Urządzenie ogródka meteorologicznego

Transkrypt

1 Ogródek meteorologiczny

2 Lokalizacja Ogródek meteorologiczny powinien być urządzony w terenie otwartym. Najlepsze miejsce to takie z dala od budynków, drzew, otwartej wody, czyli wszystkiego co mogłoby utrudniać wymianę powietrza i mieć bezpośredni wpływ na wyniki pomiarów. Nie jest też właściwe umieszczanie ogródka na terenach zupełnie otwartych i bardzo rozległych, gdyż w tym przypadku wiatr może zakłócać pomiary wysokości opadu atmosferycznego oraz nawiewając śnieg do ogródka tworzyć zaspy. Przestrzegając poniższych zasad, można uzyskać reprezentatywne wyniki obserwacji: - w odległości 30 m od ogródka nie mogą znajdować się żadne budowle, drzewa, krzewy oraz uprawy sztucznie zraszane; - w odległości ponad 30 m od ogródka mogą stać małe pojedyncze obiekty np. parterowy dom czy drzewo, jednak ta odległość nie może być mniejsza niż 10-cio krotna ich wysokość; w odległości ponad 100 m od ogródka może być luźna zabudowa i małe grupy drzew; - w odległości ponad 300 m od ogródka mogą znajdować się zwarte zespoły drzew (sady i parki); - w odległości co najmniej 500 m od ogródka mogą stać już wielopiętrowe bloki mieszkalne.

3 Urządzenie ogródka meteorologicznego Ogródek powinien mieć kształt kwadratu z bokami skierowanymi wzdłuż linii północ-południe i wschód-zachód. Przyjęte minimalne rozmiary ogródka to 15 x 15 m, choć jego wielkość zależna jest od zakresu pomiarów. Teren ogródka powinien być wyrównany, bez dołów i górek, porośnięty trawą. Tylko wówczas, gdy jest to rejon np. piaszczysty (wydmy nadmorskie) i wpływa to na rodzaj klimatu, trawy nie należy siać. Nie powinno być tam pni, drzew czy krzewów. Rozmieszczenie przyrządów powinno być takie, aby jedne nie zakłócały pracy drugich. Niższe powinny być instalowane od strony południowej, wyższe od północnej. Urządzenia do instalacji przyrządów należy pomalować białą farbą, aby podczas upałów jak najmniej się nagrzewały. Ścieżki należy ograniczyć tylko do koniecznych, a ich szerokość nie może przekraczać 0,5 m. Całość należy ogrodzić niezbyt gęsta siatką o wysokości około 1,5 m, a bramka musi być zamykana na klucz. Powierzchnia terenu ogródka powinna być naturalna. Nie powinno się jej deptać, a w okresie letnim należy regularnie kosić trawę. Zimą, śnieg także powinien pozostać w stanie naturalnym, aż stopnieje. Jedynie bardzo wysokie zaspy należy przycinać do średniej wysokości pokrywy. Nie wolno dopuszczać, aby na urządzeniach gromadziły się pajęczyny, kurz itp.

4 Schemat ogródka meteorologicznego 1. Widzialnomierz Vaisala, 2.Laserowy miernik podstawy chmur Vaisala, 3.Poletko z termometrami gruntowymi 4.Urządzenie do pomiaru całkowitego promieniowania słonecznego i bilansu radiacyjnego 5.Urządzenie do automatycznego pomiaru dobowej sumy usłonecznienia Vaisala 6a, 6b.Wiatromierze 7.Heliograf Campbella-Stokesa 8.Urządzenie do pomiaru promieniowania rozproszonego, 9. Urządzenie do pomiaru widm promieniowania słonecznego, 10.Klatka meteorologiczna, 11. Aktynometr Linke-Feussnera, 12.Deszczomierze Hellmanna tradycyjny (a) i rejestrujący (b)

