Как да измерваме валежите Методи за измерване на валежите. Валежи

Всичко в Санкт Петербург е аномално топла зима(о, дано го прокълна!), и аз, доста уморен от двете предишни зимни реконструкции на събитията от филма „Денят след утре“, съм невероятно щастлив от това. Освен това преди година, по това време, вече имаше студ извън прозореца от -20 °. Сноубордистите и скиорите ще имат изкуствен сняг по пистите, така че няма да се обидят, но мога да живея добре и без него.

Но докато времето се клати около нулата, всяка сутрин за мен се превръща в дилема: какво да облека, за да не замръзна и да не се изпотя. И тук на помощ ми идват два отлични сайта с много точни прогнози за времето. По едно време мой приятел ми помогна да ги намеря, но той не пише в LiveJournal, така че ще дам светлина на хората. Тези, които знаят за тях, не бързат да хвърлят яйца по акордеона, защото мнозина все още отиват в глупавите и лъжливи Gismeteo и Yandex, за да разберат времето.

По-долу е даден кратък преглед на два отлични сайта: RP5И YR.no, както и отговори на няколко въпроса, които могат да възникнат след запознаването им. Ако изглежда, че има твърде много букви, просто вземете под внимание моите препоръки и повярвайте, че тези два ресурса никога не са се провалили или излъгали.

Този сайт, гост от Норвегия, за разлика от RP5, освен че е много точни прогнозиима много красив дизайн. Руски език обаче няма. Но има английски (превключва в горния десен ъгъл).
Характеристика на сайта - куп различни начинипредоставяне на информация, варираща от прости таблици с прогнози, познати от Yandex за 9 дни предварително (заслужава да се отбележи, че декодирането все още е много подробно) и завършващо с графики и метеорологични карти, които се променят с времето.
Лично за мен оптималната и най-разбираема графика изглежда умерено „натоварена“ графика, която също може да придобие линия за налягане и облачна диаграма, ако щракнете върху бутона Подробно вляво, но тази информация изглежда ненужна за аз Сините ленти на времевата ос отново са нивото на валежите в милиметри.

Сега ще отговоря на няколко въпроса, които могат да възникнат след като прочетете тези сайтове:

Въпрос: Откъде британците и норвежците получават информация за нашето време? Нашият хидрометеорологичен център със сигурност знае по-добре!
О: Съвсем не. И Хидрометеорологичният център, и всички останали знаят абсолютно същото за реалното време. Цялата информация се събира от наземни метеорологични станции и се предоставя публично в системата за безплатен международен обмен на метеорологични данни. Сега всеки, който има суперкомпютър с хиляда или две процесора, може да вземе тези данни, да ги обработи и да се опита да предскаже какво ще бъде времето на определено място в близко бъдеще. Въпросът е само кой може да го направи по-точно.

Въпрос: Не ми е ясно кога валежите се обозначават като 2 мм/6 часа. Какво наистина да очакваме?
О: Много лесно за разбиране. Ето как RP5 го обяснява:
„Съотношението е директно: 1 mm отговаря на 1 литър на 1 квадратен метър. Тоест 12 мм е голяма 12-литрова кофа; 10 мм - кофа от 10 литра; 0,5 мм - бутилка от половин литър; 0,2 мм - чаша вода на 1 квадрат. метър. Може би това обяснение не е много солидно, но е разбираемо."
Това отваря нови хоризонти в сравнение с онези прогнози за времето, при които дъждът, независимо от прогнозирания интензитет, се обозначава с капчица или чадър. Можете да разберете дали този чадър изобщо е необходим по тези милиметри: 0,2-1 мм е много малко и най-вероятно означава силен дъжд на места (тоест всичките 10 милиметра ще паднат върху 10% от града и слънцето ще блестят над останалите 90%) . А 4-10 мм вече е впечатляващо количество, разпръснато върху огромна площ и най-вероятно дъждът ще продължи да вали дълго време и навсякъде.

Въпрос: Какъв дъжд, тук е зима, студ -30! Как да измерим снега в милиметри?
О: Просто умножете по 10. 1 милиметър валежи се равнява на 1 сантиметър снежна преспа.

