Kuidas mõõta sademeid Sademete mõõtmise meetodid. Sademed
Peterburis on kõik ebanormaalne soe talv(Oh, ma ei põksutaks!) Ja mina, olles üsna väsinud kahest eelmisest talvest – filmi “Päev pärast homset” sündmuste rekonstruktsioonidest, olen selle üle uskumatult õnnelik. Veelgi enam, aasta tagasi, umbes sel ajal, oli akna taga juba -20 °. Lumelaudurid ja suusatajad kaetakse nõlvadel kunstlumega, nii et nad ei solvu, aga ma elan ilma selleta hästi.
Aga sel ajal, kui ilm raputab nulli ümber, muutub iga hommik minu jaoks dilemmaks: mida selga panna, et mitte ära külmuda ja mitte higistada. Ja siin tulevadki mulle appi kaks suurepärast saiti väga täpsete ilmaennustustega. Omal ajal aitas mu sõber mul neid leida, kuid ta ei kirjuta LiveJournalisse, nii et ma kannan valgust inimesteni. Kes neist teab, ärgu tormagu nööbiga akordioni munadega loopima, sest paljud lähevad ikka ilma pärast nüri ja valelikku Gismeteo ja Yandexi.
Allpool on väike ülevaade kahest suurepärasest saidist: WP5 Ja YR.nr, samuti vastused paarile küsimusele, mis võivad tekkida pärast nendega tutvumist. Kui tundub, et kirju on liiga palju, võtke lihtsalt minu soovitused teadmiseks ja uskuge, et need kaks ressurssi pole kunagi ebaõnnestunud ega petnud.
See sait, külaline Norrast, erinevalt FP5-st, lisaks väga täpsed prognoosid on väga ilus kaunistus. Vene keel aga mitte. Aga seal on inglise keel (lülitid paremas ülanurgas).
Saidi funktsioon - hunnik erinevatel viisidel teabe edastamine, alates lihtsatest Yandexist 9 päeva ette tuttavatest prognoosidest-tabelitest (tasub märkida, et dekodeerimine on endiselt väga detailne) ja lõpetades ajas muutuvate graafikute ja meteoroloogiliste kaartidega.
Minu jaoks isiklikult on kõige parem ja arusaadavam mõõdukalt "hõivatud" graafik, mis võib omandada ka survejoone ja pilvekaardi, kui vajutada vasakul asuvale nupule Detailed, kuid see info tundub mulle üleliigne. Sinised tulbad ajateljel näitavad jällegi sademete taset millimeetrites.
Nüüd vastan paarile küsimusele, mis võivad tekkida pärast nende saitide lugemist:
K: Kuidas britid ja norralased meie ilma kohta teavet saavad? Meie hüdrometeoroloogiakeskus teab kindlasti paremini!
V: Üldse mitte. Nii hüdrometeoroloogiakeskus kui ka kõik teised teavad tegelikust ilmast täpselt sama asja. Kogu teabe koguvad maapealsed ilmajaamad ja need tehakse avalikkusele kättesaadavaks tasuta rahvusvahelise meteoroloogiliste andmete vahetamise süsteemis. Nüüd võib igaüks, kellel on tuhande-kahe protsessoriga superarvuti, need andmed võtta, töödelda ja proovida ennustada, milline on lähiajal ilm konkreetses kohas. See on ainult nende otsustada, kellel see täpsemalt õnnestub.
K: Ma ei saa aru, kui sademete hulka viidatakse kui 2 mm/6 tundi. Mida tegelikult oodata?
V: Seda on väga lihtne mõista. RP5 selgitab seda järgmiselt:
"Suhe on otsene: 1 mm vastab 1 liitrile 1 kohta ruutmeeter. See tähendab, et 12 mm on suur 12-liitrine ämber; 10 mm - 10-liitrine ämber; 0,5 mm - pooleliitrine pudel; 0,2 mm - klaas vett 1 ruutmeetri kohta. meeter. Võib-olla pole see seletus kuigi kindel, kuid arusaadav.