5 Wyposażenie ogródka meteorologicznego 1. Widzialnościomierz Vaisala z detektorem zjawisk atmosferycznych pomiar widzialności poziomej w zakresie od 10 m do 50 km. Czujnik MAWS jest przeznaczony dla automatycznych stacji meteorologicznych [Automatic Weather Station]. Widzialnościomierz mierzy tzw. widzialność meteorologiczną, czyli największą odległość z której przedmiot o odpowiednich wymiarach, umieszczony na poziomie gruntu, jest widoczny i rozpoznawalny na tle nieba. Oprócz tego mierzy on intensywność i ilość opadów w różnych stanach skupienia. Przyrząd mierzy również ilość wody opadowej za pomocą urządzenia pojemnościowego oraz łączy tę informację z pomiarami rozproszenia promieniowania optycznego i temperatury. Te trzy niezależne pomiary dają wystarczającą ilość danych dla określenia rodzaju opadu atmosferycznego. Detektor opadów

6 2.Laserowy miernik podstawy chmur Vaisala Jest to bardzo nowoczesne urządzenie laserowe mierzące wysokość podstawy chmur i widzialność pionową. Pomiar wysokości podstawy chmur może być realizowany do wysokości 7500m. Miernik wysokości podstawy chmur jest w stanie wykryć w tym samym czasie trzy warstwy chmur. Oprócz wysokości podstawy i warstw chmur urządzenie wykrywa inne przyczyny ograniczenia widzialności (np. opad). 3.Poletko z termometrami gruntowymi Jest to fragment ogródka meteorologicznego, o wymiarach 1,5 x 2 m, pozbawiony jakiejkolwiek roślinności, zawsze zagrabiony i oczyszczony. Wykonuje się na nim pomiary temperatury w gruncie. Pomiary wykonywane na poletku mają przede wszystkim znaczenie agrotechniczne. Termometry gruntowe - termometry mierzące temperaturę w gruncie na różnych głębokościach: 5, 10, 20, 50 i 100 cm.

7 Termometr przygruntowy - termometr mierzący minimalną temperaturę przy gruncie. Pomiar jest dokonywany 5 cm nad powierzchnią gruntu termometrem specjalnej konstrukcji zapamiętującym odczyt minimalny. 4. Pyranometry Molla-Gorczyńskiego - promieniowanie całkowite, pyranometr Funka - bilans radiacyjny. Urządzenie do pomiaru całkowitego promieniowania słonecznego i bilansu radiacyjnego.

8 5. Urządzenie do automatycznego pomiaru dobowej sumy usłonecznienia - Vaisala Pomiar polega na zliczaniu czasu występowania bezpośredniego promieniowania przekraczającego 120 W/m 2. Czujnik MAWS. 6. Wiatromierze a. elektroniczny Vaisala - czujnik MAWS b. elektroniczny AVIOMET

9 8. Urządzenie do pomiaru promieniowania rozproszonego Pyranometr - do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego rozproszonego w atmosferze (promieniowania nieboskłonu). 7. Heliograf Campbella-Stokesa Pozwala określić przedział czasu, w którym natężenie promieniowania bezpośredniego przekracza wartość progową ustaloną przez WMO (120 W/m 2 ).

10 9. Urządzenie do pomiaru widm promieniowania słonecznego Rejestracja widma słonecznego w trzech zakresach.

11 10. Klatka meteorologiczna, a w niej: a. termometr rtęciowy "suchy" b. termometr rtęciowy "zwilżony" c. termometr maksymalny d. termometr minimalny e. czujnik temperatury i wilgotności - Vaisala Wyniki pomiarów termometrów są odczytywane przez obserwatora, a czujnik temperatura - wilgotność jest czujnikiem MAWS.

12 Klatka meteorologiczna - to obiekt, w którym znajdują się przyrządy do pomiarów meteorologicznych. Odpowiednio zorientowana w terenie jest przewiewną drewnianą skrzynką (dobry izolator), pomalowaną białą farbą (zminimalizowane nagrzewanie się). Posiada wymiary 75/50/50 cm. Ścianki oraz drzwiczki klatki są dwustronnie żaluzjowane, dno jest wykonane z trzech desek, z których środkowa znajduje się 2-3 cm ponad dwoma bocznymi. Dach klatki składa się z dwóch powierzchni: -górnej (zewnętrznej) opadającej do tyłu, na południe, wystającej nieco poza ścianki klatki, -dolnej (wewnętrznej) ustawionej poziomo, mającej szereg otworów. Między obydwiema powierzchniami znajduje się wolna przestrzeń.