Въпрос: Би било чудесно, ако можете да правите прогнози от 10 различни източницисредно аритметично.
Да, някой вече е правил това

Атмосферни валежи е името, дадено на водата, която пада от атмосферата върху земната повърхност. Атмосферните валежи имат и по-научно име - хидрометеори.

Те се измерват в милиметри. За да направите това, измерете дебелината на водата, която е паднала на повърхността, като използвате специални устройства— валежомери. Ако трябва да измерите дебелината на водата при големи площи, след това използвайте метеорологични радари.

Средно нашата Земя получава почти 1000 mm валежи годишно. Но е доста предсказуемо, че количеството влага, което пада, зависи от много условия: климатични и метеорологични условия, терен и близостта на водните тела.

Видове валежи

Водата от атмосферата попада на земната повърхност, намирайки се в двете си състояния - течно и твърдо. Според този принцип всичко валежиОбичайно е те да се разделят на течни (дъжд и роса) и твърди (градушка, скреж и сняг). Нека разгледаме всеки от тези видове по-подробно.

Течни валежи

Течните валежи падат на земята под формата на водни капчици.

Дъжд

Изпарявайки се от повърхността на земята, водата в атмосферата се събира в облаци, които се състоят от малки капчици с размери от 0,05 до 0,1 mm. Тези миниатюрни капчици в облаците се сливат една с друга с течение на времето, като стават по-големи по размер и забележимо по-тежки. Визуално този процес може да се наблюдава, когато снежнобял облак започне да потъмнява и да става по-тежък. Когато има твърде много такива капки в облак, те падат на земята под формата на дъжд.

През лятото дъждът идва под формата на големи капки. Те остават големи, защото загрятият въздух се издига от земята. Тези издигащи се струи предотвратяват разпадането на капките на по-малки.

Но през пролетта и есента въздухът е много по-хладен, така че през тези периоди от годината дъждът ръми. Освен това, ако дъждът идва от слоести облаци, той се нарича покривни облаци, а ако капките започнат да падат от ореховите облаци, тогава дъждът се превръща в дъжд.

Всяка година почти 1 милиард тона вода падат на нашата планета под формата на дъжд.

Струва си да се подчертае в отделна категория дъждец. Този тип валежи също падат от слоести облаци, но капчиците са толкова малки и скоростта им е толкова незначителна, че водните капки изглеждат увиснали във въздуха.

Роса

Друг вид течни валежи, които падат през нощта или рано сутрин. Капките роса се образуват от водна пара. През нощта тази пара се охлажда и водата се превръща от газообразно състояние в течност.

Най-благоприятните условия за образуване на роса: ясно време, топъл въздух и почти пълна липса на вятър.

Твърди валежи

Твърди валежиМожем да наблюдаваме през студения сезон, когато въздухът се охлажда до такава степен, че водните капки във въздуха замръзват.

сняг

Снегът, като дъжд, се образува в облак. След това, когато облакът навлезе във въздушен поток, в който температурата е под 0°C, водните капки в него замръзват, стават тежки и падат на земята като сняг. Всяка капчица се втвърдява в нещо като кристал. Учените казват, че всички снежинки имат различни формии просто е невъзможно да се намерят идентични.

Между другото, снежинките падат много бавно, тъй като те са почти 95% въздух. По същата причина те бяло. А снегът хрущи под краката, защото кристалите се чупят. И нашият слух е в състояние да улови този звук. Но за рибата това е истинско мъчение, тъй като снежинките, падащи върху водата, издават високочестотен звук, който рибата чува.

градушка

пада само през топлия сезон, особено ако предишния ден беше много горещ и задушен. Нагретият въздух се втурва нагоре със силни течения, носейки със себе си изпарената вода. Образуват се тежки купести облаци. След това под въздействието на нарастващи течения водните капки в тях стават по-тежки, започват да замръзват и да обрастват с кристали. Тези бучки кристали се втурват към земята, увеличавайки се по пътя си поради сливането с капки преохладена вода в атмосферата.

Трябва да се има предвид, че такива ледени „снежни топки“ се втурват към земята с невероятна скорост и следователно градушката е в състояние да пробие шисти или стъкло. Големи щети нанася градушката селско стопанство, следователно най-„опасните“ облаци, които са готови да избухнат в градушка, се разпръскват с помощта на специални оръдия.

