Для чего используют осадкомер
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.
Осадкомер
Осадкомер, дождемер или плювиограф — прибор для измерения атмосферных жидких и твёрдых осадков.
Содержание
Осадкомер Кастелли
Осадкомер Третьякова
Осадкомер конструкции В. Д. Третьякова состоит из сосуда с приёмной площадью 200 см² и высотой 40 см, куда собираются осадки, а также специальной защиты, предотвращающей выдувание из него осадков. Устанавливается осадкомер так, чтобы приёмная поверхность ведра находилась на высоте 2 метра над почвой. Измерение количества осадков в мм слоя воды производится измерительным стаканом с нанесёнными на нём делениями; количество твёрдых осадков измеряют после того как они растают в комнатных условиях.
Устройство осадкомера Третьякова
Комплект осадкомера состоит из двух металлических сосудов для сбора и сохранения выпадающих осадков, одной крышки к ним, тагана для установки осадкомерных сосудов, ветровой защиты и двух измерительных стаканов.
Предназначен для непрерывной регистрации количества и интенсивности выпадающих жидких осадков.
Литература
Ссылки
| Актинометр · Анемометр · Балансомер · Барограф · Барометр · Ветроуказатель · Гелиограф · Гигрометр · Детектор испарения · Детектор молний · Дисдрометр · Облачный прожектор · Облакомер · Защитные очки · Индикатор приращения льда · Лидар · Метеозонд · Метеорологическая ракета · Нефелометр · Нефоскоп · Пиранометр · Погодный радар · Радиолокационная станция · Радиозонд · Осадкомер · Снегомер · SODAR · Соляриметр · Термограф · Термометр · Термометрическая будка · Ультразвуковой анемометр · Флюгер |
Полезное
Смотреть что такое «Осадкомер» в других словарях:
ОСАДКОМЕР — (дождемер) установка для сбора и измерения выпадающих осадков … Большой Энциклопедический словарь
осадкомер — сущ., кол во синонимов: 2 • дождемер (8) • радиоосадкомер (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
Осадкомер — 1) установка для сбора и измерения осадков, выпадающих из облаков (называется также дождемер) 2) Прибор для измерения осадки корабля. Наиболее широко используются осадкометры на основе сообщающихся сосудов. EdwART. Толковый Военно морской Словарь … Морской словарь
осадкомер — Прибор для измерения дождевых осадков на метеорологической станции. Syn.: плювиометр … Словарь по географии
ОСАДКОМЕР — дождемер, прибор для измерений атм. жидких и твёрдых осадков. О. состоит из сосуда (ведра), в к рый собираются осадки, и приспособлений, предотвращающих выдувание из него осадков (см. рис.). Устанавливают О. так, чтобы приёмная поверхность ведра… … Большой энциклопедический политехнический словарь
осадкомер — lietmatis statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Prietaisas atmosferos kritulių ar lietaus vandens kiekiui matuoti, sudarytas iš ritininio kibiro, statomo ant pakylos į kūgiško gaubto vidų, ir specialaus sugraduoto indo surinktiems … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas
осадкомер — (дождемер), установка для сбора и измерения выпадающих осадков. * * * ОСАДКОМЕР ОСАДКОМЕР (дождемер), установка для сбора и измерения выпадающих осадков (см. ОСАДКИ) … Энциклопедический словарь
Осадкомер — дождемер, прибор для измерения атмосферных жидких и твёрдых осадков. О. конструкции В. Д. Третьякова состоит из сосуда (ведра) с приёмной площадью 200 см2 и высотой 40 см, куда собираются осадки, и специальные защиты, предотвращающей… … Большая советская энциклопедия
ОСАДКОМЕР — (дождемер), установка для сбора и измерения выпадающих осадков … Естествознание. Энциклопедический словарь
осадкомер — осадком ер, а … Русский орфографический словарь
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.
Что-то с неба падает?
Ещё немного о ведре Третьякова
Не подумайте, что мой сарказм в начале статьи как-то направлен на очернение существующих методик и приборов, используемых для метеорологических измерений. Нет. В свое время такие приборы и методики были очень передовые. Речь идет о том, что ситуация меняется, многие интересные технологии позволяют решать задачи метеорологии на принципиально новом уровне и, самое главное, снизить человеческий фактор. Ведь работу по снятию метеорологических данных на ключевых постах метеонаблюдений осуществляет метеоролог. Это люди чрезвычайно ответственные, но это люди. Конечно, существуют автоматические станции метеонаблюдений, но по правилам и они с определенной периодичностью обслуживаются людьми.
