3.1 Предмет «Зоометеорология». Основная цель и задачи зоометеорологии.
3.2 Становление и развитие зоометеорологических и зооклиматических исследований.
3.3 Метеорологические приборы.
Основная
1. Мислюк А.А. Метеорология и климатология: Учебное пособие. - М .: Кондор-Издательство, 2015. - 304 с.
2. Полевой А.М. Сельскохозяйственная метеорология: учебник. - Одесса: ТЭС, 2012. - 632 с.
3. Грингоф И.Г., Бабушкин А.Л. Климат, погода и пастбищное животноводство. Обнинск: ГУ «ВНИИГМИ-МЦД», 2010. - 352 с.
Дополнительная
4. Броунов П.И. Метеорологическое бюро и руководимы им сельскохозяйственного-метеорологические станции к началу 1901 года // Труды по сельскохозяйственной Метеорология. Вып. 1. Санкт-Петербург, 1901. -84 с.
5. Давид Д.Э. Сельскохозяйственная метеорология. - М.: Сельхозгиз, 1936. - 406 с.
6. Антонов В.С. Краткий курс общей метеорологии. - Черновцы: Рута, 2004. - 336.
7. Климат Украины / под ред .. В.М. Липинского, В.А. Дячук, В.М. Бабиченко. - М .: Издательство Раевского, 2003. - 343 с.
8. Матвеев Л.Т. Курс общей Метеорология: Физика атмосферы. - Л .: Гидрометиоиздат, 1984. - 751 с.
9. Моргунов В.К. Основы метеорологи, климатология. Метеоролигические приборы и методы наблюдений. Ростов / Д: Феникс - Новосибирск: Сибирское соглашение, 2005. - 331 с.
10. Хромов С.П. Мамонтова Л.И. Метеороголический словарь. - Л .: гидрометиоиздат, 1974. - 568 с.
Зоометеорология (от зоо ... и метеорология) - раздел сельскохозяйственной метеорологии, изучающий метеорологические, климатические, гидрологические условия и факторы содержания, использования и повышения производительности домашних животных.
Центром развития зоометрологии в Украине стала агрометеорологическая станция «Аскания-Нова», которая расположена в Чаплинском районе Херсонской области благодаря деятельности В. Ярошевского, который 1959 обнародовал результаты исследований использования метеорологических показателей в тонкорунном овцеводстве. В областных агроклиматических справочниках 1957-59 обобщена информация о сроках начала и окончания выпаса, продолжительность стойлового содержания животных, особенности развития кормовых культур, оценку погодных условий в сеноуборочный период, агрометеорологические сведения для пчеловодства и др. Изучением метеорологического обеспечения отгонно-пастбищного животноводства занималась Ю. Рогоджан.
Основная задача учебной дисциплины «Зоометеорология» - освоение студентами теоретических знаний в области сельскохозяйственной метеорологии для определения способов рационального использования ресурсов климата в одной из основных отраслей сельскохозяйственного производства – животноводстве.
Зоометеорология - это раздел сельскохозяйственной метеорологии, изучающий влияние метеорологических условий на сельскохозяйственных животных. Зооклиматология - это раздел зоометеорологии, что изучает климатические условия, который используют для сельскохозяйственных животных, обнаруживает оценочную степень благоприятности климатических условий конкретных территорий для их содержания, выпаса, получение продукции с учетом особенностей климата, биологических характеристик и породных сельскохозяйственных животных.
Для изучения состояния и условий формирования продуктивности сельскохозяйственных животных, находящихся в естественных условиях различных почвенно-климатических зон, необходимые полевые зоометеорологические наблюдения - это специализированные параллельные наблюдения за погодными условиями и влиянием этих условий на выпас сельскохозяйственных животных и на проведение основных хозяйственных мероприятий в животноводстве: зимний и летний выпас поголовья, гонки скота весной и осенью (в горных условиях), профилактическое купание животных, стрижка животных, подвоз кормов подкормка животных, кампания ягнения (окот, отел) и т.д.
Зоометеорологические условия - это совокупность метеорологических факторов в определенные интервалы времени, влияющих на сельскохозяйственных животных.
