Сосуд для измерения осадков
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?
Объем выпавших осадков выражают в миллиметрах слоя воды, который образовался бы при условии, что осадки не испаряются, не стекают и не просачиваются в почву. Количество осадков в миллиметрах равно количеству килограммов воды, вылившейся на площадку в 1 квадратный метр, то есть 1 мм = 1 кг/1 м2.
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.
( 17 оценок, среднее 4.76 из 5 )
Источник
Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ? | Атмосферные осадки – это вода выпадающая на поверхность земли и наземные предметы из облаков и осаждающаяся из воздуха в результате конденсации находящегося в нем водяного пара (роса, иней, изморозь и др.). Осадки – основной источник почвенной влаги, а через нее и растений. При их отсутствии снижается урожай. Однако неблагоприятно для растений и большое количество осадков. Оно может сопровождаться вымочкой посевов. Продолжительные дожди в период цветения ухудшают оплодотворение, в период созревания – затрудняют уборку. Осадки могут быть: твердыми (снег, град, снежная крупа, иней), жидкими (дождь), смешанными (снег с дождем, мокрый снег). Их количество измеряется толщиной слоя воды в мм, который образуется на горизонтальной поверхности в отсутствии просачивания, стекания и испарения. 1 мм осадков = 10 м3/га = 10 т воды на 1 га. Интенсивность осадков измеряют в миллиметрах в минуту (мм/мин) или в час (мм/ч), продолжительность – в часах или минутах от начала до окончания их выпадения. В зависимости от интенсивности и продолжительности различают несколько категорий осадков, (табл. 5.1). Таблица 5.1 – Категории осадков в зависимости от их интенсивности и продолжительности
В зимнее время наблюдения ведутся за состоянием снежного покрова. Определяются степень покрытия, характер его залегания, высота, плотность, наличие и толщина ледяной корки, состояние почвы. Высота снежного покрова измеряется мерной рейкой, плотность – снегомером. По углублению в снег (см) и площади (см2) снегомераопределяется объем (см3), взвешиванием – масса (г). Плотность снега рассчитывается по формуле: D = n : 10h, где D – плотность снега г/см3, n – масса снега, грамм, h – высота снежного покрова в снегомере, см. По плотности, определенной снегомером, и высоте снежного покрова по мерной рейке рассчитывается запас воды: Z = dh, см = 10dh, мм = 100dh, м3/га или т/га. Приборы для измерения осадков. Количество осадков измеряется осадкомерами и дождемерами, а по времени – плювиографом. Осадкомер Третьякова 0-1 (рис. 5.1) состоит из двух сменных ведер (3) высотой 40 см, площадью приемной поверхности 200 см2. Для уменьшения испарения осадков из ведра в летнее время при помощи диафрагмы (2) отверстие закрывается воронкой (1). Ведро осадкомера устанавливается в таган, закрепленный неподвижно на подставке (7). Влияния ветра на количество осадков, попавших в ведро, уменьшается ветровым щитком (6), состоящим из 16трапециевидных планок. Планки расположены на одинаковом расстоянии друг от друга и соединены между собой внизу и вверху цепочками. Измерение количества жидких осадков производится измерительным стаканом (9), который представляет собой мензурку с делениями. Одно деление стакана по объему соответствует 2 см3; при площади приемной поверхности 200 см2 одно деление соответствует 0,1 мм жидких осадков. Осадкомер устанавливается на открытом месте в удалении от окружающих предметов. Таган укрепляется на металлической подставке так, чтобы верхний край ведра находился на высоте 2 м от поверхности земли. Во время измерений ведра меняются (четыре раза в сутки). Количество твердых осадков определяется после того, как они полностью растают, ведро при таянии снега в нем в теплом помещении закрыто крышкой. Если осадков более 100 делений стакана, то измерение проводится в несколько приемов. Рисунок 5.1 – Осадкомер Третьякова 0-1 (по А.