8. Осадки и другия атмосферные явления (В.Н. Сорокина, Г.В. Суркова - Руководство к лабораторным занятиям по климатологии и метеорологии)

Контрольные вопросы 1. Какие атмосферные процессы приводят к образованию облаэв? 2. Прн каких облаках наблюдается газо? 3. Какие облака являются признаком ухудшения погоды? 4. Какие облака являются признаком установления хорошей огоды? 5. В чем заключается различие между мощными кучевыми и учево-дождевыми облаками? 6. Как образуются разорванно-дождевые облака и способны ли нн давать осадки? Ч!И. ОСАДКИ И ДРУГИЕ АТМОСФЕРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ тмосферные осадки разделяются на две группы: осадки, вы- А. алающие из облаков, — снег, дождь, град, крупа, морось и др.; осадки, образующиеся на поверхности земли и на предметах в результате конденсации или сублимации водяного пара из воздуха, -роса~ иней, изморозь, гололед.

На метеорологических станциях измеряют количество выпавших осадков первой группы и регистрируют начало, конец и интенсивность всех видов осадков (первой и второй групп), отмечая их в наблюдательской книжке особыми значками (см. далее таблицу условных обозначений атмосферных явлений). Измерение осадков, выпадаюших из облаков Количество осадков выражают толщиной слоя воды в миллиметрах, который образовался бы на горизонтальной поверхности прн отсутствии стока и просачивания в почву. Приборы для измерения осадков называются осадхомерами (дождемерамн). По конструкции осадкомеры очень просты: приемным сосудом служит цилиндрическое ведро с определенной площадью поперечного сечения, устанавливаемое на столбе так, чтобы верхний край его находился на высоте 2 м от поверхности земли.

Необходимой частью осадкомера является конусообразная защита, служащая для уменьшения завихрений, образующихся в воздушном потоке у приемного ведра и препятствующих попаданию туда осадков (особенно твердых). Защита уменьшает также и выдувание снега из осадкомера. Применялись два вида зашит: сплошная (защнта Нифера) н планочная (защита Третьякова). Планочная защита способствует раздроблению и большему ослаблению воздушного потока около приемной части осадкомерного ведра, что приводит к увеличению собираемых осадков. На сети метеорологических станций установлены дождемеры с планочной защитой (осадкомеры Третьякова). В труднодоступных местнос- 101 тях устанавливают суммарные осадкомеры, накапливающие осадки за длительный промежуток времени (сезон, год).

При агрометеорологических и микроклиматических исследованиях может применяться и полевой дождемер системы Ф. Ф. Давитая. Для регистрации количества и продолжительности выпадения жидких осадков на некоторых метеорологических станциях кроме осадкомеров устанавливают также самопишущие дождемеры— плювиографы. Осадкомер Третьякова Осадкомер Третьякова, снабженный пленочной защитой, в настоящее время является основным прибором для измерения осадков на метеорологических станциях (рис. 8.1).

В комплект осадко- мера входят планочная за- 1 шита, таган для установки ведра на столбах, два приемных ведра, одна крышка 1:-6 к ним, измерительный ста- Я кан. Приемная плошадь вед- 1; ' 5 ра равна 200 см', его высо- та 40 см. 3 "' е*®--й„' Для предотвращения вы- дувания и испарения осадков Рис. 8.1. Схема освдкомерв Третья- в нижней половине ведра 1 ковв: 1 — освдкомврнов ведро, 2 — ди- впаяна конусовидная диафвфлвгмв, 3 — воРонка, 4- отввРстив рагма 2, отверстие которой в в ведре дпя спика осадков, 5- коппвлетнее время закрывается воронкой 3.

Для слива осадков из ведра под диафрагмой имеется отверстие с носиком 4 и колпачком 5. Ведро устанавливается в таган, прочно прикрепленный к столбу. При смене ведер в срочные часы наблюдений ведро закрывают крышкой. Зашита осадкомера Третьякова состоит из 16 изогнутых трапециевидных планок, скрепленных верхними и нижними основаниями на специальных кольцах (рис. 8.2). Однако применение защиты не полностью исключает влияние ветра, искажающего действительное количество осадков (особенно твердых) при попадании их в осгдкомерное ведро.

Поэтому, если площадка метеорологической 102 станции расположена на открытом месте, при установке осадкомера стремятся выбрать участок, где скорость ветра уменьшена. Но при этом осадкомер должен быть удален от окружающих предметов настолько, чтобы он не был заслонен при косом выпадении дождя, и в него не попадал бы снег с высоких предметов (деревьев, крыш и др.). Количество выпавших осадков измеряют четыре раза в сутки: в б, 9, 18 и 21 ч. При измерении ведро закрывают крышкой, снятой с принесенного второго ведра, вынимают его из тагана и ставят освдкомерв второе ведро в таган.

Ведро с осадками уносят в помещение станции, где скопившуюся в ведре воду через сливное отверстие (носик) выливают в измерительный стакан. Если осадки выпали в твердом виде, их измеряют лишь после того, как они растаяли. Ведро с твердыми осадками не следует ставить около теплых предметов (плиты, радиатора отопления) во избежание испарения. Измерительный стакан осадкомера имеет 100 делений (рис. 8.3). Цена одного деления равна 2 см'. При приемной площади ведра в 200 см' такая величина соответствует 0,1 мм высоты слоя осадков в ведре. Если количество осадков превышает емкость измерительного стакана, их измеряют в два нли несколько приемов.