Зоометеорологические показатели - это количественное выражение зоометеорологических условий, отражающих физические процессы, протекающие в приземном слое воздуха, и функции энерго- и массообмена в жизнедеятельности сельскохозяйственных животных. Зоометеорологические показатели не являются константами: они меняются в зависимости от вида и породы сельскохозяйственного животного, его возраста, пола, степени упитанности, наличия кормов (их количества и качества), водопоев и качества воды. Эти показатели зависят также от сезона года, условий погоды, особенностей рельефа (высоты над уровнем моря), почвенного покрова и т.д. Например, частота дыхания животные характеризует его состояние и зависит от интенсивности солнечной радиации, температуры воздуха и почвы, скорости ветра, высоты над уровнем моря, наличия водопоя и качества воды, продолжительности перегона и т.д.
Исторический єкскурср :
https://tv.m24.ru/videos/37297
http://files.stroyinf.ru/Data2/1/4294835/4294835117.pdf
Еще древнегреческий ученый Аристотель (384-322 гг. До н.э.) написал монографию "Метеорологика", в которой указывал что задолго до него этот раздел знания называли "метеорология". Основы современных знаний об атмосфере были заложены после изобретения метеорологических приборов. Так, в 1593 г.. Галилей сконструировал термоскоп - прообраз современного термометра, в 1643 г.. Торичелли изобрел барометр и доказал существование атмосферного давления, в 1730 г.. Реомюр сконструировал спиртовой термометр и он стал широко доступным.
Первую попытку создать сеть метеорологических станций сделала созданная учениками Галилея флорентийская "Академия опыта" в 1657, которая открыла станции в Италии, Париже, Варшаве и тому подобное. Хотя с закрытием академии сеть распалась, но толчок был сделан. С 17 века метеорологические наблюдения имеют более или менее научный характер. В крупных городах Европы - Париже, Праге, Берлине, Лондоне, Петербурге - наблюдения проводятся почти непрерывно - с начала 18 в.
Следует отметить большой масштаб работ в царской России. В составе экспедиции Беринга были естествоиспытатель Гмелин и астроном Делиль. В 1733 они организовали целую сеть метеорологических станций на большой территории - 12 станций: Казань, Екатеринбург, Тобольск, Ямишево, Енисейск, Томск, Туруханск, Иркутск, Селенгинск, Нерчинск, Аргунском, Якутск. Ряды наблюдения на этих станциях, хотя и с перерывами, являются одними из самых длинных и еще в 18 в. позволили осветить климатические условия огромной никому не известной территории.
Вскоре результаты метеорологических наблюдений позволили сделать важные выводы. Трудами О.Гумбольта и В. Дове в Германии заложены основы климатологии. Следует отметить самых известных европейских климатологов, как Кеппен П., Ганн Ю, Воейков А.И. О.И.Воейкова считают основоположником климатологии в России. Он в 1884 г. Опубликован классический труд "Климаты земного шара, в особенности России". В ней он впервые в мире раскрыл факторы формирования климата. Он рассматривает солнечную радиацию, циркуляцию атмосферы, влагооборот, роль подстилающей поверхности в формировании климата.
В 1820 Г.В.Брандес в Германии составил первые синоптические карты, а с 50-х годов по инициативе французского астронома В. Леверье и английского адмирала Р.Фицроя синоптический метод получил широкое использование. На его основе возникла служба погоды и новый раздел метеорологической науки - синоптическая метеорология. Позже она достигла значительных успехов благодаря трудам В. Бьеркнеса (Норвегия), Г.Фикера (Австрия), Б.П.Мультановського.
Впервые инструментальные наблюдения в Украине проведенные в Харькове (1738-1741 гг.), Сновске (Щорс) Черниговской области (1769-1782), в Киеве (1770-1771, 1799-1802 гг.). Первая метеорологическая станция в Украине была создана в Херсоне в 1808 г.. Регулярные наблюдения начались лишь в 1811 г.. На метеорологической станции в с. Кручик под Харьковом, в 1812 г.. В Киеве, в 1825 г.. В Херсоне. Первая в Украине метеорологическая обсерватория была создана в Луганске в 1836 г.. В дальнейшем аналогичные обсерватории были созданы в Одессе (1839) и в Днепропетровске (1841 г.).
Метеорологическая обсерватория при Киевском университете основана в 1855 Регулярные месячные результаты наблюдений начали выходить с 1863 гг. Используя эти материалы А.В. Клосовский опубликовал интересную работу "Некоторые данные по климатология Киева (1874 гг.)", За которую он был награжден золотой медалью Русского географического общества. Кстати, с 1890 работой обсерватории руководил заведующий кафедрой физической географии университета профессор П.И. Броунов, который со временем стал основоположником сельскохозяйственной метеорологии. В 1892 он организовал Приднепровскую сеть метеорологических станций, где параллельно вели наблюдение за ростом, развитием и урожайностью сельскохозяйственных культур.
