Метэаралогія і кліматалогія
Практыкум
Выдавец: Вышэйшая школа
Памер: 223с.
Мінск 2011
Метэаралагічныя вымяральныя сістэмы дазваляюць значна паскорыць працэс вымярэння фізічных характарыстык атмасферы. Яны вызваляюць метэаролага-назіральніка ад правядзення непасрэдных вымярэнняў на метэаралагічнай пляцоўцы, павышаюць аператыўнасць атрымання інфармацыі.
Дыстанцыйная метэаралагічная станцыя М-49 прызначана для адпаведнага вымярэння тэмпературы і вільготнасці паветра, скорасці і напрамку ветру (рыс. 11.15). У камплект станцыі
Рыс. 11.15. Дыстанцыйная метэаралагічная станцыя М-49
ўваходзяць датчыкі скорасці і напрамку ветру 2, датчыкі тэмпературы і адноснай вільготнасці паветра 3, вымяральны пульт 1 і злучальныя кабелі.
У якасці адчувальных элементаў датчыка тэмпературы выкарыстоўваецца медны тэрмарэгістр, а ў якасці датчыка адноснай вільготнасці мембрана з жывёльнай плеўкі. Вымяральнае прыстасаванне скорасці і напрамку ветру запазычана з анемарумбаметра. Станцыя сілкуецца ад сеткі пераменнага току ці ад крыніцы пастаяннага току.
Нягледзячы на тое што станцыя М-49 знята з вытворчасці, яна паспяхова выкарыстоўваецца ў ваеннай і адукацыйнай сферах. У прыватнасці, яна ўстаноўлена на вучэбнай геастанцыі «Заходняя Бярэзіна» Белдзяржуніверсітэта.
11.6. Аўтаматычныя метэаралагічныя сродкі вымярэння (аўтаматычныя метэастанцыі)
Аўтаматычныя метэаралагічныя станцыі (АМС) прызначаны для передачы метэаралагічнай інфармацыі па радыё без абслугоўвання на працягу значнага прамежку часу (каля года). Яны ўстанаўліваюцца ў цяжкадаступных раёнах у Арктыцы, Антарктыцы, высакагорных раёнах і г.д. Работа станцыі (уключэнне, вымярэнне, перадача даных, выключэнне) адбываецца аўтаматычна праз кожныя 3 або 6 гадз на працягу сутак.
Звычайна такія станцыі маюць сем датчыкаў: тэмпературы паветра, атмасфернага ціску, скорасці і напрамку ветру, ападкаў, сонечнага ззяння, наяўнасці туману. Акрамя таго, у камплект станцыі ўваходзяць блок аўтаматыкі, блок сілкавання і радыёперадачы, ветрагенератар (ветраэлектрычная станцыя).
11.6.1. Аўтаматызацыя метэаралагічных назіранняў у Беларусі
Аўтаматызацыя метэаралагічных назіранняў у Беларусі пачалася ў 60-х гг. мінулага стагоддзя. За гэты перыяд на дзяржаўнай сетцы гідраметэаралагічных назіранняў прайшлі апрабаванне і ўкараненне пяць пакаленняў аўтаматычных метэастанцый, метэаралагічных прыбораў і прылад.
На цяперашні час у Рэспубліканскім гідраметэацэнтры праходзіць вопытную эксплуатацыю аўтаматычная метэаралагічная станцыя новага пакалення «Пеленг» вытворчасці бе-
Рыс.11.16. Вызначальнік ніжняй мяжы воблачнасці «Пеленг СД-01-2000»
ларускай фірмы (г. Мінск) з наборам датчыкаў-пераўтваральнікаў метэаралагічных велічынь у электрычныя сігналы (рыс. 11.16-11.25).
На рыс. 11.16 паказаны вызначальнік ніжняй мяжы воблакаў «Пеленг СД-01-2000», прызначаны для вымярэння вышыні воблакаў на месцы яго ўстаноўкі. Вызначальнік працуе як аўтаномна, так і ў складзе аўтаматызаванай метэаралагічнай вымяральнай сістэмы. Дыяпазон вымярэння вышынь ніжняй мяжы воблакаў складае ад 10 да 2000 м з хібнасцю каля 10%.
Аўтаматызаваны анемарумбаметр «Пеленг-СФ-03» (рыс. 11.17) выкарыстоўваецца для вызначэння імгненнай (асярэдненай за
Рыс. 11.17. Анемарумбаметр «Пеленг-СФ-03»: датчыкі для вызначэння скорасці і напрамку ветру
a
б
Рыс. 11.18. Геліёграф «Пеленг ВК-05» для вымярэння працягласці сонечнага ззяння:
a прыёмная частка (датчык); б агульны выгляд
3 с), максімальнай і сярэдняй скорасці, а таксама напрамку ветру пры правядзенні метэаралагічных вымярэнняў, рэгістрацыі і адлюстраванні інфармацыі на знешніх прыладах.
