Метэаралогія і кліматалогія
Практыкум
Выдавец: Вышэйшая школа
Памер: 223с.
Мінск 2011
2
5
8
11
14
17
20
23
Летні час (паясны час + 1 гадз)
3
6
9
12
15
18
21
0
Табліца 2.3
Сінхронныя тэрміны актынаметрьічных назіранняў у Рэспубліцы Беларусь
Сярэдні сонечны час
оз°
630
930
12з°
1830
Зімовы, або паясны, час
030
630
930
12зо
1830
Летні час (паясны час + 1 гадз)
I30
730
1030
13зо
19зо
Для пераходу ад паяснога да сярэдняга сонечнага (мясцовага) часу і наадварот карыстаюцца наступнымі формуламі:
— тп + хп ~ А, (2-5)
дзе Д рознасць даўгот (у гадзінах, мінутах і секундах) паміж сярэднім мерыдыянам гадзіннага пояса і мерыдыянам метэастанцыі. Велічыня Д дадатная, калі станцыя размяшчаецца на ўсход ад сярэдняга мерыдыяна гадзіннага пояса, і адмоўная, калі станцыя знаходзіцца на захад ад гэтага мерыдыяна.
2.2. Пераход ад адной сістэмы лічэння часу да другой
Кожны пункт на Зямлі мае ўласны мясцовы сярэдні час, які залежыць ад яго даўгаты. Рознасць мясцовага сярэдняга сонечнага часу двух пунктаў роўная рознасці іх даўгот.
Для разлікаў карыстаюцца наступнымі суадносінамі:
□ 360° (вуглавых) адпавядаюць 24 гадз;
□ 15° (вуглавых) 1 гадз;
□ 1° (вуглавы) 4 мін;
□ 1' (вуглавая) 4 с.
Q Прыклады рашэння задач
Прыклад 1. Усходняя даўгата X станцыі 25°40'. Сярэдні сонечны час тт на станцыі 10 гадз 40 мін. Вызначыць сярэд-
ні сонечны час тт у гэты момант на станцыі з усходняй даўгатой 47°52'.
Рашэнне. Рознасць даўгот паміж станцыямі 47°52' 25°40' = = 22°12'. Рознасць даўгот пераводзіцца ў час: 22 • 4 мін = 1 гадз 28 мін, 12 • 4 с = 48 с. Рознасць у часе паміж станцыямі складае 1 гадз 28 мін 48 с. Паколькі другая станцыя размяшчаецца на ўсход адносна першай, то рознасць у часе дабаўляецца да сярэдняга сонечнага часу хт першай станцыі ў адпаведнасці з формулай (2.5): тт = 10 гадз 40 мін + 1 гадз 28 мін 48 с = = 12 гадз 8 мін 48 с.
Прыклад 2. Паясны час тп у першым поясе 10 гадз 20 мін. Вызначыць сярэдні сонечны час тт у гэты момант на станцыі Бабруйск.
Рашэнне. Сярэдні мерыдыян першага пояса 15°. Сярэдні сонечны час іт на гэтым мерыдыяне (ён жа і паясны) 10 гадз 20 мін. Даўгата станцыі Бабруйск (дадатак 2) X = 29°19'. Рознасць даўгот Д паміж сярэднім мерыдыянам гадзіннага пояса і мерыдыянам метэастанцый 29° 19' 15° = 14° 19'; тады рознасць у часе 14 • 4 мін = 56 мін, 19 • 4 с = 1 мін 16 с, а Д = = 57 мін 16 с. Па формуле (2.5) сярэдні сонечны час станцыі
тт = 10 гадз 20 мін + 57 мін 16 с = 11 гадз 17 мін 16 с.
Прыклад 3. Сярэдні сонечны час тт 10 жніўня 12 гадз 30 мін. Знайсці сапраўдны сонечны час т® у гэты момант.