Уже известный нам профессор Одесского университета О.В.Клосовский в течение 1883-1886 гг. основал сеть метеорологических станций (1648 станций) от Бессарабии в Крым и от Одессы до Чернигова. В 1891 основана метеорологическая обсерватория при Харьковском университете. Работой обсерватории руководил преподаватель физики и метеорологии М.П.Косач, брат Леси Украинки. Он участвовал также в организации Харьковской сети метеорологических станций, которая начала наблюдения в 1902
Первая мировая и особенно гражданская войны практически разрушили сеть метеорологических станций в Украине. Восстанавливать ее начали уже в 1918
В отечественной и зарубежной литературе по экологии сельскохозяйственных и диких животных показаны зависимость животных от климатических условий, морфологические и поведенческие их особенности, выработанные в процессе эволюции для выживания в суровых условиях обитания. В исследованиях по экологической физиологии животных утверждается, в частности, влияние климата на формирование внешних форм животных, на их географическое распространение, на разнообразие в приспособлении к выживанию в различных климатических условиях.
В 50-60-е гг. XX века интенсивное развитие пастбищного животноводства в южных регионах бывшего СССР поставило перед Гидрометеорологической службой страны новые задачи по обеспечению этой отрасли сельскохозяйственного производства новыми формами гидрометеорологической информации. Эти задачи включали разработку новых методов оценки и прогноза состояния растительности на пастбище и випасе поголовья в экстремальных условиях теплого и холодного полугодий с целью предотвращения или возможность большему снижению их заболеваний и гибели.
Особенности круглогодичного содержания сельскохозяйственных животных в южных регионах страны (в зоне пустынь, полупустынь, в степных и горных районах) под открытым небом выявили потребность в разработке практических рекомендаций животноводам по оперативному учету влияния погодных условий на выпас поголовья в разные сезоны года и при проведении хозяйственных работ в животноводстве. Успешное проведение таких мероприятий, как перевод скота на новые пастбища, выпас, кампания ягнения, стрижка овец, профилактическое купание животных (меры борьбы с паразитами) и другие, были успешны только при осуществлении регулярного оперативного обеспечения животноводов гидрометеорологической информацией о сложившихся и ожидаемых погодных условиях. Необходима оперативная информация о наличии паши по трассам перегона скота и на участках его массового выпаса, о погодных условиях выпаса и т.д. Для ведения такого специализированного обслуживания пастбищного животноводства были нужны методы оценки уровня и характера влияния тех или иных погодных условий и экстремальных гидрометеорологических явлений на стояние сельскохозяйственных животных и степени риска проведения хозяйственных работ в отрасли. Все это послужило объективным критерием для организации новых исследований влияния погодных условий на выпас поголовья скота.
В начале 50-х гг. ХХ века в Казахстане было положено начало новому научно-практическому направлению в сельскохозяйственной метеорологии - зоометеорологии (А.С. Утешев, А.П. Федосеев, Н. Конюхов, А.И. Чекерес и др .).
П.И. Броунов (1900) сформулировал одну из задач сельскохозяйственной метеорологии: проводить исследования полезного и вредного воздействия метеорологических условий на сельскохозяйственных животных. Однако в последующие годы зоометеорологичне направления своего заметного развития в России не получило.
Современные метеорологические исследования по сельскохозяйственных животных отличаются от работ зоогигиенического, эколого-физиологического направления. Зоометеорологические исследования направлены на решение задач по определению пространственно-временного режима благоприятных и неблагоприятных условий погоды для випас поголовья в различных почвенно-климатических зонах страны, а также для разработки методов количественной оценки и прогноза производительности отраслей животноводства в конкретных условиях каждого года.
Один из самых молодых направлений сельскохозяйственной метеорологии - зоометеорология - получил в 1968 г. серьезное теоретическое обоснование благодаря применению физических и математических методов исследования в совокупности с достижениями в области фундаментальных исследований по физиологии сельскохозяйственных животных. Первой такой работой стала монография В.А. Ярошевского «Погода и тонкорунное овцеводство», который работал в Украинском научно-исследовательском институте животноводства степных районов «Аскания-Нова». Главное внимание автор уделил анализу условий погоды, оказывают вредное влияние на состояние, снижение производительности и возникновения заболеваний животных, находившихся целый год на естественных пастбищах.