See avab uued horisondid võrreldes ilmaprognoosidega, kus vihmast, sõltumata ennustatavast intensiivsusest, annab märku tilk või vihmavari. Kas seda vihmavarju üldse vaja on, saab aru just nende millimeetrite järgi: 0,2-1 mm on väga väike ja suure tõenäosusega tähendab kohati tugevat vihma (see tähendab, et kõik 10 millimeetrit langevad 10%-le linnast ja päike paistab üle ülejäänud 90%) . Ja 4-10 mm on juba muljetavaldav kogus, laiali tohutul alal ja tõenäoliselt sajab pikka aega ja kõikjal.
K: Milline vihm, meil on talv, pakane -30! Kuidas mõõta lund millimeetrites?
V: Korrutage lihtsalt 10-ga. 1 millimeeter sademeid võrdub 1 sentimeetrise lumehangega.
K: Oleks tore, kui saaksite ennustada alates 10 erinevatest allikatest keskmine.
Jah, keegi juba varem
Sademed on vesi, mis langeb atmosfäärist maapinnale. Atmosfäärisademetel on ka teaduslikum nimetus – hüdrometeoorid.
Neid mõõdetakse millimeetrites. Selleks mõõta kasutades pinnale langenud vee paksust spetsiaalsed seadmed- vihmamõõturid. Kui teil on vaja veesammast mõõta suured alad siis kasutatakse ilmaradareid.
Keskmiselt sajab meie Maa aastas ligi 1000 mm sademeid. Kuid on üsna etteaimatav, et nende väljalangenud niiskuse hulk sõltub paljudest tingimustest: kliima- ja ilmastikutingimustest, maastikust ja veekogude lähedusest.
Sademete liigid
Atmosfääri vesi langeb maapinnale, olles kahes olekus – vedelas ja tahkes olekus. Selle põhimõtte kohaselt kõik sademed Tavapärane on jagada vedelaks (vihm ja kaste) ja tahkeks (rahe, pakane ja lumi). Vaatleme kõiki neid tüüpe üksikasjalikumalt.
Vedel sade
Vedelad sademed langevad veepiiskadena maapinnale.
Vihma
Maa pinnalt aurustudes koguneb atmosfääri vesi pilvedeks, mis koosnevad pisikestest 0,05–0,1 mm suurustest tilkadest. Need pisikesed pilvedes olevad tilgad ühinevad aja jooksul üksteisega, muutudes suuremaks ja märgatavalt raskemaks. Visuaalselt on seda protsessi võimalik jälgida siis, kui lumivalge pilv hakkab tumenema ja muutub raskemaks. Kui selliseid tilkasid on pilves liiga palju, langevad need vihma kujul maapinnale.
Suvel sajab suurte tilkade kaupa. Need jäävad suureks, sest soojendatud õhk tõuseb maapinnast üles. Just need tõusvad joad ei lase tilkadel väiksemateks murduda.
Kuid kevadel ja sügisel on õhk palju jahedam, nii et nendel aastaaegadel sajab vihma. Veelgi enam, kui vihm tuleb kihtpilvedest, nimetatakse seda kaldus ja kui kune-vihmast hakkavad tilgad langema, muutub vihm paduvihmaks.
Igal aastal valatakse meie planeedile vihma kujul ligi 1 miljard tonni vett.
Seda tasub eraldi kategoorias esile tõsta tibutama. Seda tüüpi sademeid langeb ka kihtsajupilvedest, kuid nende piisad on nii väikesed ja nende kiirus nii tühine, et veepiisad tunduvad hõljuvat õhus.
Kaste
Teist tüüpi vedelad sademed, mis langevad öösel või varahommikul. Kastepiisad tekivad veeaurust. Öösel see aur jahtub ja vesi muutub gaasilisest olekust vedelaks.
Kaste tekkeks soodsaimad tingimused: selge ilm, soe õhk ja peaaegu tuuletu.
Tahked atmosfääri sademed
tahked sademed saame jälgida külmal aastaajal, mil õhk jahtub sedavõrd, et õhus olevad veepiisad külmuvad.
