Атмосферные осадки

Зернистая изморозь — белый рыхлый снеговидный осадок, образующийся в результате оседания мелких капелек переохлаждённого тумана на ветвях деревьев и проводах в облачную туманную погоду (в любое время суток) при температуре воздуха от нуля до −10° и умеренном или сильном ветре. При укрупнении капель тумана может перейти в гололёд, а при понижении температуры воздуха в сочетании с ослаблением ветра и уменьшением количества облачности в ночное время — в кристаллическую изморозь. Нарастание зернистой изморози продолжается столько, сколько длится туман и ветер (обычно несколько часов, а иногда и несколько суток). Сохранение отложившейся зернистой изморози может продолжаться несколько суток.

Гололёд — слой плотного стекловидного льда (гладкого или слегка бугристого), образующийся на растениях, проводах, предметах, поверхности земли в результате намерзания частиц осадков (переохлаждённой мороси, переохлаждённого дождя, ледяного дождя, ледяной крупы, иногда дождя со снегом) при соприкосновении с поверхностью, имеющей отрицательную температуру. Наблюдается при температуре воздуха чаще всего от нуля до −10° (иногда до −15°), а при резком потеплении (когда земля и предметы ещё сохраняют отрицательную температуру) — при температуре воздуха 0…+3°. Сильно затрудняет передвижение людей, животных, транспорта, может приводить к обрывам проводов и обламыванию ветвей деревьев (а иногда и к массовому падению деревьев и мачт линий электропередач). Нарастание гололёда продолжается столько, сколько длятся переохлаждённые осадки (обычно несколько часов, а иногда при мороси и тумане — несколько суток). Сохранение отложившегося гололёда может продолжаться несколько суток.

Гололедица — слой бугристого льда или обледеневшего снега, образующийся на поверхности земли вследствие замерзания талой воды, когда после оттепели происходит понижение температуры воздуха и почвы (переход к отрицательным значениям температуры). В отличие от гололёда, гололедица наблюдается только на земной поверхности, чаще всего на дорогах, тротуарах и тропинках. Сохранение образовавшейся гололедицы может продолжаться много дней подряд, пока она не будет покрыта сверху свежевыпавшим снежным покровом или не растает полностью в результате интенсивного повышения температуры воздуха и почвы.

Атмосферные осадки. Инновационные продукты для определения количественных и качественных характеристик осадков

OTT Pluvio²

Датчик атмосферных  осадков, измерения производятся по принципу взвешивания.

Независимо  от того, что это: моросящий дождь, ливень, град или снег, новый автономный осадкомер OTT Pluvio² произведёт надежные и точные измерения как количества, так и интенсивности жидких, твердых и смешанных осадков.

Измерение производится по принципу взвешивания. В отличие  от осадкомеров других производителей Pluvio²измеряет вес осадков в "емкости". Большинство из существующих осадкомеров других производителей работают по другому прицепу: накапливают воду или снег и при достижении некоторого веса опрокидывают чашку, то есть считают количество опрокидываний. По мнению разработчиков,  Pluvio² измеряет вес "емкости" вне зависимости от количества воды в ней, является основным его преимуществом перед конкурирующими образцами. Кроме того он учитывает такие пограничные факторы как температура и скорость ветра, которые могут повлиять на результаты измерений.

Для передачи данных используются последовательные интерфейсы SDI-12 или RS-485.

Как и всякая техника, обладающая высокой точностью, осадкомер Pluvio² нуждается в надежной защите от воздействий агрессивной внешней среды. Поэтому прибор имеет аэродинамический защитный корпус, выполненный из нержавеющей стали (NIRO V2A) с возможностью блокировки. Его несущие и защитные конструкции также отличаются особой прочностью.

Сертификат

OTT Parsivel

Датчик атмосферных  осадков, разработанный на основе оптической системы (принцип действия которой основывается на работе лазера). Parsivel предназначен для полного и надежного измерения всех видов осадков. Прибор распознаёт и классифицирует такие виды осадков как моросящий дождь, дождь, мелкий град, град, снег и смешанные виды осадков.

Измерения осадков производится сенсорной  головкой, разработанной специально для этих целей. Стандартно, сенсорная  головка размещается на высоте около 1 метра над поверхностью земли. Полученные в ходе измерений данные обрабатываются и сохраняются современным сигнальным процессором.

Сначала поступают данные о размере и  скорости каждой отдельной частицы  осадков, а затем на основе полученных данных прибор высчитывает:

• размер выпавших осадков;
• количество выпавших осадков;
• коэффициент рассеяния лазерного луча в потоке осадков (оценка происходит на основе вычисления затухания лазерного луча при отражении его от специального рефлектора) – условия видимости;
• кинетическую энергию;
• вид осадков.