П. Лосеву, 1994) К результатам измерений вводят поправку на смачивание ведра. Для осадков, количество которых меньше половины высоты стакана, поправка составляет +0,1 мм, а для осадков больше половины высоты стакана поправка равна +0,2 мм. Дождемер полевой М-99 (рис. 5.2) применяется для измерения жидких осадков в полевых условиях. Это стеклянный мерный стакан высотой 34 см с расширенной верхней частью (2), являющейся приемником осадков. Площадь приемной поверхности 30 см2. На мерном стакане дождемера нанесены деления в миллиметрах слоя воды. Для уменьшения испарения в стакан вставляется воронка (3). Плювиограф П-2 (рис. 5.3), или дождеписец, служит для непрерывной регистрации количества и интенсивности дождя. При помощи этого прибора может быть измерено общее количество осадков, выпавших за определенное время, и их интенсивность в мм/мин. Плювиограф состоит из дождемерного сосуда (1) с приемной площадью 500 см2. Осадки из ведра поступают в сосуд (3), внутри которого имеется металлический поплавок (4) с выступающей осью (5) и стрелкой (6), заканчивающейся пером. Сбоку сосуда (3) имеется трубка с сифоном (8). Рядом с сосудом (3) укреплен на оси барабан (9) с часовым механизмом. Рисунок 5.2 – Дождемер полевой М-99 (по М.Д. Павловой, 1974) На барабане крепится бумажная лента – плювнограмма. Горизонтальные линии на ней соответствуют количеству осадков, вертикальные – соответствуют времени. Горизонтали проведены через 0,2 мм, а вертикали – через 10 минут. Рисунок 5.4 – Плювиограф П-2 (по М.Д. Павловой, 1974) При жидких осадках поплавок 4 сосуда 3 начинает подниматься, а перо, связанное с осью поплавка, писать на ленте кривую. Как только осадки заполнят сосуд 3, вода через сифон 8 выливается в ведро 10. На ленте в этот момент чертится вертикальная линия. Высота снежного покрова,как уже отмечалось, определяется снегомерной рейкой. Определение высоты на ней осуществляется с одного и того же места на расстоянии 5-6 шагов от нее. Высота снега измеряется в сантиметрах. Высота снежного покрова при маршрутных съемках определяется переносной снегомерной рейкой М-104. Это деревянный брусок, длиной 180 см, шириной и толщиной 4 см, с заостренным нижним концом. Походный весовой снегомер ВС-43 (рис. 5.5) состоит из металлического цилиндра (9) высотой 60 см, площадью 50 см2. Для измерения высоты снежного покрова на цилиндр нанесена шкала в сантиметрах. Нулевое деление шкалы совпадает с нижней частью режущей кромки. Вдоль цилиндра свободно перемещается кольцо (8) с дужкой (6), за которую подвешивают цилиндр (снегозаборник) к весам. Рисунок 5.5 – Походный весовой снегомер ВС-43 (по А.П. Лосеву, 1994) Весы снегомера состоят из рейки (10 со шкалой (цена деления 5 г). Цифры стоят около каждого десятого деления и означают десятки от 0 до 30. На рейке укреплены две призмы. Одна служит опорой для крючка (5), на который подвешивают цилиндр, а на вторую надевается подвес (4) с кольцом, за которое держат весы при взвешивании. Для уравновешивания весов служит передвижной груз (2) с круглым отверстием. Для отсчета по шкале на нижней стороне отверстия нанесена риска. Задачи: 1. В течение 10 минут выпало 4 мм осадков. Сколько воды выпало на 1 га? 2. В результате сильного ливня выпало 30,5 мм за 10 минут. Сколько воды выпало за 1 минуту на 1 га? 3. В январе выпало 7,4 мм осадков, феврале – 5,7, марте – 10, апреле – 15,7, мае – 17,5, июне – 33,5, июле – 40, августе – 30, сентябре – 28, октябре – 60, ноябре – 8,9 декабре – 17 мм. Определит годовое количество осадков и долю каждого месяца в общем количестве. 4. Масса взятой пробы снега 24 г, высота – 12 см. Сколько воды на 1 га при высоте снежного покрова 50 см? 5. Свежевыпавший снег с плотность 0,04 г/см3, к весне уплотнился до 0,7 г/см3. Сколько воды в снеге высотой 40 см в первом и втором случаях. Контрольные вопросы 1.Дайте определение осадков, назовите их фазовые состояния. 2.В каких единицах измеряются осадки? 3.Как рассчитать интенсивность осадков? 4.Назовите приборы для измерения количества осадков. 5. Как определить запас воды на 1 га, если известно количество осадков, выраженное в миллиметрах? 6. Какое значение имеют осадки для сельскохозяйственного производства? 7. Какое значение имеет снежный покров в сельскохозяйственном производстве? 8. Какими величинами характеризуется снежный покров? 9. Как устроен весовой снегомер? 10. Как по показаниям снегомера определить высоту слоя воды в мм и запасы в м3/га? |
Источник
Вы можете поделиться статьёй в социальных сетях и мессенджерах:
Осадкомер, дождемер, плювиограф.
Такие варианты названий есть у приборов, измеряющих количество выпавших атмосферных осадков.
Приборы для измерения выпавших осадков (метеорологические и гидрологические осадкомеры) различаются по принципу действия, что определяет также затраты на обслуживание прибора, габариты, способ установки, диапазон измерения количества осадков в миллиметрах (максимальное количество измеряемых осадков) и, отчасти, на возможности всесезонного применения, т.е. измерения не только жидких осадков (дождя), но и твердых (снега, града).