Lumi
Lumi, nagu vihm, tekib pilvedena. Seejärel, kui pilv siseneb õhuvoolu, mille temperatuur on alla 0 ° C, külmuvad selles olevad veepiisad, muutuvad raskeks ja langevad lumena maapinnale. Iga tilk külmub omamoodi kristalli kujul. Teadlased ütlevad, et kõigil lumehelvestel on erineva kujuga ja sama on lihtsalt võimatu leida.
Muide, lumehelbed langevad väga aeglaselt, kuna need on peaaegu 95% õhust. Samal põhjusel nad valge värv. Ja lumi krõbiseb jalge all, sest kristallid purunevad. Ja meie kõrvad on võimelised seda heli vastu võtma. Kuid kalade jaoks on see tõeline piin, kuna veele langevad lumehelbed eraldavad kõrgsageduslikku heli, mida kalad kuulevad.
rahe
langeb ainult soojal aastaajal, eriti kui eelmisel päeval oli väga palav ja umbne. Kuumutatud õhk tormab tugevate vooludena üles, kandes endaga kaasa aurustunud vett. Tekivad rasked rünkpilved. Seejärel muutuvad tõusvate hoovuste mõjul neis olevad veepiisad raskemaks, hakkavad jäätuma ja kristallideks kasvama. Just need kristallide tükid tormavad maapinnale, suurendades teel nende suurust, kuna need ühinevad atmosfääris olevate ülejahutatud vee tilkadega.
Tuleb meeles pidada, et sellised jää "lumepallid" sööstavad maapinnale uskumatu kiirusega ja seetõttu suudab rahe kiltkivist või klaasist läbi murda. Rahe teeb palju kahju põllumajandus, seega hajutatakse spetsiaalsete relvade abil kõige "ohtlikumad" pilved, mis on valmis raheks puhkema.
härmatis
Härmatis, nagu kastegi, tekib veeaurust. Kuid talvel ja sügiskuud Kui on juba piisavalt külm, siis veepiisad jäätuvad ja langevad seetõttu õhukese jääkristallide kihina välja. Ja nad ei sula, sest maa jahtub veelgi.
vihmaperioodid
Troopikas ja väga harva parasvöötme laiuskraadid aastas tuleb aeg, mil see langeb proportsioonist välja suur hulk sademed. Seda perioodi nimetatakse vihmaperioodiks.
Nendel laiuskraadidel asuvates riikides karmid talved puuduvad. Kuid kevad, suvi ja sügis on uskumatult kuumad. Sel kuumal perioodil koguneb suur summa niiskus atmosfääris, mis seejärel pikaajaliste vihmade kujul välja voolab.
Ekvaatoril toimub vihmaperiood kaks korda aastas. Ja troopilises vööndis, ekvaatorist lõunas ja põhjas, juhtub selline hooaeg vaid kord aastas. See on tingitud asjaolust, et vihmavöönd kulgeb järk-järgult lõunast põhja ja tagasi.
Sademetest, selle kogusest ja liikidest oleme juba rohkem kui korra rääkinud. Aga tore oleks sellest teemast täpsemalt aru saada – see on väga oluline!
Kogu vett, mis langeb pilvedest vihma, lume või mõne muu kujul, nimetatakse sademeteks. Nende arvu mõõdetakse millimeetrites selle veekihi paksusest, mille nad moodustaksid maapinnal, kui nad ei leviks, imbuksid ega aurustuks. Seda kogust mõõdetakse teatud aja jooksul – päevas, kuus või aastas.
Sademete hulga mõõtmiseks kasutatakse vihmamõõtureid - reservuaare (tavaliselt metallist tünnid), mis koguvad sademeid, mis langevad teatud alale (näiteks kasutades lehtrit, mille pindala on üks ruutmeetrit). Vaatlusperioodi lõpus mõõdetakse veehoidlasse kogunenud vee hulk ja teisendatakse see vastava kihi paksuse ühikuteks.
Sademete mõõtmise instrument
Näiteks kui vett on kogunenud 200 liitrit, tähendab see, et kihi paksus on 200 000 kuupsentimeetrit / 10 000 ruutsentimeetrit = 20 sentimeetrit = 200 millimeetrit.