Возвращаясь к ведру Третьякова. Это металлическая ёмкость с ветровыми гасителями, такими лепестками, которые гасят ветровое влияние, когда идет косой дождь. Так выглядит прибор в сборе.
Ведро Третьякова устанавливается на определенную высоту и, к сожалению, его обслуживание никак не обходится без метеоролога. Специалист замеряет количество осадков вручную, используя шкалы или линейку. После измерений необходимо слить воду из ведра. Конечно, для определения твердых осадков прибор особо не подходит.
Кстати, самой распространенной травмой на метеостанции является падение людей с лестниц, ведь многие приборы устанавливаются на высоту 2 метра. Представьте себе, каждые три часа прыгать по мокрым или обледеневшим металлическим лестницам? Ноги, руки береги!
Оптические осадкомеры
Конечно, в большинстве стран уже давно не применяются такие средневековые технологии регистрации осадков, как с помощью ведра. В большинстве своем используется оптические осадкомеры. Вот, для примера, приборы такого вида используются в Германии и США. Как сейчас принято говорить — у «наших партнеров».
Действительно, для такой задачи использовать оптическую регистрацию сигнала самое разумное. Высокая точность, не нужно особого ухода, приборы защищены от замерзания, нет человеческого фактора. По этому же пути пошли и разработчики российского оптического прибора для регистрации осадков — осадкомера ОПТИОС (ОПТический Измеритель ОСадков).
Как же работают такие приборы? Основой измерений является непрерывный анализ теневых изображений капель на оптическом приемнике при прохождении капелек дождя через измерительную площадку.
Но ведь капли не одиночные? Да, капель много, но для этого и применяются алгоритмы потоковой обработки изображений, а в качестве детектора оптического излучения используются специальные протяженные скоростные матрицы. Это позволяет не только определить интегральное (общее) количество осадков, но определить тип осадков (дождь, снег, град), скорость падения капель и структуру осадков. Это дает дополнительные интересные данные, которые, в частности, можно использовать для научных исследований. Так, к примеру, выглядит распределение капель дождя по размеру и, что самое замечательное — можно регистрировать снежные осадки, что в случае с ведром Третьякова уже затруднительно.
Кстати, капли вовсе не шарообразные. Они несколько вытянуты и практически все у поверхности Земли разбиваются на более мелкие, хотя на высоте, конечно, капли крупнее. Разлет капель связан с тем, что при полете к поверхности Земли они набирают приличную скорость и даже самая крупная капля на определенной скорости неизбежно разлетается на мелкие. Скорость капель также можно оценить.
Большинство капель смеет скорость не более 9 м/с, а снежинки летят с максимальной скоростью не более 1-2 м/с. Другое дело град. Это более серьезная задача, с которой также неплохо справляется оптический осадкомер. Конечно, речь идет о малоинтенсивном граде. К примеру, такой град и измерять не стоит. Лучше просто спасаться!
Но это редкость. В большинстве своем град значительно мельче. В 95 процентах случаев градины размером не более 5 мм, но скорость их выше и может достигать до 50 м/с. Так выглядят теневые изображения градин с приемника оптического изображения осадкомера.
Вообще анализ теневых изображений очень увлекательное дело. Действительно, формы и виды снежных осадков удивляет.
Всё это лишь дополнительные возможности, которые предоставляются исследователями. Главную же задачу оптические осадкомеры решают надежно. Автоматически измеряют количество, вид и структуру осадков, передают данные для анализа и могут работать даже в самых суровых условиях. Остается только надеяться, что они придут за замену старым приборам, но пока лишь идет процесс сравнительных испытаний, который может длиться очень долго. Вот как это происходит.