Рашэнне. 3 дадатку 1 знаходзім ураўненне часу Дт = 5 мін. Сапраўдны сонечны час т® разлічваем па формуле (2.2):
т® = 12 гадз 30 мін 5 мін = 12 гадз 25 мін.
Прыклад 4. Сапраўдны сонечны час т® 20 лістапада 16 гадз 35 мін. Знайсці сярэдні сонечны час у гэты момант.
Рашэнне. 3 дадатку 1 знаходзім ураўненне часу Дт = -14 мін. Па формуле (2.2) сярэдні сонечны час тт = 16 гадз 35 мін + + (-14) мін) =16 гадз 21 мін.
Прыклад 5. На станцыі Пінск летні час 10 жніўня 8 гадз 30 мін. Знайсці сапраўдны час т®.
Рашэнне. Задача рашаецца па формуле (2.4). Па формуле (2.3) вызначаецца паясны час тп = 8 гадз 30 мін 1 гадз = = 7 гадз 30 мін. Даўгата станцыі Пінск (дадатак 2) X = 26°1Г. Нумар гадзіннага пояса 2. Ураўненне часу (дадатак 1) Дт =
= 5 мін. Сапраўдны час тэ = 7 гадз 30 мін + 4(26°11' 15 х х 2) 5 = 7 гадз 9 мін 44 с.
Q Задачы
1. Вычарціць у сшытку ў адвольным маштабе карту гадзінных паясоў і пранумараваць іх. Вызначыць у градусах і мінутах іх тэарэтычныя межы і даўгату сярэдняга мерыдыяна. Як праведзены межы паясоў на геаграфічнай карце?
2. Знайсці сапраўдны сонечны час у 16 гадз 32 мін сярэдняга сонечнага часу 2 студзеня, 24 лютага, 15 красавіка, 15 чэрвеня, 2 верасня, 7 лістапада і 26 снежня.
3. Карыстаючыся дадаткам 1, вызначыць ураўненне часу 10 студзеня, 15 лютага, 20 сакавіка, 25 красавіка, 25 мая, 20 верасня, 25 кастрычніка, 25 снежня. У якія месяцы і дні працягласць сапраўдных і сярэдніх сутак аднолькавая?
4. Наколькі адрозніваецца ў адным і тым жа пункце сярэдні сонечны час у сапраўдны поўдзень 22 лютага і 25 кастрычніка?
5. Карыстаючыся дадаткам 1, вызначыць час устанаўлення паўдзённай лініі 5 студзеня, 10 сакавіка, 15 красавіка, 10 мая, 15 чэрвеня, 20 ліпеня, 20 жніўня, 20 верасня па сярэднім сонечным і летнім часе на станцыі Барысаў.
6. Вызначыць сярэдні сонечны час, калі летні час на станцыі Браслаў 14 гадз 30 мін, 0 гадз 20 мін.
7. На станцыі Полацк зімовы час 20 лютага 18 гадз 24 мін. Знайсці сапраўдны час.
8. Наколькі адрозніваецца сярэдні сонечны час на станцыях Брэст і Касцюковічы?
9. Сярэдні сонечны час на станцыі Брод роўны 15 гадз. Чаму роўны летні і сярэдні сонечны час у гэты момант на станцыях Гомель, Гродна і Лепель?
10. Сапраўдны сонечны час 15 студзеня, 15 сакавіка, 15 жніўня, 15 снежня 15 гадз 30 мін. Вызначыць у градусах і мінутах іх тэарэтычныя межы і даўгату сярэдняга мерыдыяна. Як праведзены межы паясоў на геаграфічнай карце?
11. На станцыі Мінск паясны час 16 гадз 36 мін. Вызначыць паясны і сярэдні сонечны час на станцыі Парыж.
12. Па Грынвічу паясны час 4 гадз 20 мін. Вызначыць паясны і сярэдні сонечны час у гэты момант на станцыях Віцебск і Чэрск.