Aga lõppude lõpuks võib vesi tünnist aurustuda, kas pole? Muidugi, eriti sees kuum ilm. Ja kui meie vihmamõõtur on paigaldatud kuskile kodust kaugele ja meteoroloogid tulevad tema juurde ainult kord kuus - uurima, kui palju sademeid selles kohas sadas - kas nad eksivad? Ei, ja et mitte eksida, mõtlesid nad välja lõbusa viisi. Tünni valatakse veidi õli (näiteks masinaõli). See on veest kergem ja seetõttu, kui vesi tünni satub, levib see üle selle pinna, moodustades õhukese kile. Ning tühise paksusega õlikile peidab selle all olevat vett.
Miks sademed erinevad?
Teatud tingimustel hakkab õhus olev veeaur muutuma veeks – kondenseeruma. Samal ajal tekivad väikesed veepiisad, veel nii kerged, et ei kuku maapinnale, aga juba nii suured, et neid on näha. Ilmub udu või pilved. Edasised sündmused võivad areneda erineval viisil.
Tavaliselt vihmapiisad suurus on umbes üks millimeeter, harvem - kuni viis millimeetrit. Seda seetõttu, et suured tilgad lagunevad lennu ajal väiksemateks. Suurte tilkade teket ei seostata mitte aurude kondenseerumise protsessiga, vaid väikeste pilvepiiskade adhesiooniga. Lisaks, kui pilves ilmuvad samaaegselt veepiisad ja jääkristallid, kasvavad kristallid (lumehelbed) tilkade aurustumisel.
Kui pilve all oleva õhu temperatuur on madalam kui (GS, ulatuvad lumehelbed maa pind. Soojas õhus nad sulavad, muutudes vihmapiiskadeks. Mägedes võib sageli jälgida, kuidas orgudes sajab samas kui tipud on samal ajal lumega kaetud.
Selle nähtusega on seotud oluline geograafiline mõiste – lumepiir (või piir). Nii nimetatakse kõrgust, millest kõrgemal on temperatuur nii madal, et lume ja muude tahkete sademete kogunemine domineerib aurustumise ja sulamise üle. Lumepiiri olemasolu määrab mägedes liustike väljanägemise kõrguse. Ekvaatorist kõrgemal asub see umbes 4600 meetri kõrgusel merepinnast (ja sinna ulatuvad vaid kõrged mäed nagu Kilimanjaro), Arktikas langeb 200-500 meetrini (ja liustikud tekivad isegi väga madalatel mägedel – nagu nt. Byrranga) ja Antarktikas langeb see merepinnale (ja tekivad jääriiulid, nagu Rossi meres).
Üks kõige enam ohtlikud liigid sademed - ülejahutatud vihm. Tavaliselt täheldatakse seda sooja algusega atmosfääri front külmal aastaajal. Esiteks tekivad rinde kohal kihtpilvedesse lumehelbed. Soojas õhus sattudes need sulavad ja tekkivad tilgad langevad õhu külmadesse pinnakihtidesse. Kui temperatuur siin pole väga madal, jõuavad nad maapinnale külmutamata. Kuid olles sattunud külmadele kõnniteedele, okstele, traatidele jne, külmuvad nad neile koorikuga. jää. Kui esiosa all olev õhk on väga külm, siis tilgad külmuvad lendu ja tekivad tangud(jääpallid läbimõõduga alla viie millimeetri) või rahe(pallid, mis on suuremad kui viis millimeetrit). Raheterad võivad ulatuda apelsini suuruseni ning mõõdetutest suurim, mis langes 3. septembril 1970 Kansases, kaalus kuni 750 grammi ja oli ümbermõõduga kuni 0,5 meetrit! Indias New Delhi piirkonnas hukkus 1888. aasta aprillis rahe tõttu 246 inimest.
Atmosfääri sademed ja nende teke
Sademeid ei saja igast pilvest. Sademete tekke eelduseks on vee samaaegne esinemine õhus tahkes, vedelas ja gaasilises olekus, mõnikord segapilvedes. See juhtub ainult siis, kui pilv tõuseb ja jahtub. Seetõttu eristatakse päritolu järgi konvektiivset, frontaalset ja orograafilist sademeid.