Кроме того, следует различать осадкомер как метеоприбор и осадкомер гидрологический, т.к. результаты и цели измерений количества атмосферных осадков могут различаться.
Поэтому набирая поисковый запрос “купить осадкомер” стоит внимательно оценить результаты поиска.
Наши специалисты помогут купить дождемер, т.к. имеют большой опыт подбора, поставки и установки осадкомеров в различных климатических условиях. При рекомендации той или иной модели измерителя осадков мы учитываем цели измерений, стоящие перед заказчиком и долговременность эксплуатационных ресурсов, которыми он располагает.
В основном, заказчики используют метеорологические осадкомеры с челночным механизмом измерения или с весовым. Но существуют оптические осадкомеры, осадкомеры судовые для морских применений, учитывающие качку, челночно-весовые. Помимо, собственно, осадкомеров выделяют датчики дождя, имея ввиду детекторы наличия дождя.
Особенности осадкомеров жидких осадков и весовых осадкомеров
Как работают осадкомеры челночного типа – счетчики дождя?
К примеру, осадкомер ТОР-125 «УРАН» действует по принципу челнока. Челночные осадкомеры подразумевают наличие сливного отверстия внизу емкости, собирающей осадки (т.н. ведра осадкомера). Через это маленькое отверстие вода по каплям падает в емкость (ковшик, ложку), которая при наполнении опрокидывается, и вода сливается из прибора на землю. Пустой ковшик возвращается в исходное состояние с помощью магнита-геркона.
Как вариант, в приборе стоят два спаренных перегородкой ковшика, один из которых, наполнившись падает на один бок для слива, подставляя за счет своего веса под отверстие второй ковш. При наполнении второго ковша, тот в свою очередь падает на другой бок, освобождая место первому. Движение ложек – ковшей напоминает ход челнока или качелей, отчего данный механизм и получил название челночный или качельный. Емкость ложки-ковша известна, а каждое опрокидывание означает слив определенного количества измеренных атмосферных осадков. Таким образом, зная количество опрокидываний, легко можно вычислить количество осадков.
Такие осадкомеры эффективны для измерения жидких осадков, поэтому их еще называют дождемерами или счетчиками дождя. Они имеют небольшой вес (2кг) и габариты (с обычное ведро); их возможно устанавливать на крышах, столбах, мачтах, т.к. осадкомеры жидких осадков практически не требует обслуживания – вода сливается самотеком. Обслуживание может сводиться к очистке ведра осадкомера от листьев, птичьих перьев и т.п., поэтому наша организация предлагает также такие аксессуары как защита от птиц осадкомера и защитное ситечко сливного отверстия. Так как в ведре осадкомера есть отверстие, диапазон измерений осадков прибором бесконечен и ограничивается ресурсом износостойкости челночного механизма. В измерителе количества осадков ТОР-125 «УРАН» челночный механизм выполнен из высококачественных материалов, обеспечивающих ресурс эксплуатации длиной в десятилетия.
Несомненным преимуществом осадкомеров челночного типа является цена, которая в два-три раза может быть дешевле весовых осадкомеров. Например, в 2017-2018 годах осадкомер ТОР-125 «УРАН» в период вывода продукта на рынок России обходился потребителям примерно в 85000 рублей (по маркетинговой акции).
Итак, осадкомеры челночного типа используются в основном как дождемеры для измерения количества жидких осадков, т.к. при наступлении холодов, вода, попадающая в осадкомер замерзает, закупоривая сливное отверстие и образуя лед на челночном механизме.
Однако, существуют челночные модели, способные функционировать и зимой.
Например, модификация измерителя осадков ТОР-125, осадкомер ТОР-120 «ПЛУТОН», позволяющий проводить измерение атмосферных осадков и эксплуатацию в северных широтах в условиях долгой зимы. Для этого, в нашем осадкомере предусмотрено обеспечение подогрева внутренней поверхности “ведра” и челночного механизма.
В осадкомере ТОР-120 «ПЛУТОН», подогрев включается автоматически при падении температуры до 4 °С.
Ценовой диапазон осадкомеров с подогревом примерно в полтора-два раза выше базовой модели дождемера. Например, осадкомер ТОР-120 «ПЛУТОН» при выводе продукта на рынок России в 2017г. предлагался по цене 125000 руб.
Понятно, что для работы осадкомеров с подогревом необходимо подведение электричества, причем, желательно 220В, т.к. применение аккумуляторов хоть и возможно, но не гарантирует надежную работу прибора при постоянном включении зимой.