13. Па Грынвічу паясны час 8 гадз. Вызначыць паясны час у гэты момант на станцыях Берлін (першы пояс), Масква (другі пояс), Уладзівасток (дзявяты пояс).
(J) Кантрольныя пытанні
1. Якія тэрміны назіранняў прыняты ў Сусветнай службе надвор’я?
2. Што пакладзена ў аснову вызначэння часу?
3. Што такое сапраўдны, сярэдні сонечны час і ўраўненне часу?
4. У чым сутнасць сістэмы паяснога часу?
5. Як суадносяцца паміж сабой сапраўдны сонечны, сярэдні сонечны і паясны час?
6. Што ўяўляе сабой сістэма лічэння летняга і зімовага часу на тэрыторыі Рэспублікі Беларусь?
7. Як вызначыць тэрміны метэаралагічных і актынаметрычных назіранняў на станцыях Рэспублікі Беларусь?
Глава
АТМАСФЕРНЫ ЦІСК
3.1. Асноўныя фізічныя ўласцівасці паветра: шчыльнасць, ціск і тэмпература
Шчыльнасць ёсць адносіны масы рэчыва да яго аб’ёму. Так, 1 м3 вады пры тэмпературы 4 °C мае масу 1 т, a 1 м3 паветра пры 0 °C і нармальным ціску мае масу 1,292 кг. Значыць, пры дадзеных умовах шчыльнасць вады складае 1000 кг/м3. Такім чынам, шчыльнасць паветра прыкладна ў 800 разоў меншая за шчыльнасць вады.
Шчыльнасць атмасферы хутка памяншаецца з вышынёй. Палова ўсёй масы атмасферы сканцэнтравана ў слоі на вышыні 5,5 км. На вышыні 300 км шчыльнасць яе ўжо ў 4 • 1010 разоў меншая, чым на ўзроўні мора.
Найважнейшая характарыстыка надвор’я і клімату тэмпература паветра, якая перадае цеплавы стан цел. Тэмпература паветра Зямлі вельмі зменлівая велічыня. Яна мяняецца на працягу часу (сутак, года), з вышынёй і ў гарызантальным напрамку ў вельмі шырокіх межах. У трапічных пустынях тэмпература паветра дасягае +60 °C, а ў Антарктыдзе на полюсе (станцыя Усход) -90 °C. Змяненні тэмпературы з’яўляюцца прычынай ваганняў атмасфернага ціску.
Ціск атмасферы гэта сіла, з якой цісне на адзінку плошчы зямной паверхні слуп паветра, што распасціраецца ад паверхні Зямлі да верхняй мяжы атмасферы. Атмасферны ціск у любым пункце атмасферы вызначаецца масай вертыкальнага слупа паветра, які знаходзіцца вышэй гэтага пункта. Кожны слой атмасферы зведвае ціск слаёў паветра, якія ляжаць вышэй, і ў сваю чаргу аказвае ціск на слой, што ляжыць ніжэй. Ціск з вышынёй памяншаецца; на вышыні 5000 м ён прыкладна ў два разы меншы, чым на ўзроўні мора.
Адзінкай для вымярэння атмасфернага ціску ў сістэме СІ з’яўляецца гектапаскаль (гПа): 1 гПа = 100 Па; 1 Па гэта ціск, роўны сіле ў 1 Н, якая дзейнічае на плошчу 1 м2. Акрамя таго, у метэаралогіі як адзінкі ціску выкарыстоўваюцца мілібар (мб) і міліметр ртутнага слупа (мм рт.сл.): 1 мб гэта ціск, роўны сіле 1000 дын, якая дзейнічае на 1 см2; 1 мм рт.сл. гэта змяненні атмасфернага ціску, што адпавядаюць падняццю
пі апусканню ртутнага слупа ў барометры на 1 мм. Суадносіны гэтых адзінак наступныя:
1 гПа = 1 мб = 0,75 мм рт.сл.;
1 мм рт.сл. = 1,33 гПа = 1,33 мб.
