Температура и влажность воздух

Температура является одной из основных термодинамических характери­стик состояния воздуха. Она измеряется в градусах Цельсия, т. е., по 100-градусной шкале. Так как в приземном слое температура зависит, главным"'об­разом, от расстояния до подстилающей поверхности, принято измерять темпе­ратуру воздуха на высоте 2 м от поверхности земли.

Температура воздуха измеряется сухим термометром психрометра, мак­симальным ртутным и минимальным спиртовым термометрами. Непрерывная запись изменения температуры воздуха за сутки или неделю производится с помощью самописца - термографа.

Влажность воздуха измеряется психрометром и волосным гигрометром; вычисления производятся по специальным таблицам или формулам.

Непрерывная запись измерений относительной влажности воздуха за су­тки или неделю производится с помощью самописца - гигрографа.

Психрометр, волосной гигрометр, ртутный максимальный и спиртовой минимальный термометры устанавливаются в психрометрическую будку, кото­рая защищает их от осадков и сильных порывов ветра, а также исключает влия­ние солнечной радиации на показания приборов. Самописцы устанавливаются в будку для самописцев. Принцип действия и устройство самописцев приведены в инструкции к ним.

1.4.1. Психрометр Августа

Психрометр состоит из двух одинаковых термометров (сухого и смочен­ного), установленных вертикально в психрометрической будке. Резервуар пра­вого (смоченного) термометра обертывается батистом, конец которого опущен в психрометрический стаканчик с дистиллированной водой. Психрометриче­ский стаканчик должен быть всегда наполнен водой.

Для получения достоверных данных о влажности необходим тщательный уход за батистом на смоченном термометре. Батист должен быть всегда чис­тым, мягким и влажным, если он загрязнится, станет жестким и недостаточно смачивается, его необходимо сменить.

Осенью при температуре ниже 0°С, психрометрический стаканчик пере­носится из будки в помещение станции. При этом, на смоченном термометре батист обрезается на 2 - 3 мм ниже резервуара и туго затягивается ниткой под резервуаром. В таком виде батистовая повязка должна сохраняться в течение всего зимнего периода наблюдений.

За полчаса до начала наблюдений в зимний период в стаканчик с водой комнатной температуры погружается резервуар смоченного термометра и вы­держивается до тех пор, пока температура термометра не станет выше 0°С. Если температура смоченного термометра была положительной, то за 10 мин до снятия показаний производится дополнительное смачивание батиста. После этого термометр устанавливается на свое место и в срок наблюдения берется отсчет.

1.4. 2.Аспирационный психрометр

Аспирационный психрометр можно использовать для определения влаж­ности и температуры воздуха в помещении и на открытом воздухе. Психрометр состоит из двух одинаковых ртутных термометров, закрепленных в специальной оправе имеющей заводной механизм с вентилятором, протягивающий воздух около резервуаров термометров. Благодаря протеканию потока воздуха вокруг резервуаров, сухой термометр будет показывать температуру потока воздуха, а показания смоченного термометра будут меньше, так как он будет охлаждаться вследствие испарения воды с поверхности батиста, облегчающего его резерву­ар. Влажность воздуха определяется по показаниям сухого и смоченного тер­мометров по специальным психрометрическим таблицам или психрометриче­скому графику, а температура воздуха - по показаниям сухого термометра.

1.4.3.Гигрометр

Гигрометр предназначен для определения относительной влажности воз­духа при температуре его ниже минус 10°С. Принцип действия его основан на том, что при уменьшении относительной влажности воздуха волос укорачивает­ся и стрелка перемещается в соответствующую сторону, при увеличении -волос удлиняется и стрелка перемещается в противоположную сторону.

1.4.4.Минимальный и максимальный термометры

Для определения минимальной температуры воздуха за период времени установленными сроками наблюдений применяется спиртовой минимальный термометр, установленный в психрометрической будке горизонтально. В ка­пилляре термометра в столбике спирта находится стеклянный штифт с голов­ками на концах, по положению которого и определяется минимальная темпера­тура.

Для приведения минимального термометра в рабочее состояние следует поднять его резервуаром вверх, пока головка штифта не войдет в соприкосно­вение с поверхностью спирта в капилляре. При понижении температуры стол­бик спирта уменьшается и, благодаря поверхностному натяжению пленки, ув­лекает штифт, который перемещается по шкале в сторону понижения темпера­туры. Когда же температура повышается, столбик спирта увеличивается, а штифт остается на месте. Конец штифта, находящийся ближе к поверхности столбика спирта, покажет самую низкую температуру.

Для определения максимальной температуры воздуха за период времени между сроками наблюдений применяется ртутный максимальный термометр. В дно резервуара впаян узкий стеклянный штифт, конец которого входит в капил­ляр, затрудняя свободное проникновение ртути. При повышении температуры ртуть вытесняется в капилляр; при понижении.- она не опускается снова в ре­зервуар, так как недостаточные силы внутреннего сцепления. Таким образом, деление, до которого поднялся столбик ртути, указывает на максимальную тем­пературу. Для подготовки термометра к следующему наблюдению его надо встряхнуть, чтобы ртуть переместилась в резервуар. Термометр располагается в будке горизонтально, выше минимального термометра, резервуаром на восток и с небольшим наклоном.

 

1.4.5.Последовательность проведения наблюдений в психрометрической будке

Отсчитывают и записывают показания сухого и смоченного термометров, гигрометра, спиртового минимального термометра по концу столбика спирта ("спирт") и по концу штифта ("штифт"), максимального термометра.

Встряхивают максимальный термометр и отсчитывают его показания по­сле встряхивания.

Подводят штифт минимального термометра к поверхности спирта в ка­пилляре.

