2018-01-21
2774
Опадомір Третякова (мал.6.1.) призначений для вимірювання рідких і твердих опадів, які випали за деякий проміжок часу. Прилад стаціонарний, застосовується на гідрометеостанціях та метеопостах. Складається він з оцинкованого циліндричного відра висотою 40 см та приймальної поверхні площею 200 см2. Усередині відра запаяна діафрагма, частина якої - знімна лійка, яка запобігає випаровуванню опадів у літній період (взимку її знімають). Опади виливають з відра через зливник, який закривається ковпачком, до вимірювального стакана, що входить до комплекту. Ціна поділки вимірювального стакана становить 0,1 мм. Відро встановлюють так, щоб його приймальна поверхня знаходилась на висоті 2 м від поверхні землі. Навколо відра розміщені 16 вітрозахисних планок, які послаблюють швидкість вітру над поверхнею відра й захищають опади від видування. Вимірювання опадів проводять 4 рази на добу. Коли випадають тверді опади (град, крупа, сніг), відро з ними заносять до приміщення і вимірюють опади після повного їх відтавання. Для того, щоб спостереження велись безперервно, до комплекту приладу входять два відра, одне з яких знімають, а інше встановлюють.
Дощомір польовий (Давітая) (мал.6.2.) призначений для вимірювання рідких опадів. Це скляна мензурка з поділками, верхня частина якої розширена і в неї вмонтовано лійку для запобігання випаровуванню води. Площа поперечного перерізу приймальної частини становить 30 см2, ціна поділки – 1 мм, а висота мензурки – 30 см.
Дощомір грунтовий призначений для вимірювання рідких опадів майже на рівні ґрунту. Він складається із дощомірного відра і гнізда для його встановлення. Дощомірне відро відрізняється від відра опадоміра тим, що має приймальну поверхню площею 500 см2 і конусоподібну діафрагму з отворами біля вершини. Із зовнішньої сторони відра, нижче діафрагми, є носик для зливу опадів, що випали. Ґрунтовий дощомір встановлюють на відкритій ділянці так, щоб верхній край гнізда виступав над ґрунтом на 5 см.
Плювіограф ( мал.6.3.)призначений для визначення інтенсивності та безперервної реєстрації дощу. Він складається з приймальної частини площею поперечного перерізу 500 см2. Вода з приймальної частини, через систему трубок надходить у поплавкову камеру і підіймає поплавок із стержнем, на якому закріплено стрілку з пером, що прокреслює лінію опадів на паперовій стрічці барабана з годинниковим механізмом. Прилад встановлюють горизонтально на відкритій ділянці на спеціальному стовпі так, щоб його верхня частина була на висоті 2 м від поверхні ґрунту.
У холодну пору року плювіограф не використовують, оскільки вода в середині може замерзнути і пошкодити прилад.
Узимку опади випадають здебільшого у вигляді снігу і внаслідок цього формується сніговий покрив. Під час снігомірних зйомок визначається висота і щільність снігового покриву, запаси води в ньому, наявність і товщина льодової кірки, ступінь покриття ґрунту снігом, характер залягання снігового покриву.
У польових умовах щільність і залягання снігового покриву визначаються за допомогою вагового снігоміра.
Ваговий снігомір (мал. 6.4) складається з металевого циліндра і вагів. Циліндр, висотою 60 см і площею поперечного перерізу 50 см2, має на одному кінці товсте кільце із загостреним краєм у вигляді пилки, а на другому – кришку, яка закриває його. З боку циліндра нанесено шкалу із сантиметровими поділками для визначення висоти снігового покриву. На циліндрі вільно переміщується кільце з дужкою, за яку циліндр підвішують до ваг. Ціна поділки ваг – 5 грам.
За допомогою вагового снігоміра визначають не тільки щільність снігу, а й запаси води в ньому (мм). Висоту снігового покриву в польових умовах вимірюють снігомірними рейками.
За шкалою ваг снігоміра визначають масу снігу (т) у грамах, при заглибленні циліндра – висоту снігового покриву (h) у сантиметрах і об’єм снігу (V) у кубічних сантиметрах.
Щільність снігу обчислюється за формулою:
(г/см3), (2)
де (5 n) – маса снігу, г; (50 h) – об’єм снігу, см3; п – кількість поділок на вагах снігоміра (ціна поділки – 5 г); h – висота снігового покриву, см; d – щільність снігу, г/см3.
Знаючи щільність снігу і його висоту, легко обчислити запаси води Z (мм) за формулою:
Z = 10× d × h (мм). (3)
Запаси води можна виразити в кубічних метрах, або тоннах на 1 гектар:
W = 10×Z = 100× d × h (м3/га, або т/га). (4)
Дані спостережень за сніговим покривом широко використовуються в практиці сільського і лісового господарства для оцінки перезимівлі культур і розрахунків вологозабезпечення. При висоті снігового покриву на території України 30 см і більше посіви озимих не вимерзають навіть за досить сильних морозів.
Завдання для виконання в лабораторії
Завдання 1. Виміряти кількість опадів.
Прилади та устаткування: опадомір, опадомірний стакан, дощомір.
