Измерение атмосферного давления

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА

В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ

Цель работы: изучить приборы и методику измерения температуры и влажности воздуха в приземном слое атмосферы; получить навыки измерения температуры и влажности, оценки характеристик влажности с помощью Психрометрических таблиц.

Приборы для измерения и регистрации температуры воздуха

Измерение и регистрация температуры и влажности воздуха на аэродромах ГА производится на метеорологической площадке в двух специальных психрометрических будках. В одной устанавливаются станционный психрометр, максимальный и минимальный термометры, гигрометр, в другой – термограф и гигрограф. Датчики термометров устанавливаются на высоте 2 м.

Срочный ртутный термометр имеет пределы измерений –35 - +40 или -25 - +50°С; цена деления шкалы 0,2°С; максимальные погрешности измерений при t > 0° составляют ±0,2°С, при t < 0°С – ± 0,3°С. Для измерения температуры ниже –50°С используются спиртовые термометры.

Максимальный ртутный термометр имеет пределы измерений –30 - +50°С или –20 - +70°С; цена деления шкалы 0,5°; максимальные погрешности измерений составляют ± 0,5°.

Сохранение максимальных показаний термометра достигается особенностями его конструкции.

Минимальный спиртовой термометр имеет пределы измерений –51 - +21°С или –75 - +31°С; максимальная погрешность составляет при температурах –20°С – ±0,5°С; –30°С – ±0,8°С; –40°С – ±1,0°С; –50°С – 1,5°С; –60°С – ± 2,0°С.

Сохранение минимальных показаний термометра достигается в результате его конструктивных особенностей.

Термограф. Для непрерывной регистрации изменений температуры воздуха используются самопишущие приборы – термографы.

Термограф состоит из чувствительного элемента – биметаллической пластины, – передаточной системы, регистрирующей части и корпуса.

Приборы для измерения и регистрации влажности воздуха

Влажность воздуха измеряется с помощью психрометров и гигрометров, а для непрерывной записи относительной влажности используется гигрограф.

Станционный психрометр состоит из двух ртутных метеорологических термометров, установленных вертикально в психрометрической будке.

Резервуар левого термометра должен быть «сухой», а правого – плотно обернут кусочком батиста, конец которого погружают в стеклянный стаканчик с дистиллированной водой, расположенный на 2 см ниже резервуара.

Психрометр аспирационный предназначен для определения влажности и температуры воздуха в помещении и на открытом воздухе в полевых условиях, так как в эксплуатации не требует радиационной защиты (будки). Измерение влажности, как и станционным психрометром, основано на психрометрическом методе, т.е. измерении температуры воздуха «сухим» и «смоченным» термометрами.

Волосной гигрометр предназначен для измерения относительной влажности в наземных условиях. Пределы измерения 30-100%. Погрешность измерения относительной влажности в диапазоне 30-90% составляет ±15%. Действие прибора основано на свойствах обезжиренного человеческого волоса изменять свою длину в зависимости от относительной влажности воздуха

Пленочный гигрометр, как и волосной, предназначен для измерения относительной влажности в наземных условиях. Чувствительный элемент – гигроскопическая органическая пленка. Пределы измерения 20-100%, погрешность измерения ±7%, шкала равномерная. Деформация пленки при изменении относительной влажности с помощью передаточного механизма преобразуется в перемещение стрелки относительно шкалы прибора.

Пленочный гигрограф состоит из чувствительного элемента, передающего механизма, регистрирующей части и корпуса. В качестве регистратора используется барабан с часовым механизмом с надетой на него диаграммной лентой.

Волосной гигрограф устроен аналогично пленочному. Датчиком является пучок обезжиренных человеческих волос.

Волосной гигрограф устанавливается на метеорологической площадке в психрометрической будке вместе с термографом, его датчик должен находиться на высоте 2 м от поверхности земли.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА

Влажность воздуха – содержание в атмосферном воздухе водяного пара, выраженное в абсолютных или относительных единицах. Влажность принято выражать через характеристики: упругость водяного пара е, точка росы (td), дефицит точки росы Δtd, абсолютная влажность а, удельная влажность q, относительная влажность f.

Упругость водяного пара е – это парциальное давление водяного пара, измеренное в единицах давления (в гектопаскалях гПа).

Точка росы (td) – температура, при которой воздух достигает состояния насыщения при данном содержании водяного пара и неизменном давлении.

Дефицит точки росы Δτ – разность между температурой воздуха и точкой росы

Абсолютная влажность а – масса водяного пара в граммах в одном кубическом метре воздуха:

Удельная влажность q – количество водяного пара в граммах в одном килограмме влажного воздуха:

Относительная влажность f – процентное отношение фактической упругости водяного пара, содержащегося в воздухе, е, к упругости насыщения в условиях одинаковой температуры:

Дефицит насышения d – разность между максимально возможной упругостью водяного пара при данной температуре воздуха (упругость насыщения) Е и фактической упругостью находящегося в воздухе водяного пара е

Виртуальная температура tv – это расчетная температура сухого воздуха в оС, при которой его плотность равна плотности влажного воздуха

Электроизмерительные датчики температуры и влажности.

Датчик температуры и влажности НМР35Д предназначен для дистанционного измерения температуры воздуха в диапазоне от -40 до +60°С и отно-сительной влажности от 0 до 100%.

Датчик температуры ДТS12А фирмы Vaisala водозащищенный, стойкий к погодным изменениям. Может работать как по принципу мостового сопротивления (трехпроводное подключение), так и по принципу постоянного тока (четырехпроводное подключение).

Диапазон измерения от -60 до +80°С. Погрешность ±0,08°С.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2

ИЗМЕРЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ

Цель работы: изучить устройство приборов и методику измерения давления в аэропортах ГА; получить навыки измерения давления и выполнения расчетов, необходимых для практических целей обеспечения полетов.

Атмосферное давление является одной из основных физических характеристик атмосферы, оказывающих существенное влияние на эксплуатацию и полеты ВС, на безопасность полетов.

При метеорологическом обеспечении полетов используется следующая информация об атмосферном давлении:

- давление на уровне порога ВПП в мм рт. ст. или гПа для обеспечения взлета и посадки ВС (QFE);

- давление на уровне моря в гПа (наносится на синоптические карты, передается кодом КН-01, используется для расчета абсолютных высот изобарических поверхностей);

- давление минимальное на маршруте, приведенное к уровню моря (используется при полетах ниже нижнего эшелона на местных воздушных линиях);

- давление на маршруте, приведенное к уровню моря по условиям стандартной атмосферы (QNH), в гПа.

 

Единицей измерения давления в метеорологии является гектопаскаль (гПа) и миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.).

1 мм рт. ст. = 1,33 гПа; 1 гПа = 0,75 мм рт. ст.