Повторно отсчитывают показания сухого термометра. Результаты измере­ний заносят в табл. 1.4.

Таблица 1.4.

Результаты измерений температуры и относительной влажности воздуха

Число	Время (московское декретное данного пояса)
Наименование прибора	отсчет	поправка	исправленная величина
Сухой термометр	26,3	-0,2	26,1
Смоченный термометр	15,1	-0,1
Минимальный термометр	спирт	26,5	0,0	26,5
штифт		0,0
Максимальный термометр	отсчет	34,5	-0,1	34,4
после встряхивания		+0,1	28,1
Гигрометр	смоченный	20,2	---	20,2
сухой	15,4	---	15,4

Абсолютная влажность: e = 13,8 мбар

Относительная влажность: r = 58%

Недостаток насыщения: d = 9,7 мбар

 

После записи результатов измерений к показаниям термометров вводятся поправки. Поправки суммируются с показаниями термометров и записываются в графу "исправленная величина".

1.5. Ветер

Ветер представляет собой горизонтальное движение воздуха над земной поверхностью и характеризуется скоростью и направлением перемещения.

Под скоростью ветра понимают расстояние, на которое перемещаются частицы воздуха за единицу времени; скорость ветра измеряется в метрах в се­кунду (м / с).

Направление ветра, т. е., откуда перемещается воздух, определяется уг­лом между географическим меридианом и направлением на точку горизонта от­куда дует ветер. Направление измеряется в градусах от геометрического севера по ходу часовой стрелки (от 0 до 360 °) или в румбах. На метеорологических станциях направление ветра определяется по 16 румбам. Наблюдения за ветром включают измерение средней скорости ветра и его максимального значения (при порывах) за промежуток времени 2 мин., а также определение среднего направления ветра за то же время.

Скорость и направление ветра измеряют анеморумбометрам (анеморум-бографами) или при помощи флюгеров. На метеорологических станциях торфя­ной промышленности устанавливают флюгер с легкой доской (ФВЛ).

Направление ветра определяется при помощи флюгарки с противовесом и горизонтально расположенного сектора с 8-ю штифтами. Один из данных штифтов обозначен буквой С (север).

 

доскаааааа

Рис. 1.2. Сектор для определения скорости ветра

 

Скорость ветра определяется по положению доски - пластинки на верти­кальном секторе с 8-ю штифтами (рис. 1.2), в соответствии с данными табл. 1.5.

 

Таблица 1.5.

 

Определение скорости ветра

 

Положение легкой доски флюгера	Штифты
	0-1		1-2		2-3		3-4		4-5		5-6		6-7
Скорость ветра, м/с

 

Флюгер устанавливают на высоте 10 - 12 м и ориентируют таким обра­зом, чтобы направление штифта "С" совпадало с направлением на географиче­ский север, т. е. соответствовало направлению полуденной линии.

1.6. Атмосферные осадки

Наблюдения за осадками включают определение вида осадков (жидкие, смешанные, твердые), их интенсивности, времени выпадения и количества.

Количество осадков определяется высотой слоя воды в мм, образовавше­гося на горизонтальной поверхности при отсутствии стока, просачивания и ис­парения. С достаточной точностью можно принять, что 1 мм соответствует 1 кг воды на 1 м².

Количество осадков измеряют при помощи осадкомера Третьякова или полевого дождемера Давитая.

Комплект осадкомера состоит из двух цилиндрических ведер с крышкой, тагана для установки ведер, ветровой защиты, двух измерительных стаканов и крепежных деталей.

Площадь приемной части ведра 200 см 2. Измерительный стакан осадко­мера имеет 100 делений с ценой каждого деления 2 см 3. Такая цена деления соответствует 0,1 мм высоты слоя воды в ведре.

Осадкомер устанавливают на специальной подставке так, чтобы приемная поверхность прибора находилась на высоте 2 м от Земли и была строго гори­зонтальна.

Измерение количества осадков проводят в следующей последовательно­сти. Накрывают крышкой ведро, находящееся в осадкомере, вынимают его из гнезда, на его место ставят другое (пустое) ведро. Количество жидких осадков измеряют сразу же после прихода в помещение. Для этого переливают воду из ведра в измерительный стакан до тех пор, пока из ведра не перестанет капать. Измерительный стакан ставят на горизонтальную поверхность так, чтобы уров­ни воды и глаз совпадали. Отсчет производят по нижнему краю мениска. К ка­ждому измеренному количеству осадков прибавляют поправку на смачивание ведра. Для жидких осадков она равна 0,2 мм, если уровень воды в измеритель­ном стакане на середине первого деления или выше; если уровень воды ниже середины первого деления, то вводится поправка 0,1 мм.

Например, после слива осадков в стакан, уровень воды находился на 40 делении. Следовательно, осадки составили 40 х 0,1 + 0,2 = 4,2 мм.

При выпадении твердых осадков ведро переносят в теплое помещение, чтобы снег, град, крупа растаяли. Далее измерения идут в обычном порядке.

В ряде пунктов вместо осадкомеров устанавливают полевой дождемер Давитая, представляющий собой стеклянную цилиндрическую мензурку с деле­ниями, отградуированными по величине осадков в мм. В этом случае измерения сводятся к отсчету по нанесенной на стенке мензурки шкале.

Интенсивность осадков определяется по показаниям плювиографа. Плю­виограф представляет собой металлический цилиндр для сбора осадков с при­емной поверхностью 500 см². Из цилиндра вода попадает в поплавковую каме­ру. К поплавку присоединено перо самописца. На ленте регистрирующего уст­ройства отмечается количество осадков и время их выпадения. Зная эти вели­чины, можно вычислить интенсивность осадков.