После распада СССР и его административно-командной системы управления экономикой, в частности в аграрном секторе, в стране начался мучительный переходный период к условиям рыночной экономики. Именно в этот период прекратилось развитие многих важных прикладных научных исследований, поддерживаемых бюджетным финансированием. Сокращение последнего в условиях тяжелого, хозяйственного выживания сельскохозяйственного производителя на всем постсоветском пространстве привело к отказу от использования оперативной, специализированной (но уже платной) гидрометеорологической информации, необходимой для рационального ведения сельского хозяйства страны, в том числе и животноводства.
Не вызывает сомнений, что основные отрасли животноводства и поныне чувствуют постоянную нехватку в получении специализированной (зоометеорологической) информации о влиянии климатических и погодных условий на состояние и формирование продуктивности сельскохозяйственных животных, находящихся на выпасах в естественных условиях. Получаемой из подразделений Гидрометеорологической службы стандартной (общего пользования) оперативной информации о текущих и ожидаемых условиях погоды по районам выпаса сельскохозяйственных животных явно недостаточно для рационального управления сложным хозяйственным комплексом ведения пастбищного животноводства.
Однако, по мере того, как в новых экономических отношениях развивается процесс укрепления фермерских и других сельскохозяйственных организаций, наиболее сильные и самостоятельные хозяйства проявляют все больший интерес к получению платной агрометеорологической и зоометеорологической информации. Такая информация помогает фермеру в принятии правильных плановых и оперативно-хозяйственных решений, обеспечивающих как минимум ослабление материального ущерба от неблагоприятных погодных условий для животноводства.
В настоящее время наибольшую экономическую эффективность в животноводстве приносят прогнозы времени наступления опасных гидрометеорологических явлений для животных.
http://elib.rshu.ru/files_books/pdf/img-224120225.pdf
http://myzooplanet.ru/pochvovedenie_903/vliyanie-klimata-ekologo-biologicheskuyu-18145.html
http://biofile.ru/bio/21950.html
http://www.zooeco.com/ogl-nauk-zoo-eco-osn.html
Метеорологические приборы предназначены как для непосредственных срочных измерений (термометр или барометр для измерения температуры или давления), так и для непрерывной регистрации тех же элементов во времени, как правило, в виде графика или кривой (термограф, барограф). Ниже характеризуются только приборы для срочных измерений, но почти все они существуют также и в виде самописцев. По сути, это те же измерительные приборы, но они имеют перо, рисует линию на движущейся бумажной ленте.
Приборы для измерения температуры.
Жидкостные стеклянные термометры. В метеорологических термометрах чаще всего используется способность жидкости, содержащейся в стеклянных колбочках, к расширению и сжатию. Стеклянная капиллярная трубочка в термометре заканчивается шаровидным расширением, служит резервуаром для жидкости. Чувствительность такого термометра - в обратной зависимости от площади поперечного сечения капилляра и в прямой - от объема резервуара и от разности коэффициентов расширения данной жидкости и стекла. Поэтому чувственные метеорологические термометры имеют большие резервуары и тонкие трубки, а жидкости в них используются, с увеличением температуры расширяются значительно быстрее, чем стекло. Выбор жидкости для термометра зависит, в основном от диапазона измеряемых температур. Ртуть используется для измерения температур выше -39 ° С - точки ее замерзания. Для более низких температур применяются жидкие органические соединения, например этиловый спирт. Точность проверенного стандартного метеорологического стеклянного термометра составляет ± 0,05 ° С
Минимальный термометр предназначен для определения самой низкой температуры за данные сутки. Для этих целей используется стеклянный спиртовой термометр. В спирт погружен стеклянный штифт-указатель с утолщениями на концах (рис. 1). Термометр работает в горизонтальном положении. При снижении температуры столбик спирта отступает, увлекая за собой штифт, а при повышении - спирт его обтекает, не сдвигая с места, и поэтому штифт фиксирует минимальную температуру. Возвращают термометр в рабочее состояние, перевернув резервуаром вверх, чтобы штифт вновь пришел в столкновение со спиртом.
Рис. 15. Приспособления для отсчета минимальных показаний термометра
1 - капилляр, 2 - штифт, 3 - мениск спирта
Максимальный термометр используется для определения самой высокой температуры за данные сутки. Это стеклянный ртутный термометр, похожий на медицинский. Максимальные показания термометра сохраняются благодаря специальному устройству (рис. 2), состоящий из стеклянного штифта, припаянного ко дну внутри резервуара термометра.