Результаты  измерений могут передаваться на контроллер или ПК с последовательным интерфейсом

Измерение количества атмосферных осадков

Published on 28/09/2012 by admin in Канализационная сеть

При расчете водостоков основное значение имеют жидкие осадки, выпадающие в  виде дождей и требующие немедленного отведения. Твердые осадки дают меньшее  количество воды при таянии, и ее отведение не связано со временем выпадения этих осадков. 
Для измерения количества атмосферных осадков, выпавших в виде дождя, применяют приборы, называемые дождемерами. Приборы эти бывают обыкновенные и самопишущие. 
Прибор первого вида металлический открытый сосуд цилиндрической формы в виде ведра площадью 500 см2. Эти дождемеры устанавливают на столбе высотой 2 ж от поверхности земли. Для предотвращения выдувания осадков ветром прибор заключают в конический кожух. Для измерения жидких осадков, поступивших в дождемер, их сливают в измерительный градуированный сосуд со шкалой. 
Дождемерами этого типа измеряют общее количество осадков, выпавших за сутки ; количество выпавших осадков за любой промежуток времени получают суммированием суточных количеств. Такие дождемеры весьма просты по своей конструкции; поэтому они получили повсеместное распространение. 
Однако данные о среднем количестве осадков за сутки для расчета дождевой канализации недостаточны. Для этого необходимо знать продолжительность отдельных дождей, количество осадков и их распределение за период каждого дождя. Такие данные могут быть получены только при помощи особых приборов, автоматически регистрирующих весь ход выпадения дождя. Наибольшее распространение у нас получил самопишущий дождемер поплавкового типа. 
Для сбора выпадающих осадков служит приемный сосуд 1, откуда по трубке 2 осадки поступают в измерительный цилиндр 3 с поплавком. Последний связан с пером, которое, касаясь бумажной ленты, надетой на барабан 4, чертит на ней линию. Внутри барабана помещен часовой механизм с суточным заводом, который за сутки поворачивает барабан на один оборот. 
Для обеспечения непрерывной работы прибора при любом количестве осадков в измерительный цилиндр сбоку вставлен стеклянный сифон 5. Изгиб сифона соответствует верхнему положению пера на ленте прибора. 
При наполнении сосуда столб воды достигает уровня сифона, вода из цилиндра автоматически переливается в сосуд 6 и перо опускается вертикально вниз до своего нулевого положения, после чего запись выпадения осадков продолжается тем же порядком. 
На разграфленной ленте барабана по горизонтали фиксируется время, а по вертикали высота слоя выпавшего дождя Н в мм.

Продолжительность дождя оценивается с точностью  до 2 мин, а количество выпавших осадков с точностью до 0,05 мм. При отсутствии осадков перо вычерчивает прямую линию. 
Определение количества выпавшего снега производится простым дождемером. Для этого сосуд дождемера с твердыми осадками вносится; тает тает, а отчество воды. В результате таяния, измеряется.

Атмосферные осадки — вода в жидком или твердом состоянии, выпадающая из облаков или осаждающаяся из воздуха на земную поверхность.

Дождь

При определенных условиях облачные капли начинают сливаться  в более крупные и тяжелые. Они уже не могут удерживаться в атмосфере и падают на землю в виде дождя.

Град

Бывает, что летом  воздух быстро поднимается вверх, подхватывает дождевые тучи и несет их на высоту, где температура ниже 0°. Дождевые капли замерзают и выпадают в  виде града (рис. 1).

Рис. 1. Происхождение  града

Снег

В зимнее время  в умеренных и высоких широтах  осадки выпадают в виде снега. Облака в это время состоят не из капелек воды, а из мельчайших кристалликов — иголочек, которые, соединяясь вместе, образуют снежинки.

Роса  и иней

Осадки, выпадающие на земную поверхность не только из облаков, но и непосредственно из воздуха, — это роса и иней.

Количество выпавших осадков измеряется осадкомером или дождемером (рис. 2).

Рис. 2. Строение дождемера: 1 — наружный корпус; 2 — воронка; 3 — емкость для сбора волы; 4 — мерный резервуар

Классификация и виды осадков

Осадки различают  по характеру выпадения, по происхождению, по физическому состоянию, сезонам  выпадения и т. д. (рис. 3).

По характеру  выпадения осадки бывают ливневыми, обложными и моросящими. Ливневые осадки - интенсивные, непродолжительные, захватывают небольшую площадь. Обложные осадки - средней интенсивности, равномерные, длительные (могут продолжаться сутками, захватывая большие территории). Моросящие осадки - мелкокапельные осадки, выпадающие на незначительной территории.

По происхождению  различают осадки:

• конвективные - характерны для жаркого пояса, где интенсивны нагрев и испарение, но нередко бывают и в умеренном поясе;
• фронтальные - образуются при встрече двух воздушных масс с разной температурой и выпадают из более теплого воздуха. Характерны для умеренных и холодных поясов;
• орографические - выпадают на наветренных склонах гор. Они очень обильны, если воздух идет со стороны теплого моря и обладает большой абсолютной и относительной влажностью.

Рис. 3. Виды осадков

Сравнив на климатической  карте годовое количество атмосферных осадков на Амазонской низменности и в пустыне Сахара, можно убедиться в неравномерном их распределении (рис. 4). Чем это объясняется?

Осадки приносят влажные воздушные массы, формирующиеся  над океаном. Это хорошо видно  на примере территорий с муссонным климатом. Летний муссон приносит с океана много влаги. И над сушей идут продолжительные дожди, как на Тихоокеанском побережье Евразии.

