А.П. Волошина, Т.В. Евневич, А.И. Земцова - Руководство к лабораторным занятиям по метеорологии и климатологии, страница 13

При температуре воздуха ниже 0' кончик батиста на смоченном термометре обрезается. Батист смачивают на 30 мин до начала наблюдений, погружая резервуар термометра в стаканчик с водой. При отрицательной температуре вода на батисте может быть ие только в твердом состоянии (лед), ио и в жидком (переохлажденная вода). По наружному виду установить это весьма трудно. Для этого необходимо прикоснуться к батисту карандашом, на конце которого имеется кусочек льда или снега, и следить за показанием термометра.

Если в момент прикосновения столбик ртути повысится, то на батисте была вода, которая перешла в лед; при 1 этом выделилась скрытая теплота, за счет чего и увеличилось показание термометра. Если же от прикосновения к батисту показание термометра не меняется, значит на Л~~ ~ ! ы,: ~ППИФ! батисте был лед, н изменения агрегатного состояния не происходит. Учет агрегатного состояния воды иа резервуаре смоченного термометра весьма важен, так как максимальная упругость водяного пара, входящая в психрометриче— скую формулу, над водой и льдом различна.

Вычисление характеристик влажности воздух а, т. е. упругости водяного пара Рис. 40. Психрометрический е, относительной влажности 1, точки росы (а н дефицита влажности д по показаниям психрометра осуществляется с помощью психрометрических таблиц, составленных по формулам (1), (3), (8). Психрометрическая постоянная А в формуле (8) принимается равной 0,0007947, что соответствует средней скорости движения воздуха в будке (0,8 м/сек). В психрометрических таблицах (табл.

2) ' приводятся готовые значения 1ж е, 1 и Н для разных сочетаний 1 и 1' при постоянной А, равной 0,0007947 и атмосферном давлении 1000 мб. Если давление воздуха больше или меньше 1000 мб, к характеристикам влажности вводятся поправки. Поправку к упругости водяного пара находят в табл. 3 (а, б, в) психрометрических таблиц по величине атмосферного давления и разности показаний сухого и смоченного термометров. При атмосферном давлении меньше 1000 мб, эта поправка положительна, если превышает 1000 мб, ее вводят со знаком минус.

Физический смысл этой поправки сводится к следующему. С изменением атмосферного давления при одном и том же количестве водяного пара в воздухе скорость испарения с поверхности смоченного термометра не остается постоянной (см. формулу 4), ' См. кил «Психрометрические таблицы». Л., Гидрометеоиадат, 1972. а следовательно, и его показания меняются. Если давление в момент наблюдений ниже 1000 мб, скорость испарения будет больше, чем при 1000 мб, показания смоченного термометра и упругости водяного пара окажутся заниженными, поэтому поправка вводится со знаком плюс. Очевидно, что при давлении больше 1000 мб поправка будет отрицательной х.

Ошибки при измерении влажности. Ошибка в определении разности температуры сухого и смоченного термометров влечет за собой ошибки в определении характеристик влажности. Величина этих ошибок будет неодинаковой для различных значений температуры. Например, если в определении разности температуры допущена неточность на 0,1', она приводит к следующей ошибке в определении относительной влажности при различной температуре: Температура воздуха, 'С вЂ” 30 — 20 — 1О 0 + 1О + 20 + 30 Ошибка относительной влажности, згз 18 8 4 2 1 1 1 Отсюда видно, что ошибка быстро растет при отрицательных температурах, особенно ниже — 1О'. Второй причиной, вызывающей ошибку в определении влажности воздуха по станционному психрометру, является непостоянство скорости движения воздуха в психрометрической будке.

Как указано выше, для получения психрометрической постоянной А принята скорость движения воздуха в будке, равная 0,8 м/сек. В действительности она может значительно отличаться от этой величины в зависимости от скорости ветра вне будки; следовательно, будет меняться и психрометрическая постоянная А. Экспериментально установлено, что при изменении скорости ветра от 0,3 до 4 м/сек величина ошибки во влажности может достигать -> 1 мб для упругости водяного пара и ь7% для относительной влажности.

Однако поправка на скорость ветра не вводится, что иногда приводит к значительным погрешностям в определении характеристик влажности воздуха по этому прибору. Несмотря на указанные недостатки, станционный психрометр благодаря его простоте является основным прибором, применяемым на метеорологических станциях.