Порядок виконання
1. Вивчити будову опадоміра і дощоміра та методику ведення спостережень за допомогою цих приладів.
2. У зв’язку з тим, що завдання виконують у лабораторних умовах, для практики слід узяти дощомірне відро і налити в нього 1-2 склянки води, а потім виміряти ці “опади”.
3. Вимірювання кількості умовних опадів зробити у такій послідовності:
а) поставити вимірювальний стакан (мензурку) на рівну горизонтальну поверхню так, щоб поділки було добре видно;
б) зняти ковпачок з носика дощомірного відра для зливання опадів і обережно вилити воду у вимірювальний стакан;
в) зробити відлік кількості води (“опадів”) у стакані за нижньою частиною увігнутого меніска;
г) перевести поділки стакана (відлік) у міліметри шару води. Для цього кількість відлічених поділок на склянці треба зменшити у 10 разів. Наприклад, якщо відлік буде 42, кількість опадів становитиме 4,2 мм.
Якщо опадів буде більше, ніж поділок на стакані, вимірювання слід проводити за кілька прийомів, наливаючи кожний раз трохи менше води, ніж поділок у стакані.
4. Виміряти кількість опадів, користуючись дощоміром. Для цього наливають довільну кількість води у дощомір, ставлять його на горизонтальну поверхню і роблять відлік кількості води (“опадів”). Відлік дорівнює кількості опадів у міліметрах.
5. Результати вимірювань атмосферних опадів і розрахунки записати у таблицю за такою формою:
| Прилад | Кількість поділок на стакані | Кількість опадів | ||
| мм | л/м2 | т/га | ||
| Опадомір | ||||
| Дощомір |
Примітка: 1 мм = 1 л/м2 = 10 т/га (м3/га).
Завдання 2. Визначити висоту і щільність снігу та запаси води в ньому.
Прилади та устаткування: ваговий снігомір.
Порядок виконання
1. Після встановлення стійкого снігового покриву недалеко від навчального корпусу вибрати невеликий майданчик для проведення вимірювання характеристик снігового покриву.
2. Визначити щільність снігу (d). При висоті снігового покриву не менше 5 см зробити це так:
а) винести снігомір з приміщення за 30 хв до вимірювання, щоб він мав температуру зовнішнього середовища. У такому разі сніг не буде прилипати до стінок циліндра;
б) перевірити рівновагу ваг з підвішеним до них порожнім циліндром. Якщо покази ваг не збігаються з нульовою поділкою, його записують і приймають за нульовий;
в) після перевірки снігомір заглиблюють загостреним кінцем у сніг до поверхні ґрунту. Потім роблять відлік висоти снігового покриву за шкалою, нанесеною на циліндрі, з точністю до 1 см (h), відгрібають лопаткою сніг з одного боку циліндра і підводять її під нього. Піднімають циліндр разом з лопаткою, перевертають, очищують зовні від снігу і зважують;
г) роблять відлік за лінійкою ваг (за тією поділкою, яка збігалася з рейкою на скошеному прорізу движка). Після цього циліндр звільняють від снігу. Кожна поділка лінійки (n) відповідає масі проби 5 г;
д) визначають щільність снігу за формулою (2). Спочатку обчислюють з точністю до тисячних, а потім добуту величину заокруглюють до сотих. Таких вимірів слід зробити кілька (мінімум 3) і визначити середню величину щільності снігу.
3. Визначити запаси води в снігу Z (товщину шару води, який утвориться після танення снігу) за формулою (3). Ці запаси (в мм) відповідають кількості поділок на вагах при зважуванні проби снігу. Якщо відомий запас води в снігу в міліметрах, легко визначити й запас у тоннах на гектар (формула 4).
4. Результати вимірювання записати в таблицю за такою формою:
| Проба снігу | Висота снігового покриву (h), см | Кількість поділок на вагах (n) | Щільність снігу, г/см3 (d) | Запаси води | |
| мм (Z) | т/га (W) | ||||
| Середнє |
Завдання для самостійної роботи
1. Визначити інтенсивність атмосферних опадів за такими даними:
| Умова | В а р і а н т | |||||||||
| r, мм | ||||||||||
| t, год | 0,4 | 0,2 | 1,6 | 0,9 | 1,1 | 0,7 | 1,0 | 0,8 | 1,3 | 0,5 |
2. Розрахувати щільність снігу і запаси вологи в ньому, використовуючи дані, отримані за допомогою вагового снігоміра (в мм і т/га):
| Умова | В а р і а н т | |||||||||
| m, г | ||||||||||
| h, см |
Питання для самоконтролю
1. Основні умови утворення атмосферних опадів.
2. Одиниці вимірювання кількості атмосферних опадів.
3. Що таке інтенсивність атмосферних опадів?
4. Якими приладами вимірюють кількість твердих опадів?
5. Як визначають характеристики снігового покриву в польових умовах?
Література
1. Моргунов, В. К.Основы метеорологии, климатологии. Метеорологиче-
ские приборы и методы наблюдения / В. К. Моргунов. – М.: Феникс,
2005. – 331 с.