Геліёграф «Пеленг ВК-05» (рыс. 11.18) служыць для вызначэння працягласці сонечнага ззяння. Прылада спрацоўвае пры парогавым узроўні прамой сонечнай радыяцыі, які перавышае 120 Вт/м2. Дакладнасць вымярэння складае 0,1 гадз за адзін дзень.
Рэгістратар далёкасці метэаралагічнай бачнасці і празрыстасці атмасферы (рыс. 11.19) прызначаны для бесперапынных дыстанцыйных вымярэнняў у любых пагодных умовах і ў любы час сутак. Рэгістратар працуе як у складзе аўтаматызаваных метэастанцый, так і аўтаномна.
Для дыстанцыйнага вымярэння колькасці вадкіх ападкаў выкарыстоўваецца адпаведны датчык «Пеленг СФ-04» (рыс. 11.20). Акрамя таго, датчык сігналізуе аб выпадзенні ападкаў на метэаралагічнай станцыі ці ў аэрапорце. Плошча прыёмнай паверхні датчыка складае 200 см2 пры дапушчальнай хібнасці вадкіх ападкаў 0,1-0,05 мм і рэгістрацыйнай адчувальнасці 0,1 мм.
На рыс. 11.21 прыведзены датчык для дыстанцыйнага вымярэння колькасці вадкіх (дождж), цвёрдых (снег, град) і змешаных ападкаў, а таксама для індыкацыі іх наяўнасці на ме-
Рыс. 11.19. Датчыкі далёкасці метэаралагічнай бачнасці
тэаралагічнай станцыі. Мяжа дапушчальнай хібнасці складае не больш за 5% ад колькасці ападкаў пры адчувальнасці 0,1 мм.
Вымяральнік тэмпературы і адноснай вільготнасці паветра HMP45D мае дыяпазон вымярэнняў адпаведна ад -40 да +60 °C і ад 0 да 100% (рыс. 11.22).
Для аўтаматычнага вымярэння атмасфернага ціску выкарыстоўваецца барометр БРС-ІМ, які працуе ў дыяпазоне 6001100 гПа з хібнасцю 0,33 гПа (рыс. 11.23).
Рыс. 11.20. Датчык вадкіх ападкаў Рыс. 11.21. Датчык змешаных ападкаў «Пеленг СФ-04» «Пеленг СФ-11»
Рыс. 11.22. Вымяральнік тэмпературы і адноснай вільготнасці паветра HMP45D
Рыс. 11.23. Лічбавы барометр БРС-ІМ
Для рэгістрацыі сумарнай, рассеянай і адбітай сонечнай радыяцыі ўжываецца піранометр тыпу «Пеленг СФ-06» (рыс. 11.24) з дыяпазонам вымярэння 0,01-1,6 кВт/м2.
Уся метэаралагічная інфармацыя, якая паступае ў аўтаматызаваным рэжыме з датчыкаў-пераўтваральнікаў фізічных велічынь, выводзіцца на табло для візуалізацыі інфармацыі і выкарыстання яе ў даступнай форме (рыс. 11.25). Інфармацыя на табло аднаўляецца кожныя 15 с.
Такім чынам, АМС «Пеленг» уяўляе сабой вымяральнаінфармацыйную сістэму, якая прызначана для бесперапыннага збору, апрацоўкі, захавання інфармацыі аб метэавелічынях на месцы ўстаноўкі датчыкаў, разліку метэавелічынь, якія не вымяраюцца датчыкамі, аўтаматычнага фарміравання тэрміновых, штармавых тэлеграм і перадачы іх у цэнтр збору і апрацоўкі, а таксама для забеспячэння метэаінфармацыяй разнастайных спажыўцоў. Аўтаматычная вымяральна-інфармацыйная сістэма функцыянуе ў адпаведнасці з дзеючымі настаўленнямі і рэкамендацыямі СМА і нацыянальнай гідраметэаслужбы.
Рыс. 11.24. Піранометр «Пеленг СФ-06»
11.6.2. Аўтаматызаваная метэаралагічная станцыя «Вайсала»
На шэрагу метэастанцый Рэспублікі Беларусь знайшла паспяховае выкарыстанне самая дасканалая сучасная АМС вытворчасці фінскай фірмы «Вайсала», якая складаецца з наступных кампанентаў:
□ датчыкаў-пераўтваральнікаў фізічных велічынь: скорасці і напрамку ветру; адноснай вільготнасці паветра; тэмпературы паветра; тэмпературы на паверхні глебы і на глыбінях; ападкаў; атмасфернага ціску; прамой, рассеянай і сумарнай радыяцыі; радыяцыйнага балансу; бачнасці; воблачнасці;
□ блока бесперабойнага сілкавання;
□ кранштэйна датчыкаў ветру з кабелем;
□ пераўтваральніка інтэрфейсаў;
□ ПЭВМ (манітор, сістэмны блок, прынтар);
□ праграмнага забеспячэння, якое фарміруе аператыўную, сінаптычную, штармавую і рэжымную інфармацыю ў выглядзе тэлеграмы ў адпаведнасці з міжнародным метэаралагічным кодам КН-1.