Слана

Сланата, подобно на росата, се образува от водна пара. Но през зимата и есенни месециКогато е достатъчно студено, водните капчици замръзват и следователно падат като тънък слой ледени кристали. Но те не се топят, защото земята се охлажда още повече.

Дъждовни сезони

В тропиците и много рядко в умерени шириниидва период от годината, когато има прекомерно количество валежи голям бройвалежи. Този период се нарича дъждовен сезон.

В страните, разположени на тези географски ширини, няма тежки зими. Но пролетта, лятото и есента са невероятно горещи. През този горещ период се натрупва голяма сумавлага в атмосферата, която след това се излива под формата на продължителни дъждове.

В района на екватора дъждовният сезон се случва два пъти годишно. А в тропическата зона, южно и северно от екватора, такъв сезон се случва само веднъж годишно. Това се дължи на факта, че дъждовният пояс постепенно преминава от юг на север и обратно.

Вече сме говорили повече от веднъж за валежите, тяхното количество и видове. Но би било хубаво да разберем този въпрос по-подробно - това е много важно!

Цялата вода, падаща от облаците под формата на дъжд, сняг или друга форма, се нарича валежи. Тяхното количество се измерва в милиметри от дебелината на водния слой, който биха образували на повърхността на земята, ако не се разпространяват, просмукват или изпаряват. Това количество се измерва за определен период от време – за ден, месец или година.

За измерване на количеството на валежите се използват дъждомери - резервоари (обикновено метални варели), в който се събират валежите, падащи върху определена площ (например с помощта на фуния с площ от един квадратен метър). В края на периода на наблюдение количеството вода, натрупано в резервоара, се измерва и преобразува в единици дебелина на съответния слой.

Уред за измерване на валежите

Например, ако са се натрупали 200 литра вода, това означава, че дебелината на слоя ще бъде 200 000 кубични сантиметра / 10 000 квадратни сантиметра = 20 сантиметра = 200 милиметра.

Но водата може ли да се изпари и от варел? Разбира се, особено в горещо време. И ако нашият дъждомер е инсталиран някъде далеч от жилищата и метеоролозите идват при него само веднъж месечно, за да разберат колко валежи са паднали на това място, грешат ли? Не, и за да избегнат грешки, те измислиха забавен начин. В цевта се налива малко масло (например машинно масло). Той е по-лек от водата и затова, когато водата навлезе в цевта, тя се разпространява по повърхността й, образувайки тънък филм. А маслен филм с незначителна дебелина скрива водата отдолу.

Защо валежите са различни?

При определени условия водните пари във въздуха започват да се превръщат във вода - кондензират. В същото време се появяват малки капчици вода, все още толкова леки, че не падат на земята, но вече толкова големи, че се виждат. Появяват се мъгла или облаци. По-нататъшните събития могат да се развият по различни начини.

Обикновено дъждовни капкиТе имат размер около един милиметър, по-рядко - до пет милиметра. Това се случва, защото големите капки по време на полет се раздробяват на по-малки. Образуването на големи капчици е свързано не с процеса на кондензация на пара, а с процеса на слепване на малки облачни капчици. Освен това, ако водни капчици и ледени кристали се появят едновременно в облак, кристалите (снежинките) растат, докато капчиците се изпаряват.

Ако въздухът под облака има температура по-ниска от HS, снежинките достигат земната повърхност. В топлия въздух те се топят, превръщайки се в дъждовни капки. В планините често можете да наблюдавате как в долините вали, а върховете едновременно са покрити със сняг.

С това явление е свързано важно географско понятие – снежната линия (или граница). Това е името на надморското ниво, над което температурите са толкова ниски, че натрупването на сняг и други твърди валежи преобладава над изпарението и топенето. Наличието на снежна линия определя височината на ледниците в планините. Над екватора той се намира на надморска височина от около 4600 метра (и само високи планини, като Килиманджаро, достигат до него), в Арктика пада до 200–500 метра (а ледниците се образуват дори на много ниски планини, като Byrranga), а в Антарктика пада до морското равнище (и се образуват ледени рафтове, както в морето на Рос).

