Гидравлика, гидрология и метеорология (стр. 52 )

Плювиограф состоит из цилиндрического сосуда 1 с приемной площадью 500 см2. В нижней части сосуд переходит в конус, заканчивающийся сливной трубкой, которая вставляется в воронку трубки 2, идущей от поплавковой камеры 3. Осадки через приемное ведро поступают в поплавковую камеру, внутри которой находится полый металлический поплавок 4 со стержнем 5 и стрелкой 6, заканчивающейся пером. Рядом с поплавковой камерой укреплен барабан 9 с часовым механизмом. На барабан надевается бумажная лента. Горизонтальные линии на ней соответствуют количеству осадков, а вертикальные – времени.  Одно горизонтальное деление равно  0,1 мм осадков,  а одно

Рис. 18.11. Плювиограф: 1 – приемный сосуд;

2 – воронка; 3 – поплавковая камера; 4 – поплавок;

5 – стержень; 6 – стрелка; 7 – носик; 8 – сифон;

9 – барабан; 10 – контрольный сосуд

вертикальное – 10 мин. В нижней части корпуса прибора помещается контрольный сосуд 10, в который сливаются осадки из поплавковой камеры.

При выпадении осадков вода из приемного сосуда 1 переливается в поплавковую камеру 3. При этом поплавок, находящийся в камере, поднимается и перо чертит на ленте кривую линию, причем, чем интенсивнее осадки, тем круче подъем кривой. Как только осадки заполнят поплавковую камеру (10 мм), начинает действовать сифон 8 и вода из камеры автоматически выливается в контрольный сосуд 10. При этом перо вычерчивает на ленте вертикальную прямую линию от верха до нулевого деления ленты. Если осадки продолжают выпадать, поплавковая камера снова наполняется водой и перо поднимается вверх. Если осадки прекращаются, перо чертит на ленте горизонтальную линию.

В холодное время при отрицательных температурах плювиограф не используют, так как вода в сосуде может замерзнуть и повредить прибор.

Прибор устанавливают горизонтально на открытой площадке на специальном столбе так, чтобы его верхняя часть была на высоте 2 м от поверхности почвы. Плювиограф укрепляется проволочными растяжками.

Обработка ленты плювиографа (плювиограммы) заключается в следующем. По записи на ленте отмечают время начала и конца дождя, записывают количество осадков, выпавших за каждый час, вычисляют общую сумму осадков за 24 ч и определяют интенсивность дождя в 1 мин. Интенсивность дождя рассчитывают по 10-минутным интервалам.

В е с о в о й  с н е г о м е р  служит для определения плотности снежного покрова и запасов воды в снеге в полевых условиях. Весовой снегомер (рис. 18.12) состоит из металлического цилиндра 1 и весов. Высота цилиндра составляет 60 см, площадь поперечного сечения – 50 см2. Один конец цилиндра плотно закрывается крышкой 3, а другой утолщен и заострен в виде пилы. На наружной стороне цилиндра нанесены сантиметровые деления. Нулевое деление совпадает с открытым пилообразным концом цилиндра 2. Вдоль цилиндра свободно перемещается кольцо 4, к которому прикреплена дужка 5 для подвешивания цилиндра к весам.

Рис. 18.12. Весовой снегомер: 1 –  цилиндр; 2 – пилообразный

конец цилиндра; 3 – крышка; 4 – кольцо; 5 – дужка; 6 – линейка;

7 – стрелка; 8 – серьга; 9 – крючок; 10 – груз

Весы снегомера состоят из латунной линейки 6, разделенной призмой на два неравных плеча. Призма обращена острием вниз и расположена под указателем стрелкой 7. На эту призму надевается серьга 8, за кольцо которой наблюдатель держит весы. На конце меньшего плеча с помощью второй призмы крепится крючок 9 для подвешивания цилиндра. На большем плече нанесены деления и находится подвижной груз 10 для уравновешивания весов. Деления шкалы нанесены от 0 до 300, причем обозначены десятки делений от 1 до 30. Одно деление соответствует 5 г. Для отсчета делений в передвижном грузе сделан вырез, на скошенном крае которого есть риска. Положение равновесия определяется по совпадению указателя – стрелки 7 с риской на серьге 8.

19. ДВИЖЕНИЕ ВОЗДУШНЫХ МАСС

19.1. Ветер и его характеристики

В е т р о м  называется движение воздуха относительно земной поверхности, в котором преобладает горизонтальная составляющая.

Ветер характеризуется направлением, скоростью и порывистостью.

Непосредственной причиной возникновения ветра является различие атмосферного давления в точках земной поверхности, создающее  г о р и з о н т а л ь н ы й  б а р и ч е с к и й  г р а д и е н т (ГБГ).