Рис. 16. Приспособление для сохранения максимальных показаний термометра
1 - резервуар, 2 - штифт, 3 - капилляр
Ртуть выдавливается через сужение в резервуаре при повышении температуры, а при снижении сужение препятствует ее оттоку в резервуар. Такой термометр вновь подготавливают к работе на специальной вращающейся установке.
Биметаллический термометр состоит из двух тонких пластинок металла, например стали и инвара, которые при нагревании расширяются в разной степени, их плоские поверхности плотно прилегают одна к другой. Такая биметаллическая пластинка скрученная в спираль, один конец которой жестко закреплен. При нагревании или охлаждении спирали два металла расширяются или сжимаются по-разному, а спираль или раскручивается, или туже скручивается. По покажчику, прикрепленном к свободному концу спирали, судят о величине этих изменений.
Электрические термометры. К таким термометров относится устройство с полупроводниковым термоэлементом - терморезистор, или термистор. Термоэлемент характеризуется большим отрицательным коэффициентом сопротивления (то есть его сопротивление быстро уменьшается с повышением температуры). Преимуществами терморезистора является высокая чувствительность и скорость реакции на изменение температуры. Терморезисторы применяются на метеорологических спутниках, шарах- зондах и в большей части цифровых термометров.
Рис.16. Механический термометр
Рис.17. Ртутный термометр
Рис.18. Жидкостный термометр
Рис. 19. Электронный термометр
Рис.20. Инфрокрасный термометр
Рис.21. Термоєлектрический термометр
Приборы для измерения давления атмосферного воздуха. Наиболее точными стандартными приборами являются ртутные барометры. Ртутные барометры представляют собой два сообщающихся сосуда, заполненные ртутью, одна из которых - стеклянная трубка длиной около 90 см, которая запаяна сверху и не содержит воздуха. Ртутный барометр показывает атмосферное давление как высоту ртутного столба, которую можно измерить по прикрепленной рядом шкале. В зависимости от формы соединенных сосудов ртутные барометры подразделяют на 3 основных типа: чашечные, сифонные и сифонно-чашечные (рис. 3 а, б, в). На практике используют чашечные и сифонно-чашечные барометры. На метеорологических станциях используют станционный чашечный барометр (рис. 22 г).
Рис. 22. Ртутные барометры
Барометр-анероид. В Барометр-анероид (рис. 4) жидкости нет (греч. «Анероид» - «безводный»). Он показывает атмосферное давление, действующее на гофрованную тонкостенную металлическую коробку, в которой создано разрежение. При снижении атмосферного давления коробка слегка расширяется, а при повышении - сжимается и влияет на прикрепленную к ней пружину. На практике часто используют несколько (до десяти) анероидных коробок, соединенных последовательно.
Если стрелке анероида прикрепить перо, то оно будет записывать показания. Такие барографы-анероиды, регистрирующих барометрическое давление, есть на всех метеостанциях. Ртутный барометр более точный и надежный, чем анероид. Анероиды же компактнее и удобнее, используются как в помещении, так и на стандартных метеорологических радиозондах. Ими можно пользоваться в экспедиционных условиях, на морских судах, самолетах и т. д.
Рис. 23. Приборы для измерения влажности
Психрометр состоит из двух расположенных рядом термометров: сухого, измеряющий температуру воздуха, и смоченного, резервуар которого обернут тканью (батистом), увлажненной дистиллированной водой (рис. 5). Воздух обтекает оба термометры. Через испарение воды из ткани смоченный термометр конечно показывает более низкую температуру, чем сухой. Чем ниже относительная влажность, тем больше разница показаний термометров. На основе этих показаний с помощью специальных таблиц и определяется относительная влажность.
Рис. 24. Гигрометр Психрометрический ВИТ -1
Волосяной гигрометр измеряет относительную влажность за изменением длины человеческого волоса. Для удаления натуральных жиров волос сначала вымачивают в этиловом спирте, а затем промывают в дистиллированной воде. Длина подготовленного таким образом волоса имеет почти логарифмическую зависимость от относительной влажности в диапазоне от 20 до 100%. Время, необходимое для реакции волос на изменение влажности, зависит от температуры воздуха (чем ниже температура, тем он больше). В волосяном гигрометре при увеличении или уменьшении длины волоса специальный механизм передвигает указатель по шкале (рис. 25). Такие гигрометры обычно используют для измерения относительной влажности в помещениях.