Един от най опасни видовевалежи – леден дъжд. Обикновено се наблюдава с настъпването на топло време. атмосферен фронтпрез студения сезон. Първо, снежинките се образуват в слоестите облаци над предната част. Когато попаднат в топъл въздух, те се стопяват и получените капчици попадат в студените приземни слоеве въздух. Ако температурата тук не е много ниска, те достигат до земята, без да замръзнат. Но когато попаднат на студени настилки, клони, жици и др., те замръзват върху тях с коричка. лед.Ако въздухът под предната част е много студен, капките замръзват по време на полет, образувайки зърнена закуска(ледени топки с диаметър по-малък от пет милиметра) или градушка(топките са повече от пет милиметра). Градушките могат да достигнат размерите на портокал, а най-голямата измерена, паднала на 3 септември 1970 г. в Канзас, е с тегло до 750 грама и обиколка до 0,5 метра! В Индия, в района на Ню Делхи, през април 1888 г. 246 души са убити от градушка.

Атмосферни валежи и тяхното образуване

Валежите не падат от всеки облак. Предпоставка за образуване на валеж е едновременното наличие на вода във въздуха в твърдо, течно и газообразно състояние, понякога и в смесена облачност. Това се случва само когато облакът се издигне и изстине. Следователно по произход се разграничават конвективни, фронтални и орографски валежи.

Конвективните валежи са характерни за горещата зона, където се наблюдават интензивно нагряване и изпарение на водата през цялата година, а възходящото движение на топлите и влажен въздух. През лятото такива процеси често се случват в умерената зона.

Фронтални валежи се образуват при две въздушни масис различни температурии други физични свойства. Характерни фронтални валежи се наблюдават в зоните с умерен и студен климат.

Орографските валежи се появяват по наветрените склонове на планините, особено високите, тъй като те също принуждават въздуха да тече нагоре. Като загуби влага и потъва, преминава планинска верига, пак се спуска и затопля, и относителна влажностнамалява, отдалечавайки се от състоянието на насищане.

Според характера на валежите се разграничават: валежи (интензивни, краткотрайни, падащи върху малка площ) продължителни валежи ( среден интензитет, равномерен, дълготраен - може да продължи цял ден, често пада върху голяма площ); валежи, дъжд (характеризиращи се с малки капчици, суспендирани във въздуха).

Измерване на валежите

Количеството на валежите се измерва с дебелината на водния слой в милиметри, който може да се образува в резултат на валеж върху хоризонтална повърхност при липса на изпарение и просмукване в почвата. За измерване на количеството на валежите се използва дъждомер (метален цилиндър с височина 40 см и площ на напречното сечение 500 см2 с поставена диафрагма за предотвратяване на изпарение). , Твърдите валежи (сняг, градушка) се разтопяват предварително. Количеството вода, което влиза в дъждомер, се измерва с помощта на стъклен цилиндричен съд, чиято площ на дъното е 10 пъти по-малка от площта на Така че, когато слоят вода, изтекъл от дъждомера на дъното на съда, е паднал на повърхността на земята с височина 2 мм.

Всички измервания на валежите се обобщават за всеки месец и се извеждат месечни и след това годишни валежи. Колкото по-дълго е наблюдението, толкова по-точно е възможно да се изчислят средните месечни и съответно средногодишните валежи за това място на наблюдение. Линиите на картата, свързващи точки с еднакво количество валежи в милиметри за определен период от време (например година), се наричат ​​изохиети.

Разпределение на валежите по повърхността на земното кълбо

Географското разпределение на валежите върху земната повърхност зависи от комбинираното действие на много фактори: температура, изпарение, влажност на въздуха, облачност, атмосферно налягане, преобладаващи ветрове, разпределение на сушата и морето, океански течения. Най-важната сред тях е температурата на въздуха, от която зависи интензивността на изпарението и количеството на изпарения въздух (количеството влага в милиметри воден слой, което може да се изпари на определено място за една година).

В „студените географски ширини изпарението е незначително, наблюдава се изпарение, тъй като студеният въздух може да съдържа ниско съдържание на водна пара. И въпреки че относителната влажност на въздуха може да бъде доста висока, когато се кондензира малко количество пара, незначително количество. валежите падат в горещата зона, се наблюдава обратното явление: голямо изпарение и висока летливост и, следователно, абсолютна влажноствъздухът причинява значителни количества валежи. Следователно валежите са разпределени зонално.