Движение воздуха совершается под действием силы барического градиента от большего давления к меньшему, однако не по прямой линии, а по более сложной траектории (рис. 19.1).

Рис. 19.1. Схема к объяснению

образования ветра

Влияет отклоняющая сила вращения Земли (сила Кориолиса), центробежная сила при повороте линии тока, сила трения. Поэтому ветер в нижнем слое атмосферы отклоняется от ГБГ на 50–60є над сушей и на 60–70є над морем в северном полушарии вправо, а в южном – влево. Угол отклонения ц возрастает с высотой и на высоте 1000 – 1500 м  приблизительно равен 90є.

Направление ветра определяется в той части горизонта, откуда дует ветер, и выражается в метеорологических румбах или в градусах. В настоящее время принята 16-румбовая система определения направления ветра. В табл. 19.1 представлены белорусские и международные названия румбов и приведены соответствующие им значения направления ветра в угловых градусах.

Направление ветра в градусах начинают отсчитывать с севера по часовой стрелке.

Скорость ветра измеряется в метрах в секунду (м/с), в километрах в час (км/ч) или в баллах.

Т а б л и ц а  19.1. Название и обозначение румбов и их значения в градусах

Название	Обозначение	Градусы
белорусское	международное	от	до
Северо-северо-восточный	ССВ	NNE	12	33
Северо-восточный	СВ	NE	34	56
Восточно-северо-восточный	ВСВ	ENE	57	78
Восточный	В	E	79	101
Восточно-юго-восточный	ВЮВ	ESE	102	123
Юго-восточный	ЮВ	SE	124	146
Юго-юго-восточный	ЮЮВ	SSE	147	168
Южный	Ю	S	169	191
Юго-юго-западный	ЮЮЗ	SSW	192	213
Юго-западный	ЮЗ	SW	214	236
Западно-юго-западный	ЗЮЗ	WSW	237	258
Западный	З	W	259	281
Западно-северо-западный	ЗСЗ	WNW	282	303
Северо-западный	СЗ	NB	304	326
Северо-северо-западный	ССЗ	NNW	327	348
Северный	С	N	349	11

Скорость и направление ветра – очень изменчивые характеристики физического состояния атмосферы. Поэтому среднюю скорость ветра принято определять за десятиминутный, а направление – за двухминутный интервал времени. При этом отмечается максимальный порыв ветра (максимальная скорость). Кроме этого определяется изменчивость скорости и направление ветра или его порывистость. Порывистость оценивается качественно: по направлению – постоянный или переменный, а по скорости – ровный или порывистый.

Для измерения направления и скорости ветра используются флюгер, ручной чашечный анемометр и анеморумбометр.

Ф л ю г е р  является наиболее простым по устройству и широко распространенным прибором для измерения направления и скорости ветра. Указателем направления ветра у флюгера служит двухлопастная флюгарка 1 с противовесом 2 и восемь штифтов 3, ввинченных в муфту 4, причем четыре штифта длинные и четыре короткие (рис. 19.2).

Рис. 19.2. Флюгер: 1 – флюгарка;

2 – противовес; 3 – штифт; 4 – муфта;

5 – доска; 6, 9 – ось; 7 – стержень;

8 – дуга;10 – груз

Длинные штифты соответствуют направлению С, Ю, З, В, корот-кие – СЗ, СВ, ЮЗ, ЮВ. Один штифт, обозначенный буквой С, должен быть направлен строго на север. Под действием ветра флюгарка вращается вокруг вертикальной оси. Направление ветра определяют по положению противовеса флюгарки относительно штифтов.

Указатель скорости ветра состоит из железной доски 5 размером 15×30 см, свободно качающейся над флюгаркой около горизонтальной оси 6, закрепленной на металлическом стержне 7, и восьми штифтов, ввинченных в дугу 8, которая также соединена с осью 6 металлическим стержнем 9. Для уравновешивания дуги на другом конце оси навинчен груз 10. Нумерация штифтов начинается с отвесного штифта, имеющего нулевой номер. Для удобства отсчета четные штифты (0, 2, 4, 6) делают длиннее нечетных (1, 3, 5, 7). Различают флюгеры с легкой доской (200 г) и с тяжелой (800 г).

Под воздействием ветра флюгарка устанавливается в его направлении, а доска – всегда перпендикулярно направлению ветра и отклоняется на угол, который зависит от скорости ветра, и ставится рядом с соответствующим штифтом. При помощи флюгера с легкой доской можно измерять скорость ветра до 20 м/с, а с тяжелой – до 40 м/с.