Постоянные ветры  также играют большую роль в распределении  осадков. Так, пассаты, дующие с континента, приносят сухой воздух на север Африки, где расположена самая обширная пустыня мира — Сахара. Западные ветры приносят в Европу дожди с Атлантического океана.

Рис. 4. Среднегодовое распределение осадков на суше Земли

Как вы уже знаете, морские течения влияют на осадки в прибрежных частях материков: теплые течения способствуют их появлению (Мозамбикское течение у восточных  берегов Африки, Гольфстрим у берегов  Европы), холодные, наоборот, препятствуют выпадению осадков (Перуанское течение у западных берегов Южной Америки).

Рельеф также  влияет на распределение осадков, например, Гималайские горы не пропускают на север влажные ветры, дующие с  Индийского океана. Поэтому на их южных склонах иногда выпадает за год до 20 000 мм осадков. Влажные воздушные массы, поднимаясь по склонам гор (восходящие токи воздуха), охлаждаются, насыщаются, и из них выпадают осадки. Территория же севернее Гималайских гор напоминает пустыню: там выпадает всего 200 мм осадков в год.

Существует зависимость  между поясами атмосферного давления и количеством осадков. У экватора — в поясе низкого давления — постоянно нагретый воздух; поднимаясь вверх, он охлаждается и насыщается. Поэтому в области экватора образуется много облаков и идут обильные дожди. Много осадков выпадает и в других областях земного шара, где господствует низ- кос давление. При этом большое значение имеет температура воздуха: чем она ниже, тем меньше выпадает осадков.

В поясах высокого давления преобладают нисходящие воздушные  токи. Воздух, опускаясь, нагревается  и утрачивает свойства состояния  насыщения. Поэтому на широтах 25-30° осадки выпадают редко и в малом количестве. В областях высокого давления у полюсов также выпадает мало осадков.

Абсолютный максимум осадков зарегистрирован на о. Гавайи (Тихий океан) — 11 684 мм/год и в Черапунджи (Индия) — 11 600 мм/год. Абсолютный минимум - в пустыне Атакама и в Ливийской пустыне — менее 50 мм/год; иногда осадки годами вообще не выпадают.

Характеристикой увлажнения территории служит коэффициент увлажнения — отношением годового количества осадков и испаряемости за тот же период. Коэффициент увлажнения обозначают буквой К, годовое количество осадков — буквой О, а испаряемость — И; тогда К = О : И.

Чем меньше коэффициент  увлажнения, тем суше климат. Если годовое  количество осадков примерно равно  испаряемости, то коэффициент увлажнения близок к единице. В этом случае увлажнение считается достаточным. Если показатель увлажнения больше единицы, то увлажнение избыточное, меньше единицы - недостаточное. При коэффициенте увлажнения менее 0,3 увлажнение считается скудным. К зонам с достаточным увлажнением относятся лесостепи и степи, к зонам с недостаточным увлажнением — пустыни.

Слайд 1

АТМОСФЕРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ - КЛАССИФИКАЦИЯ И ОПИСАНИЕ В. В. Бровкин  Атмосферные явления представляют собой важный элемент погоды : от того, идёт ли дождь или снег, отмечается ли туман или пыльная буря, бушует ли метель или гроза, в значительной степени зависит как восприятие текущего состояния атмосферы живыми существами ( человек, животные, растения ), так и воздействие погоды на находящиеся под открытым небом машины и механизмы, постройки, дороги и т. д. Поэтому наблюдения за АТМОСФЕРНЫМИ ЯВЛЕНИЯМИ ( их правильное определение, фиксация времени начала и прекращения, колебаний интенсивности ) на сети метеостанций имеют большое значение. Впрочем, такие наблюдения доступны не только профессионалам, но и широкому кругу любителей природы ; для этого нужно изучить описания явлений и понимать, с чем ( условия ОБЛАЧНОСТИ, ВЕТЕР, диапазон ТЕМПЕРАТУРЫ и т. п.) связано то или иное ЯВЛЕНИЕ ПОГОДЫ.

Слайд 2

Осадки, выпадающие на земную поверхность

Слайд 3

Обложные осадки Характеризуются монотонностью  выпадения без значительных колебаний  интенсивности. Начинаются и прекращаются постепенно. Длительность непререрывного выпадения составляет обычно несколько  часов ( а иногда 1-2 суток ), но в отдельных случаях слабые осадки могут длиться полчаса - час. Выпадают обычно из слоисто - дождевых или высоко - слоистых облаков ; при этом в большинстве случаев облачность сплошная (10 баллов ) и лишь изредка значительная (7-9 баллов, - обычно в начале или конце периода выпадения осадков ). Иногда слабые кратковременные ( полчаса - час ) обложные осадки отмечаются из слоистых, слоисто - кучевых, высоко - кучевых облаков, при этом количество облаков составляет 7-10 баллов. В морозную погоду ( температура воздуха ниже -10...-15°) слабый снег может выпадать из малооблачного неба.