Konvektiivsed sademed on iseloomulikud kuumavööndile, kus aasta jooksul on intensiivne soojenemine, vee aurustumine, soojade ja niiske õhk. Suvel toimuvad sellised protsessid sageli parasvöötmes.
Frontaalsed sademed tekivad, kui kaks õhumassid Koos erinevad temperatuurid ja teised füüsikalised omadused. Tüüpilisi frontaalseid sademeid on täheldatud parasvöötmes ja külmas vööndis.
Orograafilised sademed langevad mägede tuulepoolsetele nõlvadele, eriti kõrgetele, kuna need põhjustavad ka õhu tõusu. Niiskuse kaotanud ja vajunud, möödaminnes Mäeahel, see langeb uuesti ja soojeneb, ja suhteline niiskus väheneb, kui see küllastumisest eemaldub.
Sademete olemuse järgi eristavad nad: tugevat vihmasadu (intensiivne, lühike, langeb väikesel alal) keskmise intensiivsusega, ühtlane, pikk - võib vastu pidada terve päeva, sageli langeb välja suurel alal); sademed, tibutav sadu (iseloomulikult nagu väikesed õhus hõljuvad tilgad).
Sademete mõõtmine
Sademeid mõõdetakse veekihi paksuse järgi millimeetrites, mis tekiks sademete korral horisontaalsel pinnal ilma aurustumise ja pinnasesse imbumiseta. Sademete hulga mõõtmiseks kasutatakse vihmamõõturit (40 cm kõrgune metallist silinder, 500 cm ristlõikepindalaga membraaniga, mis takistab aurumist). Vihmamõõtur erineb vihmamõõtjast erikaitses. Tahked sademed (lumi, rahe, teravili) sulatatakse eelnevalt. vihmamõõturisse mõõdetakse klaasist silindrilise anumaga, mille põhja pindala on 10 korda väiksem kui sademe põhja pindala sadememõõtur.Seega, kui anuma põhjas olevast vihmamõõturist välja voolanud veekiht on 20 mm, tähendab see 2 mm kõrgust veekihti.
Kõik sademete mõõtmised võetakse iga kuu kohta kokku ja väljastatakse igakuine ja seejärel aasta sademete hulk. Mida pikem on vaatlus, seda täpsemalt on võimalik arvutada selle vaatluskoha kuu keskmine ja vastavalt ka aasta keskmine sademete hulk. Kaardil olevaid jooni, mis ühendavad punkte, kus teatud aja (näiteks aasta) sademete hulk millimeetrites on sama, nimetatakse isohietaks.
Sademete jaotus maakera pinnal
Sademete geograafiline jaotus maapinnal sõltub paljude tegurite koosmõjust: temperatuur, aurumine, õhuniiskus, pilvisus, atmosfääri rõhk, valitsevad tuuled, maa ja mere jaotus, ookeanihoovused. Olulisim neist on õhutemperatuur, mis määrab aurustumise intensiivsuse ja õhu aurustumise hulga (niiskuse hulk millimeetrites veekihist, mis võib aastaga teatud kohas aurustuda).
"Külmadel laiuskraadidel on aurustumine tühine, aurustumine oli olemas, kuna külm õhk võib sisaldada vähesel määral veeauru. Ja kuigi õhu suhteline õhuniiskus võib olla üsna kõrge, siis väikese koguse auru kondenseerumisel on napp sademeid. Kuumal tsoonis on täheldatav vastupidine nähtus: suur aurumine ja suur aurumine ning sellest tulenevalt absoluutne niiskusõhk põhjustab märkimisväärsel hulgal sademeid. Järelikult jaotuvad sademed tsooniliselt.
IN ekvatoriaalne vöö kukub välja suurim arv sademeid - 1000-2000 mm või rohkem, sest seal aasta läbi täheldatud kõrged temperatuurid, valitsevad suured aurumised ja tõusvad õhuvoolud.