Рис. 25. Гигрометр метеорологический М-19
1 - волос, 2 - регулировочный винт, 3 - контргайка, 4 - рама, 5 - шкала, 6 - стрелка
Электролитические гигрометры. Чувствительным элементом этих гигрометров есть стеклянная или пластмассовая пластинка, покрытая углеродом или хлоридом лития, сопротивление которых меняется в зависимости от относительной влажности. Такие элементы обычно используются в комплектах приборов для метеорологических шаров-зондов. При прохождении зонда через облако прибор увлажняется, а его показания в течение достаточно длительного времени (пока зонд не обнаружится за пределами облака и не высохнет чувствительный элемент) меняются.
Приборы для измерения скорости ветра
Чашечные анемометры. Скорость ветра обычно измеряют с помощью чашечного анемометра. Этот прибор состоит из трех или более конусообразных чашек, вертикально прикрепленных к концам металлических стержней, симметрично отходят от вертикальной оси (рис. 7 а). Ветер действует с наибольшей силой на вогнутые поверхности чашек и заставляет ось возвращаться.
Анемометр крыльчатый. Этот прибор (рис. 7 б) представляет собой металлическое кольцо, в средине которого на горизонтальной оси закреплена крыльчатка с лопастями, расположенными на спицах под 45 ° к плоскости, перпендикулярной оси крыльчатки. При измерении анемометр располагается так, чтобы ось крыльчатки была параллельна направлении потока, проходящего через кольцо.
а б
Рис. 26. Анемометр чашечный (а) и крыльчатый (б)
Отклонение плоскости вращения лопастей крыльчатки от направления потока в пределах до ± 10 ° дает незначительное уменьшение показаний анемометра (не более 1%). Дальнейшее увеличение угла отклонение приводит к резкому росту погрешности измерения.
Анеморумбометр М-63. Используется для дистанционного измерения мгновенной, максимальной и средней скоростей и направления ветра в стационарных условиях. В состав прибора входят датчик ветра, установленный на одной из мачт на метеорологической площадки (рис. 8 а), а также пульт с индикаторами, расположенный на рабочем столе наблюдателя (рис. 8 б).
а б
Рис. 27. Анеморумбометр М-63
а - датчик ветра; б - пульт с индикаторами
Приборы для измерения осадков. В стандартных незаписующих осадкомерах приемная воронка вставлена в измерительный цилиндр. Соотношение площади верхней части воронки и поперечного сечения мерного цилиндра 10: 1, то есть 25 мм осадков, выпавших будут отвечать в цилиндре отметке 250 мм. Записывающие осадкодомер - плювиографа - автоматически взвешивают собранную воду или подсчитывают, сколько раз маленький измерительный сосуд заполнится дождевой водой и автоматически станет пустым. Если ожидается выпадение осадков в виде снега, воронка и измерительная стакан убираются, а снег собирается в осадкомерное ведро. Когда снег сопровождается умеренным или сильным ветром, количество снега, попадает в сосуд, не соответствует явному количеству осадков. Высота снежного покрова определяется измерением мощности слоя снега в пределах типичной для данного района территории, причем берётся среднее значение менее трех измерений.
Количество осадков, измеряется осадкомером, зависит от его размещения. Турбулентность воздушного потока, вызванная самым прибором или окружающими препятствиями, приводит к занижению количества осадков, попадающих в измерительный стакан. Поэтому осадкомер устанавливается на ровной поверхности подальше от деревьев и других препятствий. Для снижения влияния вихрей, создаваемых самим прибором, используется защитный экран.
Осадкомер Третьякова (рис. 9) предназначен для сбора в любое время года и в следующем измерения осадков за определенный промежуток времени на открытом воздухе при температуре от -3О до + 50 ° С.
Рис. 28. Осадкомер Третьякова
Актинометрические приборы. Актинометрические измерения - это измерения различных потоков радиации в атмосфере. Основными актиномет-ческими величинами прямая солнечная радиация, рассеянная солнечная радиация и радиационный баланс.
Актинометр АО-50. Предназначен для измерения интенсивности прямой солнечной радиации на перпендикулярную к лучам поверхность. Приемником актинометра служит зачерненный диск, выполненный из сусального серебра толщиной 0,001 мм и диаметром 11 мм, который помещается в трубку. Обращена к Солнцу сторона его покрыта матово черной эмалью. Диск помещен внутри корпуса трубки. Прямая солнечная радиация, проникающая через отверстие трубы к диску, нагревает его. Разница температур внутренних и внешних спаев вызывает термоток, пропорциональный интенсивности радиации. Сила тока измеряется с помощью гальванометра, присоединенного к актинометру (рис.29).