Приборы должны стоять рядом многие месяцы и только сравнительные эксперименты могут дать шанс новому прибору появиться в арсенале метеорологов. Вообще по сути это абсурдная ситуация. Оптические измерения точнее, осадкомер новой конструкции лучше работает со снегом и также определяет структуру осадков. Конечно, по дождю сходимость результатов добиться наверное можно, но как же погрешности измерений? Влияние человека? Испарение воды? Эти и другие вопросы остаются открытыми…
Вообще регистрация количества осадков является одной из важнейшей задач метеорологии, так как погоду определяет, в частности, так называемый, мировой водный контейнер. Или проще говоря — круговорот воды в природе. Поэтому развитие приборов по регистрации количества осадков является важной технической задачей.
Вообще метеорология является крайне консервативной сферой. Наверное, это имеет свои объяснения, но с другой стороны в ней действуют уже трудно объяснимые традиции. До сих пор измерять температуру на метеостанции приходится градусниками по ГОСТу 1968 года (ГОСТ 13646-68). Интересно, в чем уж такая необходимость? Также используются ртутные термометры для измерения температуры почвы и воды в водоемах по требованиям ГОСТ 112-78 1978 года. Сколько сломано в земле таких ртутных термометров или утоплено в реках и озерах? Может в этом и есть глубинная суть, но её не понимаю. Если кто-то сможет объяснить — прошу оставить свой комментарий. И, конечно, всем хорошей погоды и приятного дня!
Осадкомер
Содержание
История [ править ]
Первые известные записи об осадках были сохранены древними греками около 500 г. до н. Э.
Национальное покрытие и современные датчики [ править ]
Большинство современных дождемеров обычно измеряют количество осадков в миллиметрах высоты, собранные на каждый квадратный метр в течение определенного периода, что эквивалентно литрам на квадратный метр. Раньше дождь регистрировался в дюймах или точках, где одна точка равнялась 0,254 мм или 0,01 дюйма. [12]
Показатели дождя считываются вручную или с помощью автоматической метеостанции (AWS). Частота чтения будет зависеть от требований коллекторского агентства. Некоторые страны дополнят платных погодных наблюдателей сетью добровольцев для получения данных об осадках (и других типах погоды) для малонаселенных районов.
В большинстве случаев осадки не сохраняются, но некоторые станции все же отправляют данные об осадках и снегопадах на проверку, которая проводится для определения уровней загрязняющих веществ.
У датчиков дождя есть свои ограничения. Попытка собрать данные о дожде в тропическом циклоне может быть практически невозможной и ненадежной (даже если оборудование выживает) из-за сильного ветра. Кроме того, дождемеры показывают количество осадков только в определенной местности. Практически для любого калибра капли будут прилипать к сторонам или воронке собирающего устройства, так что их количество будет очень немного занижено, и капли размером 0,01 дюйма или 0,25 мм могут быть записаны как « след ».
Другая проблема возникает, когда температура близка или ниже точки замерзания. Дождь может падать на воронку, а лед или снег может собираться в датчике, блокируя последующий дождь. Чтобы облегчить это, манометр может быть оснащен автоматическим электронагревателем, чтобы поддерживать его собирающие влагу поверхности и датчик немного выше точки замерзания.
Дождемеры следует размещать на открытой площадке, где нет зданий, деревьев или других препятствий, препятствующих дождю. Это также необходимо для предотвращения попадания воды, собранной на крышах зданий или с листьев деревьев, на датчик дождя после дождя, что приведет к неточным показаниям.
Типы [ править ]
Стандартный датчик дождя США [ править ]
Плювиометр интенсивностей [ править ]
Пока идет дождь, вода, собранная воронкой, падает в контейнер и поднимает буй, заставляя ручку ручки подниматься по вертикальной оси, маркируя картон соответствующим образом. Если количество осадков не меняется, уровень воды в контейнере остается постоянным, и, пока барабан вращается, метка ручки представляет собой более или менее горизонтальную линию, пропорциональную количеству упавшей воды. Когда ручка достигает верхнего края бумаги для печати, это означает, что буй находится «высоко в резервуаре», оставляя кончик конической иглы таким образом, чтобы открывать регулирующее отверстие, т. Е.— максимальный расход, который может записать аппарат. Если дождь внезапно уменьшается, заставляя контейнер (когда он опорожняется) быстро опускать буй, это движение соответствует крутой линии уклона, которая может достигать дна записанного картона, если дождь прекратится.
Датчик интенсивности дождя позволил регистрировать количество осадков в течение многих лет, особенно в Барселоне (95 лет), помимо многих других мест по всему миру, таких как Гонконг. [13] [14]