сілкавання складаецца з выпрамляльніка і трансфарматара, які паніжае напружанне, неабходнае для падзарадкі акумулятараў.
Анемарумбаметр устанаўліваецца на мачце на метэаралагічнай пляцоўцы і працуе пры тэмпературы ад -60 да +50 °C. Пульт прыбора знаходзіцца ў памяшканні і працуе пры тэмпературы ад 5 да 50 °C. Прыбор вымярае сярэднюю скорасць ветру за 10-мінутны інтэрвал.
Анемарумбаметр можа злучацца з рэгістратарам, які аўтаматычна запісвае на стужцы скорасць і напрамак ветру. У такім спалучэнні гэты прыборны комплекс называецца анемарумбаграфам.
Q Задачы
1. Вызначыць напрамак ветру ў румбах, калі плынь рухаецца: а) з поўдня на поўнач; б) з захаду на ўсход; в) з усходу паўночнага ўсходу на захад паўднёвы захад.
2. Запісаць напрамак ветру ў румбах, калі пункт гарызонту, адкуль рухаецца паветраная плынь, ляжыць паміж: а) поўначчу і паўночным захадам; б) поўднем і паўднёвым усходам; в) поўначчу і ўсходам.
3. Выразіць у градусах дугі напрамкі ветру: ПнЗ, ПдЗ, ПнПнУ, ПдУ, Пн.
4. Выразіць у румбах напрамкі ветру: 29, 205, 87, 320, 148°.
5. Пабудаваць ружу паўтаральнасці напрамку ветру па даных адной з метэаралагічных станцый, прыведзеных у дадатку 20.
Паўтаральнасць напрамку ветру атрымліваюць наступным чынам (рыс. 10.5). Спачатку падлічваюць, колькі разоў назіраўся напрамак ветру па кожным румбе за пэўны перыяд часу. Потым гэтую колькасць назіранняў для асобнага румба выражаюць у працэнтах ад агульнай колькасці назіранняў у
Паўтаральнасць напрамку ветру, у 1 см 3% Скорасць ветру, у 1 см 1 м/с (?) Штылі, %
КНІГІ ОНЛАЙН