Рис.29. Актинометр термоэлектрический АО-50
Пиранометр термоэлектрический. При измерении суммарной, рассеянной и отраженной радиации применяют различные типы пиранометра, например пиранометр термоэлектрический (рис. 11 а). Для измерения только рассеянной радиации используют экран, который затеняет прибор от прямых лучей Солнца. В пиранометра приемником радиации служит термоэлектрическая батарея, составленная из манганиновой и константановых полосок, соединенных последовательно. Парные спаи термобатареи покрываются сажей, а нечетные - белой магнезиею. Солнечная радиация поглощается сажей большей степени, чем магнезией, и поэтому между спаями возникает разница температур и образуется термоелектрический ток, который пропорционален радиации, падает. Величина тока измеряется за гальванометром. Термобатарея защищена от воздействия инфракрасной радиации атмосферы, ветра и осадков стеклянным колпаком.
Альбедометр. Для измерений альбедо земной поверхности применяют производную альбедометра (рис.11 б). Предназначен для измерений тех же самых актинометрических характеристик, и пиранометр термоэлектрический, имеет такую же пиранометрическую головку.
а б
Рис. 30. а - Пиранометр термоэлектрический б - Производный альбедометр
Прибор устанавливается на карданном подвесе. При повороте рукоятки приемник вращается вниз. При этом положении измеряют отраженную радиацию, при положении приемника вверху - суммарную радиацию. Для измерения рассеянной солнечной радиации применяется диск-затемнитель.
Регистратор дальности видимости (РДВ) — обеспечивает измерение и регистрацию на ленте самописца метеорологической дальности видимости в светлое и тёмное время суток. Принцип действия основан на сравнении двух световых потоков от одного источника света: один из потоков проходит через заданный слой атмосферы и с помощью призменного отражателя возвращается в прибор на фотоэлемент, второй попадает на фотоэлемент через специальную оптическую систему внутри прибора. Погрешность измерения достигает 2%.
Наземный импульсный световой измеритель высоты нижней границы облаков (ИБО) — прибор для определения расстояния до нижней кромки облаков посредством определения времени прохождения световым импульсом расстояния от передатчика (излучателя) до нижней границы облаков и обратно до приёмника световых импульсов. Инструментальная погрешность измерения высоты H нижней кромки облаков находится в пределах (10 + 0,1 H(м) м для высот от 50 до 1000 м.
Метеорологический радиолокатор (МРЛ) — специализированный радиолокатор для получения информации об атмосфере и протекающих в ней процессах. Принцип действия основан на оценке степени ослабления принятого эхо-сигнала по сравнению с сигналом, излучаемым самим МРЛ. К МРЛ предъявляются специфические требования, обусловленные особенностями метеорологических целей: исключительно большим диапазоном изменения отражающей способности; значительными вертикальными и горизонтальными размерами, как правило превышающими геометрические размеры зондирующего импульса; относительно малой скоростью движения и большой пространств, изменчивостью. Всё это требует передатчиков большой мощности, приёмников большой чувствительности, а также антенн с большим коэффициентом направленного действия. Антенны МРЛ вращаются в горизонтальной (от 0 до 360°) и вертикальной (от 0 до 90°) плоскостях. МРЛ позволяет собирать информацию с площади радиусом до 300 км.
Система радиозондирования атмосферы (СРА) — комплекс оборудования для сбора информации о температуре и влажности воздуха, скорости и направлении ветра на различных высотах; состоит из следующих компонентов: !!радиозонд — прибор, включающий в себя датчики температуры, влажности и давления, а также устройство для преобразования параметров окружающего воздуха, измеряемых с помощью этих датчиков, в радиотелеметрический сигнал и передачи его на приёмное наземное устройство; поднимается в атмосферу с помощью латексной оболочки, наполненной водородом или гелием, до высот 30—40 км; приёмное наземное устройство — включающее в себя радиолокатор для приёма радиосигналов радиозонда (обеспечивает также сопровождение радиозондов на расстояние до 200—250 км от точки выпуска), определения его текущих координат, и вычислительный комплекс для обработки телеметрической информации, обработки данных и выдачи результатов.