В связи с этим, для измерений осадков не только летом, но и зимой чаще используют всесезонные осадкомеры твердых осадков с весовым принципом измерений (плювиографы). Примером весового осадкомера является ТОР-230 «ЮПИТЕР» (в модификациях) или всепогодный осадкомер ОТТ Pluvio. Весовой осадкомер представляет из себя емкость – ведро без сливного отверстия, собирающее осадки и датчик давления, подведенный к данному ведру, который фиксирует увеличение веса ведра в зависимости от наполнения осадками и, по изменившемуся весу, пересчитывает количество осадков.
Измерение осадков в виде снега зимой достигается за счет антифриза, залитого предварительно в ведро осадкомера. Снег, попадая в антифриз плавится и превращается в воду. При заполнении ведра, необходимо его слить с помощью человеческого труда и снова залить антифриза до определенного уровня.
Но и такого типа осадкомеры имеют риск обледенения верхнего обода ведра, поэтому, производители часто предлагают опцию подогрева обода.
Несмотря на преимущества весового осадкомера перед челночным в измерении всесезонных осадков, весовые измерители осадков имеют свои недостатки: расход на антифриз, необходимость присутствия человека для слива накопившихся и уже измеренных атмосферных осадков, большие габариты и вес счетчика осадков. Поэтому весовые осадкомеры (плювиографы) не могут быть установлены на мачтах. Обычно, их устанавливают на 2-х метровых шестах, а при обслуживании используется лестничная тумба, которую, как и шест, можно заказать у нас как аксессуар к весовому всесезонному осадкомеру ТОР-230 «ЮПИТЕР».
В отличие от производителей дождемеров и осадкомеров с подогревом, производителей весовых осадкомеров можно сосчитать в буквальном смысле «по пальцам». Цена на весовые осадкомеры выше чем на челночные, что обусловлено конструкцией прибора и необходимостью измерения осадков в виде снега, а не только в виде дождя. Однако, выбирая между разными производителями можно существенно сэкономить. Например, в ценах 2017-2018 годов всепогодный осадкомер ТОР-230 «ЮПИТЕР» стоил гораздо ниже плювиографа ОТТ, (аналог OTT pluvio2).
При задачах измерения атмосферных осадков круглый год, применение весовых или челночных осадкомеров зачастую зависит от географии, климата места установки, а также наличия электричества. Однако, например, счетчики осадков ТОР-120 «ПЛУТОН» успешно эксплуатируются в Якутии.
Что касается точности измерений осадков в миллиметрах, то сравнение на полигоне результатов измерений весовых осадкомеров и метеорологических осадкомеров с подогревом показали их различие по сравнению с эталоном. Зимой меньше осадков показывали челночные (что связывают с испарениями осадков при подогреве), а летом плювиографы (что связывают с испарениями антифриза). При этом, среднегодовой показатель обоих измерителей осадков был примерно равный.
Как облегчить себе покупку осадкомера?
Как правильно подобрать дождемер?
Если Вы не профессиональный гидрометеоролог, то осадкомер купить лучше, предварительно проконсультировавшись со специалистами. Наша компания готова предложить осадкомеры – дождемеры, осадкомеры для измерения твердых и жидких осадков (они же осадкомеры смешанных осадков), весовые осадкомеры и плювиографы. Но также, у нас вы можете приобрести оптические осадкомеры и датчики дождя.
В дополнение, мы предлагаем полезные аксессуары для осадкомеров – защиту от птиц и веток; монтажные мачты, шесты и кронштейны; ветрозащиту Третьякова или Альтера; лестницы и тумбы для обслуживания измерителей осадков.
Мы имеем опыт установки приборов «в полях» и готовы выполнить установку измерителя осадков «под ключ».
Также мы готовы обеспечить поверку осадкомера как средство измерений, занесенное в реестр СИ.
Вы можете просто купить осадкомер, но сотрудничество с нашей компанией означает, что поставка и установка осадкомера не единственное предложение, которое вы можете получить работая с нами. Зачастую, данные измерений осадкомеров должны поступать в регистратор (даталоггер) или передаваться по кабелю на ПК; передаваться по сотовым или спутниковым каналам связи и архивироваться в хранилище данных на сервере; отображаться в штатном ПО или встраиваться в собственное ПО заказчика. Специалисты нашей компании имеют опыт реализации подобных задач и при необходимости готовы не только обеспечить поставку и установку осадкомеров, но и внедрить решения по автоматизации.
Вы можете поделиться статьёй в социальных сетях и мессенджерах:
Появились вопросы?
Спросите опытного эксперта сейчас и получите варианты решения!
Источник