Аспирационный психрометр (психрометр Ассмана) Принцип действия аспирационного психрометра такой же, как и станционного. Преимуществом этого психрометра является постоянная скорость движения воздуха (2 м/сек) у приемной части термометров, что достигается искусственной вентиляцией. з В предыдущем издании «Психрометрических таблиц» (1963) зта поправка вносилась в показания смоченного термометра, в нзд.

1972 она вводится к упругости водяного вара. Рассмотрим устройство прибора (рис. 41). Психрометрическая постоянная для этого прибора равна 0,000662. Два психрометрических термометра 1, 2 меньшего размера, чем термометры Рис. 41 Аспирациоиима психрометр станционного психрометра, но с той же ценой делений (0,2') по- мешены в металлической оправе. Оправа состоит из трубки 3, раздваивающейся книзу, и боковых защит 4. Верхний конецтруб- 76 ки 3 соединен с аспиратором 7, просасывающнм наружный воздух через трубки 5 и 5, в которых находятся резервуары термометров 10, 11.

Аспиратор имеет пружинный механизм. Пружина заводится ключом 8. Трубки 5 и 5 сделаны двойными. Резервуар одного из термометров (правый) обвернут коротко обрезанным батистом. Никелированная и полированная поверхность психрометра хорошо отражает солнечные лучи. Поэтому для его установки не требуется никакой дополнительной защиты и он устанавливается на открытом воздухе.

Аспирационные психрометры используются для градиентных наблюдений на метеорологических станциях, а также в полевых микроклиматических исследованиях. Наблюдения по аспнрационному психрометру. Перед наблюдением психрометр выносят из помещения зимой за ЗО мин, а летом за 15 мнн. Батист правого термометра смачивают с помощью резиновой груши 9 с пипеткой летом за 4 мнн, а зимой за 30 мин до срока наблюдений. После смачивания заводят аспиратор, который в момент отсчета должен работать полным ходом. Поэтому зимой за 4 мин до отсчета нужно вторично завести психрометр. Во время отсчета следует стоять так„ чтобы движение воздуха (ветер) было направлено от прибора к наблюдателю, а не наоборот.

В тех случаях, когда наблюдения проводятся при сильном ветре и прибор находится в вертикальном положении, скорость аспирации нарушается. Чтобы исключить это, на аспиратор с наветренной стороны надевают ветровую защиту 12. Защита надевается при скоростях ветра более 4 м/сек. Характеристики влажности воздуха по данным аспирационного психрометра вычисляют с помощью тех же психрометрических таблиц (см. стр. 74).

Для приведения показаний упругости водяного пара к табличным условиям кроме поправки, зависящей от давления, вводится поправка на скорость аспирации. Она имеет знак плюс при любой величине атмосферного давления, так как скорость движения воздуха, обтекающего резервуары аспирационного психрометра, выше, чем в будке. Поэтому испарение и затрата тепла на него возрастают, а температура смоченного термометра понижается по сравнению с теми же условиями для аспирационного психрометра. По абсолютной величине поправка на скорость аспирации значительно больше поправки на давление.

Поэтому их сумма, т. е. общая поправка к смоченному термометру аспирационного психрометра при любых значениях атмосферного давления имеет знак плюс. В Психрометрических таблицах (!972) суммарная поправка (на давление и скорость аспирации) вводится непосредственно к упругости водяного пара. Она определяется по разности температур сухого и смоченного термометров и величине атмосферного давления с помощью табл. 4. Проверка скорости аспирации Надежные результа ты наблюдений по аспирационному психрометру можно получить только в том случае, если скорость движения воздуха у приемной части термометров действительно равна 2 м/сек.

Об удовлетворительном состоянии аспиратора можно судить по скорости вращения барабана с заводной пружиной, установленного в головке психрометра. На барабане нанесена метка в виде черточки или стрелки, за перемещением которой можно следить через окошечко 1З. Определение продолжительности оборота барабана психрометра проводится следующим образом: 1) заводят полностью пружину; 2) устанавливают психрометр в вертикальном положении и наблюдают в окошечко появление метки иа барабане; 3) когда метка на барабане совпадет с вертикальной риекой на окошечке, включают секундомер, стрелки которого предварительно ставят в нулевое положение; 4) продолжают следить в окошечко до вторичного совпадения метки с риской, после чего останавливают секундомер; 5) отсчитывают по секундомеру время с точностью до 1 сек, которое и будет продолжительностью одного оборота барабана.

Если время одного оборота барабана отличается от указанного в поверочном свидетельстве к прибору не больше, чем на 10 сек, то скорость вращения барабана можно считать достаточной. Аспирационный психрометр с электромотором.