Ціск паветра пры тэмпературы 0 °C на ўзроўні мора і шыраце 45° паўночнага паўшар’я роўны 1013,2 гПа, ці 760 мм рт.сл. Гэтая велічыня лічыцца нармальнай, або стандартнай.
Ha МС вызначаюць наступныя характарыстыкі атмасфернага ціску:
□ ціск на ўзроўні станцыі;
□ ціск, прыведзены да ўзроўню мора;
□ ціск ізабарычнай паверхні, бліжэйшай да ўзроўню станцыі;
□ велічыню бараметрычнай тэндэнцыі;
□ характарыстыку бараметрычнай тэндэнцыі.
Велічыня бараметрычнай тэндэнцыі вызначаецца як рознасць атмасфернага ціску на ўзроўні станцыі ў тэрмін назірання і ў папярэдні тэрмін (3 гадз назад). Характарыстыка бараметрычнай тэндэнцыі вызначаецца па выглядзе крывой, якую запісвае барограф (табл. 3.1).
Табліца 3.1
Характарыстыка бараметрычнай тэндэнцыі
Лічба кода КН-01
Характарыстыка тэндэнцыі
Выгляд крывой на барографе
Змяненні ціску па барометры за 3 гадз
0
Рост, потым падзенне
Ціск у тэрмін назіранняў такі ж ці вышэйшы, чым 3 гадз назад
1
Рост, потым без змянення
Рост, потым больш слабы рост
~~~
Ціск у тэрмін назіранняў вышэйшы, чым 3 гадз назад
2
Рост раўнамерны ці нераўнамерны
3
Падзенне, потым рост
Без змянення, потым рост
Рост, потым болып моцны рост
Заканчэнне табл. 3.1
Лічба кода КН-01
Характарыстыка тэндэнцыі
Выгляд крывой на барографе
Змяненні ціску па барометры за 3 гадз
4
Роўны ці няроўны ход
Ціск у тэрмін назіранняў такі ж,як і 3 гадз назад
5
Падзенне, потым рост
Ціск у тэрмін назіранняў такі ж ці ніжэйшы, чым 3 гадз назад
6
Падзенне, потым без змянення
\
Ціск у тэрмін назіранняў ніжэйшы, чым 3 гадз назад
7
Раўнамернае ці нераўнамернае падзенне
8
Рост, потым падзенне
Без змянення, потым падзенне
Падзенне, потым больш моцнае падзенне
Для вымярэння атмасфернага ціску ў метэаралогіі выкарыстоўваюць ртутныя барометры, анероіды і гіпсатэрмометры, a для рэгістрацыі барографы з пругкімі адчувальнымі элементамі.
3.2. Ртутныя барометры
Ртутныя барометры з’яўляюцца найбольш дакладнымі. Па сваёй будове яны могуць быць трох тыпаў (рыс. 3.1): місачныя, сіфонныя і сіфонна-місачныя.
Найбольш ужывальны місачны барометр (рыс. 3.2). Ён мае наступную будову. Шкляная трубка 6 запаяна зверху і запоўнена дыстыляванай ртуццю. Міска мае сувязь з вонкавай атмасферай праз адтуліну, што зачыняецца шрубай 8. Ртуць з трубкі выцеча толькі часткова. У трубцы застанецца слуп ртуці вышынёй Н (гл. рыс. 3.1). Паветра ў верхняй частцы шкляной трубкі адсутнічае. Пад уздзеяннем вонкавага ціску паветра на паверхню ртуці ў місцы слуп ртуці ў трубцы падымаецца да пэўнай вышыні. Маса слупа ртуці з пэўнай плошчай сячэння будзе роўная атмасфернаму ціску на тую ж плошчу.
КНІГІ ОНЛАЙН