Число делений записывают после каждого измерения. По окончании всех измерений вычисляется и записывается общая сумма осадков в делениях стакана, которая Рис. 8.3. Измерительный затем переводится в миллиметры. стакан освдкомера Плювиографы Плювиограф служит для непрерывной регистрации количества, продолжительности и интенсивности выпадающих жидких осадков. Он состоит из приемника и регистрирующей части, заключенной в металлический шкаф высотой 1,3 м (рис.

8.4). Приемный сосуд 103 Рис. 8.4. Внутреннее устрой зтво ллговиографа 04 сечением эоо см-, наход»щнн~.»» верхней части шкафа, имеет конусообразное дно с несколькими отверстиями для стока воды. Осадки через воронку 1 и спивную трубку 2 попадают в цилиндрическую камеру 3, в которой помещен полый металлический поплавок 4. На верхней части вертикального стержня 5,соединенного с поплавком, укреплена стрелка б с насаженным на ее конце пером.

Для регистрации осадков рядом с поплавковой камерой на стержне устанавливается барабан 7 с суточным оборотом. На барабан надевается лента, разграфленная таким образом, что промежутки между вертикальными линиями соответствуют 10 мин времени, а между горизонтальными — 0,1 мм осадков. Сбоку поилавковой камеры имеется отверстие с трубкой 8, в которую вставляется геклянный сифон 9 с металлическим наконечником, плотно созиненным с трубкой специальной муфтой 10. При выпадении садков вода через сливные отверстия, воронку и спивную трубу попадает в поплавковую камеру и поднимает поплавок.

Вмес: с поплавком поднимается и стержень со стрелкой. При этом еро чертит на ленте кривую (так как одновременно происходит ращение барабана), крутизна которой тем больше, чем больше нтенсивность осадков. Когда сумма осадков достигнет 1О мм, ровень воды в сифонной трубке и поплавковой камере становитя одинаковым, и происходит самопроизвольный слив воды из амеры через сифон в ведро, стоящее на дне шкафа. При этом еро чертит на ленте вертикальную прямую линию сверху вниз о нулевой отметки ленты. При отсутствии осадков перо чертит оризонтальную линию. По илювиогРамме (г аьнк на р ф у ленте) можно установить врем начала и конца, а также п о о р д лжительность осадков, нх интенсив ность (количество в единицу времени, ммlмин). Плювиограф устанавливается на одной илощад ром на подставке с таким расчетом, б адке с осадкоме м, что ы верхний край прибо; находился на высоте 2 м от поверхно Р' виог а стойчнв хности земли.

Дзя п а р фу у " вости его крепят тремя металличес хно . ~~~я рид ния плю ками. Осенью с п ек а ен аллическими растяж. с прекращением выпадения жидких осадков из плювиографа вынимают барабан и поилавковую каме у, а п нем часть закрывают крышкой. Осадки, об аз ю р у щиеся иа поверхности земли н на предметах Роса представляет собой мелкие капельки во ы п ся на почве, кн воды, появляющнес о " ре очве, траве и горнзонтапьных предметах в ночное время уток при положительной температуре. Образование росы обусловлено конденсацией в из воздуха в ез льтате й водяного пара в результате радиационного излучения и охлаждения земной иове хностн.

Ч ном небе, ког ., при р . Чаще всего она наблюдается пр б б и езо лачштиле. огда излучение усиливается, и при б при ела ом ветре нли Для непрерывной регистрации выпадающей росы может и нменяться специальный и ибо ей росы может прнр ор — росограф. Принцип его действия основан на взвешивании образов авшеися на приемной пластине росы и непрерывной егнс " р трации изменения веса пластины. Основной измерительной частью п прибора являются квадрантные весы. оромысло весов на одном конце имеет п нем ющии собои конусообразную тарелочку из винииласта, а на вливания росы, выпавшей другой — уравновешенный груз.

Для улавливая на нижнюю поверхность приемника, имеется вто й рои малыи приемаходящиися под первым. Количество выла деляется по отклонению ко о вшеи росы оп еромысла, с которым соединена стрелка с пером. Запись осуществляется на лент б б е ара ана, вращающегося сугочным часовым механизмом. Иней — это твердый мелкокристаллический осадок, об аз щийся, как и роса, на го нзо осадок, разуюр нтальных поверхностях в результате ри отрицательной темпераих радиационного выхолаживания, но при отр туре.

105 Изморозь — белый, рыхлый осадок кристаллического или зернистого строения, наблюдающийся на ветвях деревьев, проводах и других предметах в морозную погоду при слабых ветрах. Условиями, благоприятствующими образованию кристаллической изморози, является наличие ледяного тумана или игл, парящих в воздухе, когда относительная влажность близка к 100е м В этом случае кристаллы, уже осевшие на предметах, являются ядрами сублимации, вокруг которых происходит быстрое нарастание пушистой бахромы из ледяных кристаллов, легко осыпающихся при прикосновении к ним.