Метеорологический спутник — искусственный спутник Земли для сбора информации о состоянии атмосферы и снабжённый аппаратурой для измерения интенсивности излучения Земли и её атмосферы в различных диапазонах длин волн. Существует два типа метеорологических ИСЗ — полярноорбитальные и геостационарные. Полярноорбитальные ИСЗ движутся по орбитам, проходящим через полярные районы, и ведут «просмотр» Земли по виткам. Полоса просмотра имеет ширину 1000 км и более. Для получения регулярной информации необходимо присутствие на орбите нескольких ИСЗ одновременно. Информация серий последовательных витков компонуется в «монтажи», позволяющие анализировать состояние атмосферы над большими территориями. Геостационарные метеорологические ИСЗ летают по орбитам, проходящим над экваториальными районами, угловая скорость их перемещения совпадает с угловой скоростью движения Земли и спутник находится всё время над одной и той же точкой её поверхности. Для получения информации по всему земному шару необходимо присутствие на орбите нескольких спутников. Частота съёма информации составляет 0,5 ч, что позволяет детально анализировать развитие во времени процессов в атмосфере. Известны отечественные метеорологические спутник «Метеор», зарубежные — «ГОЕС», «НОАА» (США), ГМС (Япония), «Метео-сат» (Европейское космическое агентство) и др
Существуют комплесные метеостации выдающие информацию с разлычным уровнем точности и предназначенные для различных целей. Например малые домашние метеостанции:
Профессиональные метеостанции
Климатический блок метеостанции
Климатический блок метеостанции сочетает в себе компактно собранные датчики сбора текущих погодных условий: сборник осадков, датчики температуры и влажности окружающей среды, анемометр. Климатический блок метеостанции Vantage Pro2 Plus может быть укомплектован согласно Вашим потребностям.
| Номер и наименование значений | Характеристика значений |
| 1. Направление ветра | Прочные компоненты устойчивы к ураганным ветрам и чувствительны к легкому ветерку, единицы измерения направление ветра в точках компаса или градусов. |
| 2. Скорость ветра | Анемометр к метеостанции выносной, длина кабеля -12 м, анемометр изготовлен из прочного материала, измеряет скорость ветра от 1 миль в час (1 км / ч), испытан в аэродинамической трубе при скорости ветра 200 миль в час (320 км / ч), единицы измерения миль/ч, м/с, км/ч, узлы. |
| 3. Сборник осадков | Самовыливные мерные ложки измерения количества осадков опрокидываются ри наполнении 0,1 дюйм (0,2мм), шаг измерения количества осадков 0,2мм |
| 4. Встроенный пузырьковый уровень | Позволяет правильно установить климатический блок для корректного измерения выпавших осадков |
| 5. Защита от солнечной радиации | Позволяет предотвратить воздействие солнечной радиации и других источников излучаемого и отраженного тепла на датчик измерения температуры и влажности окружающей среды, чем обеспечивает высокую точность измерений |
| 6. Температура / относительная влажность | Измерение температуры окружающей среды в диапазоне чтения от -40 ° C до 65 ° C (-40 ° F до 150 ° F), относительную влажность - от 1 до 100% |
| 7. Беспроводная или кабельная | Доступны два варианта подключения и настройки метеостанции Vantage Pro2: беспроводная версия – передача данных по радиосигналу, радиус передачи – 300м, устойчив к помехам; кабельная - питание от электросети, передача данных по кабелю на консоль, длина кабеля-30м., можно удлинить до 100м. |
| 8. Питание за счет солнечных батарей | Автономность работы беспроводной версии обеспечивает панель солнечных батарей |
| 9. Прочный корпус | Корпус климатического блока устойчивый к коррозии и обеспечивает надежность установки даже в экстремальных условиях, полная герметизация электроники, дополнительная защита от влаги |
| 10. Легкая установка | Легкая и быстрая установка, монтажное крепление в комплекте. Климатический блок устанавливается на столбе (треноге) диаметром от 2,54 см до 4,45 см. Тренога заказывается дополнительно |
Пример использования метеостанции аграрным предприятием
https://www.youtube.com/watch?v=iHz_bJrO0bg
https://www.youtube.com/watch?v=-U84BpW2th8
https://www.youtube.com/watch?v=G6I9wuaZqqc
| Термины и понятия | Главные мысли лекции (5-6) | Вопросы, возникшие по теме | Что непонятно? |
|
|
|
|
|