IN екваториален поясизпада най-голямото числовалежи - 1000-2000 mm или повече, тъй като там през цялата годинанаблюдаваното високи температури, преобладават високото изпарение и възходящите въздушни течения.

В тропичните ширини количеството на валежите намалява до 300-500 mm, а във вътрешните пустинни райони на континентите е под 100 mm. Причината за това е доминацията тук високо наляганеи въздушни потоци надолу, докато се нагряват и се отдалечават от състоянието на насищане. Тук само по източните брегове на континентите, които

носени от топли течения, има силни валежи, особено през лятото.

В умерените ширини количеството на валежите отново се увеличава до 500-1000 m. Повечето от тях падат по западните брегове на континентите, тъй като те преобладават през цялата година. западни ветровеот океаните. Топлите течения и планинският терен също допринасят за по-големи валежи тук.

В полярните райони количеството на валежите е само 100-200 mm, което се дължи на ниското съдържание на влага във въздуха, въпреки силната облачност.

Количеството на валежите обаче все още не определя условията на влага. Характерът на овлажняването се изразява чрез коефициента на овлажняване - отношението на валежите към изпарението за същия период. Тоест K = O / B, където K е коефициентът на овлажняване, O е количеството на валежите, B е количеството на изпарението. Ако K = 1, тогава влагата е достатъчна, K> 1 е прекомерна, K<1 - недостаточное, а К <0,3 - бедное. Коэффициент увлажнения определяет тип природно-растительных зон: при избыточном и достаточном увлажнении и достаточный, количества тепла произрастают леса; недостаточное, близкий к единице, увлажнение характерно для лесостепи, саванн; несколько больше 0,3 - луговых и сухих степей; бедное - для полупустынь и пустынь.

Средните годишни валежи представляват важна част от данните за климата - тези, регистрирани с помощта на различни методи.

Валежите (най-често включват сняг, градушка, суграшица и други видове вода, падащи на земята) се измерват в единици за определен период от време.

В Съединените щати валежите обикновено се отчитат в инчове за 24-часов период. Това означава, че ако падне един инч дъжд за период от 24 часа и водата не попие в земята и не потече надолу след буря, ще има слой от един инч вода, покриващ земята.

Нискотехнологичните методи за утаяване използват контейнер с плоско дъно и прави страни (например цилиндър за кафе). Докато един цилиндър може да ви помогне да определите дали валежното събитие е един или два инча дъжд, те изпитват затруднения при измерването на малки количества валежи.

Наблюдателите на времето използват по-сложни инструменти, известни като дъждомери и кофи за по-точно измерване на валежите. Сензорите за дъжд имат широки отвори в горната част за валежи. Дъждът се насочва в тясна тръба, една десета от диаметъра на горната част на шията. Тъй като тръбата е по-тънка от горната част на фунията, мерните единици са по-далеч една от друга, отколкото биха били на линийка и са възможни точни измервания от една стотна (1/100 или 0,01) от инча. Когато количеството е по-малко от 0,01 инча дъжд, това количество се нарича дъждовна „следа“.

Кофа, оборудвана със сензор, записва показанията за валежите на въртящ се барабан или по електронен път. Има фуния като обикновен дъждомер, но фуниите водят до две малки „кофи“. Двете кофи са балансирани и всяка има 0,01 инча воден капацитет. Когато една кофа е пълна, дъното й се изпразва, докато другата кофа се пълни с дъждовна вода. Всеки връх на кофата задейства устройство за записване на увеличение от 0,01 инча дъжд.

Снеговалежът се измерва по два начина. Първият е просто измерване на слоя сняг на земята с пръчка, обозначена с мерни единици. Второто измерване определя еквивалентното количество вода на единица сняг. За да се получи това съотношение, снегът трябва да бъде събран и разтопен във вода. Обикновено 10 инча сняг произвежда един инч вода. Това обаче може да се отнася за рохкав, пухкав сняг, въпреки че само 2-4 инча мокър, уплътнен сняг може да произведе един инч вода.

Вятърът, сградите, дърветата, теренът и други фактори могат да променят количеството на валежите, които падат, и такъв снеговалеж обикновено се измерва спрямо препятствия. Тридесетгодишните средни годишни валежи се използват за определяне на средните годишни валежи за определено място.