Troopilistel laiuskraadidel väheneb sademete hulk 300–500 mm-ni ja mandrite sisekõrbepiirkondades - alla 100 mm. Selle põhjuseks on siin domineerimine kõrgsurve ja laskuvad õhuvoolud, soojenedes ja küllastusolekust eemaldudes. Siin ainult mandrite idarannikul, mis
soojade hoovustega voolates sajab tugevat vihma, eriti suvel.
Parasvöötme laiuskraadidel suureneb sademete hulk taas 500-1000 m. Enamik neist langeb mandrite läänerannikule, kuna läänetuuled ookeanidest. Soojad hoovused ja mägine maastik aitavad siin kaasa ka suuremale sademetele.
Polaaraladel on sademete hulk vaid 100-200 mm, põhjuseks õhu madal niiskusesisaldus vaatamata suurele pilvisusele.
Sademete hulk ei määra aga veel niiskuse tingimusi. Niiskuse olemust väljendab niiskuskoefitsient – sama perioodi sademete ja aurustumise suhe. See tähendab, K \u003d O / B, kus K on niiskuse koefitsient, O on sademete hulk, B on aurustumise kogus. Kui K = 1, siis on niisutamine piisav, K> 1 - liigne, 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.
Aasta keskmine sademete hulk on oluline osa kliimaandmetest – erinevate meetoditega registreeritud andmetest.
Sademeid (enamasti hõlmab lund, rahet, lörtsi ja muud maapinnale langevat vett) mõõdetakse ühikutes kindlaksmääratud aja jooksul.
Ameerika Ühendriikides esitatakse sademeid tavaliselt tollides 24 tunni jooksul. See tähendab, et kui 24 tunni jooksul sajab üks toll vihma ja vesi ei imbu maasse ega voola pärast tormi alla, kataks maapinda ühe tolline veekiht.
Low Tech sademete mõõtmiseks kasutatakse lameda põhja ja sirgete külgedega anumat (nt kohviballooni). Kuigi silinder aitab teil kindlaks teha, kas sademete hulk on üks või kaks tolli, on neil raske mõõta väikeseid sademeid.
Ilmavaatlejad kasutavad sademete täpsemaks mõõtmiseks keerukamaid instrumente, mida tuntakse vihmamõõturite ja otsakummidena. Vihmamõõturitel on ülaosas laiad avad sademete jaoks. Vihm suunatakse kitsasse torusse, mille läbimõõt on kümnendik kaela ülaosast. Kuna toru on lehtri ülaosast õhem, on ühikud üksteisest kaugemal, kui need oleksid joonlaual, ning võimalikud on ühe sajandiku (1/100 või 0,01) tolli täpsed mõõtmised. Kui sademete hulk on alla 0,01 tolli, nimetatakse seda kogust vihma "jalajäljeks".
Anduriga varustatud kopp salvestab sademete näidud pöörlevale trumlile või elektrooniliselt. Sellel on lehter nagu lihtsal vihmamõõturil, kuid lehtrid viivad kahte pisikesse "ämbrisse". Kaks ämbrit on tasakaalus ja mõlemas on 0,01 tolli vett. Kui ämber on täis, tühjendatakse selle põhi, samal ajal kui teine ämber täidetakse vihmaveega. Iga ämbri ots käivitab seadme, mis registreerib 0,01 tolli vihma suurenemise.
Lumesadu mõõdetakse kahel viisil. Esiteks on see maapinnal oleva lumekihi lihtne mõõtmine pulgaga, millele on märgitud mõõtühikud. Teine mõõtmine määrab ekvivalentse veekoguse lumeühiku kohta. Selle koefitsiendi saamiseks tuleb lumi kokku korjata ja vette sulatada. Tavaliselt tekitab 10 tolli lund ühe tolli vett. Kuid see võib kehtida lahtise koheva lume kohta, kuigi juba 2–4 tolli märja tihendatud lume paksus võib tekitada tolli vett.
Tuul, hooned, puud, maastik ja muud tegurid võivad sademete hulka muuta ning sellist lumesadu mõõdetakse tavaliselt takistustelt. Konkreetse asukoha keskmise aastase sademete hulga määramiseks kasutatakse kolmekümne aasta keskmist sademete hulka aastas.
Laadimine...