13 Klatka ustawiona jest na trawniku o wysokości trawy od 7 do 15 cm na czterech podporach, na takiej wysokości, aby zbiorniczki termometrów znajdowały się na wysokości 2 m nad powierzchnią ziemi, że zwiększa to reprezentatywność przestrzenną (poziomą) pomiaru, gdyż przyjmuje się, że na tej wysokości zanikają wpływy mikroklimatyczne podłoża. Drzwiczki klatki otwierają się na północ. Przy klatce od strony północnej ustawione są schodki umożliwiające obserwatorowi dojście do klatki. Taka budowa klatki chroni umieszczone w niej przyrządy, zapewniając jednocześnie przewiewność jej wnętrza i sprawia, że temperatura powietrza wewnątrz jest bardzo zbliżona do temperatury powietrza na zewnątrz. W klatce umieszczone są na statywie dwa termometry stacyjne (pionowo): - termometr rtęciowy "suchy" i termometr rtęciowy "zwilżony, oraz termometry ekstremalne: - termometr maksymalny - ustawiony lekko ukośnie (zbiorniczkiem ku dołowi), - termometr minimalny - ustawiony poziomo. Obecnie z racji powszechnego stosowania automatycznych stacji meteorologicznych (ASM) coraz częściej wykorzystywane są talerzykowe osłony radiacyjne,będące odpowiednikami klatek meteorologicznych. Zwykle wykonane sa z malowanych na biało, wzmacnianych włóknami szklanymi żywic, tworzyw sztucznych lub aluminium.

14

15

16 Termograf Psychrometr Assmana Psychrometr Augusta Higrograf

17

18

19 11. Aktynometr - Linke-Feussnera "pancerny" Pozwala na pomiar bezpośredniego promieniowania Słońca. Urządzenie jest wyposażone w standardowe filtry Schotte`a, umożliwiające - oprócz pomiarów w pełnym zakresie widma słonecznego - pomiary natężenia w wydzielonych jego obszarach. 12. Deszczomierz Hellmanna Jest to jedno z podstawowych urządzeń wykorzystywanych do zbierania informacji o ilości opadu atmosferycznego, dochodzącego do powierzchni Ziemi. W określonych terminach doby jest mierzona ilość opadu zebranego w zbiorniku urządzenia.

20 Deszczomierz ARG100 jest typowym deszczomierzem opartym na zasadzie zwierania impulsatora (kontaktron) pod wpływem przepełnienia zbiorniczka pomiarowego. Opad atmosferyczny doprowadzany jest do zbiorniczka pomiarowego poprzez specjalnie wyprofilowaną czaszę. Przyrząd powinien być mocowany na podstawie (lub na uchwycie na maszcie) zapewniającej pionową pozycję. Deszczomierz ARG100 jest produkcji angielskiej firmy "Environmental Measurements Ltd". Pluwiograf - urządzenie do automatycznego pomiaru ciągłych opadów, rejestrujące ich ilość, czas trwania i natężenie. Wyróżnia się pluwiografy: pływakowy, w którym w naczyniu znajduje się pływak, wskazujący stan napełnienia oraz wywrotkowy.

21 Deszczomierz wagowy Do ciągłej rejestracji opadu w czasie służą deszczomierze sprzęgnięte z rejestratorami. Jednym z takich rozwiązań jest deszczomierz wagowy. Zasada działanie jest zbliżona do deszczomierza Hellmanna, z ta jednak różnicą, że zbiornik, w którym gromadzi się opad znajduje się na wadze. Waga jest sprzęgnięta z rejestratorem, który na rejestruje przyrost wagi (objętości) opadu w czasie co później jest przeliczane na wysokość opadu. Takie rozwiązanie wymaga, jednak, aby obserwator (raz na dobę) opróżniał zbiornik.

22 Deszczomierz korytkowy Innym rozwiązaniem do ciągłego pomiaru deszczu jest deszczomierz korytkowy. Deszczomierz składa się z dwóch symetrycznych zbiorników (korytek) podpartych centralnie. Objętość korytek jest znana. Podczas wystąpienia opadu korytka są wypełniane naprzemian. W wyniku napełniania zmienia się ciężar, po całkowitym napełnieniu korytka zachwiana zostaje równowaga i urządzenie przechyla się. Następuje wówczas opróżnienie jednego korytek, a drugie napełnia się. Rejestrator zlicza liczbę przechyleń urządzenia i na tej podstawie określa się objętości (wysokość) opadu w czasie.

23