Измерение влажности воздухаНаиболее распространенными методами измерения влажности воздуха являются психрометрический и гигрометрический, а приборами соответственно являются психрометр и гигрометр. Психрометрический метод. Психрометрический метод основан на измерении влажности воздуха по понижению температуры тела при испарении с его поверхности, за счет затраты тепла на испарение воды. В психрометре используются два термометра, у одного из которых (смоченный термометр) резервуар обернут смачиваемым батистом. Вследствие испарения с поверхности батиста температура смоченного термометра будет ниже температуры сухого термометра, показывающего температуру воздуха, и тем ниже, чем меньше влажность воздуха. Парциальное давление водяного пара в воздухе определяется по психрометрической формуле, на основании которой составлены психрометрические таблицы: ,гПа, где Е – парциальное давление водяного пара, насыщающего пространство, при температуре смоченного термометра; А - психрометрический коэффициент, учитывающий скорость движения воздуха; р - атмосферное давление, гПа; t и t' – соответственно температура сухого и смоченного термометров, °С. Гигрометрический метод. Гигрометрический метод измерения влажности воздуха основан на способности тел адсорбировать (поглощать) водяной пар из воздуха и в результате этого деформироваться или менять физические свойства. Наиболее давно известными и применяемыми, в том числе и в метеорологии, являются волосной и пленочный гигрометры. Гигрометр волосной метеорологический предназначен для измерения относительной влажности воздуха. Действие прибора основано на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять свою длину в зависимости от относительной влажности воздуха. Гигрометр (рис.) состоит из рамки со шкальной пластиной и волоса, верхний конец которого закреплен в отверстии хвостовика регулировочного винта, а нижний конец – на кулачке, связанном со стрелкой. Вращением регулировочного винта стрелку можно установить на требуемое деление шкалы. Натяжение волоса создается грузиком. При изменении относительной влажности воздуха и соответствующего изменения длины волоса стрелка под действием грузика перемещается относительно шкалы. Так как связь между удлинением волоса и относительной влажностью воздуха не линейная, то шкала гигрометра неравномерная. Гигрометр рассчитан на работу при температуре от -50 до +55 °С. Пределы измерения влажности от 30 до 100 %. Гигрометр пленочный метеорологический предназначен для измерения относительной влажности воздуха. Принцип действия прибора основан на свойстве гигроскопической органической пленки изменять свои линейные размеры в зависимости от относительной влажности воздуха. Гигрометр рассчитан на работу при температуре воздуха от -60 до +35 0С. Пределы измерения от 30 до 100%. Шкала, в отличие от волосного гигрометра, равномерная.
Рис. Гигрометр волосной а – общий вид; б – узел крепления волоса к рамке; в – к стрелке: 1 – рамка; 2 – стрелка; 3 – хвостовик; 4 – скоба; 5 – гайка; 6 – контргайка; 7 – винт; 8 – рамка; 9 – шкала; 10 – волос; 11 – ось стрелки; 12 – грузик; 13 – кулачок; 14 – винт; 15 – стерженек.
Для защиты от действия атмосферных осадков, порывов ветра, солнечной радиации приборы для измерения температуры и влажности воздуха размещаются в защитных жалюзийных будках. Туманы
Туманом называется скопление продуктов конденсации или сублимации водяного пара, взвешенных в воздухе над поверхностью земли и вызывающих помутнение атмосферы. Дальность видимости в пределах от 50 м до 2-10 км. Туманы бывают: - водяные (до -200 С); - ледяные. По происхождению различают: 1. Туманы охлаждения (радиационные и адвективные). Радиационные туманы образуются над сушей и над районами сплошных льдов в результате радиационного выхолаживания подстилающей поверхности, от которой охлаждается прилегающий к ней слой воздуха до стадии конденсации водяного пара. Благоприятными условиями на суше летом являются: - ясная или малооблачная ночь; - относительная влажность воздуха более 60%; - инверсионное распределение температуры в слое 50-300 м; - вогнутая поверхность рельефа, способствующая накоплению холодного воздуха в низине; - слабый ветер – не более 2 м/с. При полном штиле вместо тумана образуется роса. Адвективные туманы возникают при адвекции теплого и влажного воздуха на холодную подстилающую поверхность. Образуются летом при перемещении теплого континентального воздуха на холодную поверхность моря; при перемещении теплого морского воздуха на холодную поверхность континента в холодное время года; при перемещении воздуха с теплой водной поверхности на холодную водную поверхность, например в местах встречи теплых и холодных морских течений. Адвективные туманы образуются: - в любое время суток; - при значительных скоростях ветра. 2. Туманы испарения наблюдаются над водной поверхностью при температуре воды выше температуры прилегающего к ней воздуха. Их образование обусловлено охлаждением и конденсацией пара, поступающего с водной поверхности в воздух. Облака
Облаком называется видимое скопление продуктов конденсации или сублимации водяного пара на некоторой высоте. Из облаков выпадают осадки, в них возникают грозы, они влияют на приток лучистой энергии к подстилающей поверхности и, следовательно, на температурный режим почвы, водоемов и воздуха. Облака образуются только в случае подъема воздуха и его адиабатического охлаждения. При опускании воздуха, в результате адиабатического разогрева, облака исчезают. Высота облаков и их строение зависят от положений уровней: - конденсации; - нулевой изотермы; - замерзания; - конвекции. Уровень конденсации практически совпадает с нижней границей облаков. Между уровнем конденсации и уровнем нулевой изотермы облако состоит из водяных капель. Выше уровня нулевой изотермы облака состоят преимущественно из переохлажденных водяных капель, которые наблюдаются до уровня замерзания. Уровень замерзания располагается в среднем на высоте, где температура составляет от -12 до -17 0С. Выше этого уровня происходит сублимация водяного пара, а также замерзание переохлажденных капель воды. Выше уровня замерзания облака состоят в основном из ледяных кристаллов. Ниже приводится международная классификация облаков по морфологическим признакам, т.е. по внешнему виду облаков (табл.).
Наблюдение за облаками. На метеорологических станциях определяют:
|