На рыс. 11.26-11.33 прыведзены АМС «Вайсала» рознай мадыфікацыі і камплектацыі датчыкамі.
Рыс. 11.26. Партатыўная даследчая АМС
Рыс. 11.27. Кампактная АМС з мабільнай сувяззю
Рыс.11.29. Ападкамер
Рыс. 11.28. Набор датчыкаў-пераўтваральнікаў метэаралагічных велічынь
танцыйным кіраваннем
Рыс. 11.32. Вымяральнік далёкасці бачнасці
Рыс.11.33. Вывад інфармацыі датчыкаў АМС на манітор
11.6.3. Аўтаматызацыя актынаметрычных назіранняў
Ha МС Мінск у аўтаматычным рэжыме бесперапынна фіксуюцца ўсе віды сонечнай радыяцыі і радыяцыйны баланс, разлічваецца фотасінтэтычнаактыўная радыяцыя. Вымераныя велічыні з метэапляцоўкі праз пераўтваральныя прылады паступаюць на ПЭВМ, дзе яны па адпаведных праграмах апрацоўваюцца і захоўваюцца ў базе даных (рыс. 11.34-11.40).
Рыс. 11.34. Актынометр у аўтаматычным рэжыме для вымярэння прамой радыяцыі
Рыс. 11.35. Піранометр у ценявым кольцы для вымярэння рассеянай радыяцыі
Рыс.11.36. Электронны блок і табло візуалізацыі даных
Рыс. 11.37. Вывад актынаметрычнай інфармацыі на манітор
Рыс. 11.38. Піранометр разам з інтэгратарам Х-607
Рыс. 11.39. Піранометр для вымярэння сумарнай радыяцыі
Рыс. 11.40. Альбедаметр
FQ Кантрольныяпытанні
1. Якія прынцыпы дыстанцыйнага зандзіравання атмасферы?
2. У чым сутнасць радыёзандзіравання атмасферы?
3. Як пабудаваны і працуе радыёзонд?
4. Якія метэаралагічныя элементы вызначаюцца з дапамогай радыёзонда?
5. У чым сутнасць радыёлакацыйнага зандзіравання атмасферы?
6. Як пабудаваны і працуе радыёлакатар МРЛ-5?
7. Якія атмасферныя аб’екгы вызначаюцца з дапамогай метэаралагічнага радыёлакатара МРЛ-5?
8. Што ўяўляе сабой глабальная сістэма метэаралагічных спадарожнікаў?
9. У чым заключаюцца прынцыпы атрымання і выкарыстання спадарожнікавай інфармацыі?
10. У чым заключаецца методыка дэшыфравання і складання карт нефаналізу?
11. Якая існуе сістэма ўмоўных абазначэнняў на карце нефаналізу?
12. Як пабудавана дыстанцыйная метэаралагічная станцыя?
ІЗ. Што ўяўляе сабой аўтаматычная метэаралагічная станцыя?
14. Якое абсталяванне выкарыстоўваецца на АМС беларускай фірмы «Пеленг»?
15. У чым асаблівасці работы АМС вытворчасці фінскай фірмы «Вайсала»?
16. 3 дапамогай якіх прыбораў адбываецца аўтаматызацыя актынаметрычных назіранняў?
Глава J?)
КЛІМАТАЛАПЧНЫЯ МАТЭРЫЯЛЫ
Клімат і кліматычныя рэсурсы з’ўляюцца адным з найважнейшых прыродных фактараў развіцця ўсіх галін гаспадаркі. Рознае спалучэнне святла, цяпла і вільгаці, рэжыму вятроў, колькасці ападкаў, снегавога покрыва, тэмпературы глебы і іншых кліматычных фактараў аказвае глыбокае ўздзеянне на фарміраванне расліннага і жывёльнага свету, глебы і рэльефу мясцовасці. Усе гэтыя фактары прама ці ўскосна ўплываюць на вытворчую дзейнасць чалавека, спрыяюць або перашкаджаюць яе эфектыўнасці.
Крыніцай звестак аб надвор’і і клімаце з’яўляюцца шматгадовыя метэаралагічныя назіранні, што праводзяцца на сетцы стацыянарных метэаралагічных станцый. Даныя штодзённых метэаралагічных назіранняў на станцыях заносяцца ў назіральніцкія кніжкі і месячныя табліцы. Для шырокага выкарыстання метэаралагічных матэрыялаў у навуковых і гаспадарчых мэтах выдаюцца метэаралагічныя штомесячнікі і штогоднікі, кліматалагічныя даведнікі і атласы.
КНІГІ ОНЛАЙН
