2.3. Измерение атмосферного давления.

Атмосферное давление представляет собой давление, оказываемое воздухом на все находящиеся в нём предметы. Определяется давление в любой точке атмосферы массой вертикального столба воздуха, простирающегося от данного уровня до верхней границы атмосферы. Каждый слой атмосферы оказывает давление на нижележащие стой и сам испытывает давление вышележащих слоев. Измеряется высотой столба ртути в барометре.

Настоящая методика регламентирует определение следующих характеристик атмосферного давления:

• давление на уровне станции

• давление, приведённое к уровню моря

• значение барометрической тенденции

• характеристика барометрической тенденции

В соответствии с международной системой единиц измерения (СИ) основной единицей для измерения атмосферного давления является гПа. Однако в обслуживании некоторых организаций разрешается применять старые единицы измерения:

мб и мм.рт.ст. (1 мб =1 гПа; 1 мм.рт.ст. = 1,ЗЗ мб=1,ЗЗ гПа).

Измерение атмосферного давления на уровне станции основано на

определении силы, действующей со стороны атмосферы.

Атмосферное давление, приведенное к уровню моря и высота

изобарической поверхности вычисляется по измеренным значениям

атмосферного давления, температуре и влажности воздуха.

Значение барометрической тенденции определяется как разность

атмосферного давления на уровне станции в срок наблюдения и

предыдущий срок (3 часа назад).

Характеристика барометрической тенденции определяется по виду кривой записи хода изменения атмосферного давления во времени на уровне станции.

При производстве измерений применяются следующие средства измерения:

• барометр станционный чашечный ртутный

• барограф метеорологический

При производстве измерений по станционному барометру должны соблюдаться следующие условия:

• барометр должен быть установлен в служебном помещении метеостанции в барометрическом шкафчике, укреплённом на капитальной стене;

• барометр должен висеть свободно, не касаясь чашкой стенок шкафчика;

• температура в помещении должна быть около 15…20°, недопустима температура ниже -5° и выше 45°;

• запрещается установка барометра вблизи отопительных приборов, окон, дверей;

• для освещения шкалы барометра пользуются электрической лампочкой мощностью не более 25 Вт, которая устанавливается за барометрическим шкафчиком.

При регистрации хода атмосферного давления с помощью барографа должны соблюдаться следующие требования:

• барограф должен быть установлен в служебном помещении горизонтально на специальной полке с соблюдением требований к месту установки, температурному режиму данного помещения;

• часовой механизм барабана заводится регулярно один раз в неделю (в понедельник) после производства наблюдений и передачи телеграммы в срок, ближайший к 14 ч. поясного декретного (зимнего) времени. В то же время проводится смена ленты барографа;

• часовой механизм необходимо регулировать, если часы спешат или отстают более чем на 10 минут в сутки;

• уход за регистрирующей частью барографа проводится в соответствии с правилами эксплуатации самописцев на станции.

Производство измерений.

Измерения по барометру производятся в следующем порядке:

• отсчитываем показания термометра при барометре с точностью до десятых градуса

• вращением кремальеры поднимаем кольцо с нониусом выше мениска ртути, затем нониус сверху вниз подводим до кажущегося соприкосновения его срезов с вершиной мениска ртути в барометрической трубке так, чтобы по обе стороны мениска были видны просветы. Во время подвода нониуса глаз наблюдателя должен быть расположен так, чтобы передний и задний срезы кольца нониуса совпадали

• производится отсчёт по шкале барометра и нониусу с точностью до десятой единицы шкалы (целые и десятые доли гектопаскаля). Ближайшее к нижнему срезу нониуса деление шкалы показывает значение давления в целых единицах. Десятые доли определяются по делению нониуса, которое наиболее точно совпадает с одним из делений шкалы. Цифра на этой черте нониуса показывает число десятых долей

• после отсчёта положение нониуса оставляется неизменным до следующего срока наблюдений

• отсчёты по термометру при барометре и по шкале барометра записывается в соответствующие графы книжки КМ-1 сразу после измерений.

Определение характеристики барометрической тенденции по барографу производим в следующем порядке:

• сразу после отсчёта по барометру делается отметка на диаграммном бланке с помощью специальной кнопки

• по виду записи, а диаграммном бланке определяется характеристика барометрической тенденции в соответствии с типовыми видами. При этом учитывается запись, «за последние 3 часа».

— характеристика барометрической тенденции записывается в соответствующую графу книжки КМ-1 в виде цифры кода, взятой из таблицы.

Обработка и запись результатов измерений.

Для определения атмосферного давления на уровне станции в отсчет по барометру вводится постоянная поправка и поправка приведения показаний барометра к t=0°, в отсчёт по термометру вводится поправка из сертификата.

Постоянная поправка представляет собой сумму инструментальной поправки и поправки на приведение показаний барометра к нормальной силе тяжести, зависящей от местоположения станции (географической широты и высоты над уровнем моря).

Для вычисления атмосферного давления на уровне моря к атмосферному давлению на уровне станции прибавляется поправка, которая находится по таблицам, рассчитанным специально для каждой станции отдельно. Значение поправки для приведения давления к уровню моря определяется по атмосферному давлению на станции и виртуальной температуре воздуха.

Значение барометрической тенденции вычисляется как разность значений атмосферного давления на уровне станции (с учётом поправок) в срок наблюдений и в предыдущий срок (3 часа назад) с точностью до десятых долей гПа. Результат записывается в соответствующую графу книжки КМ-1. Если давление на станции измеряется барометром с миллиметровой шкалой, то значение барометрической тенденции вычисляется в мм, а затем переводится в гПа по таблице, помещённой в коде КН-01. Характеристика барометрической тенденции записывается в книжку КН-1 цифрой кода с изображением вида кривой, полученной на диаграммном бланке барографа.

2.4. Измерение характеристик ветра.

При наблюдениях на метеостанции под ветром понимают только горизонтальную составляющую вектора скорости ветра, а при определении средних значений усредняют отдельно скорость и направление. Методика наблюдений регламентирует определение следующих характеристик ветра:

• средней скорости ветра

• среднего направления ветра

• максимальной скорости ветра в срок

• максимальной скорости ветра между сроками наблюдений

Методика проведения измерений.

Измерение скорости ветра на станциях основано на применении анемометра с автоматическим определением средней и максимальной скорости ветра; направление ветра определяется по положению флюгарки, которая устанавливается под действием потока воздуха. На отдельных станциях допускается для измерения скорости ветра применять флюгер плоской пластиной-доской, отклоняющейся под действием потока воздуха на угол, пропорциональный скорости ветра.

При производстве измерений характеристик ветра используется анеморумбометр М-63М-1 , который обеспечивает автоматическое измерение средней скорости ветра за 10 минут с заблаговременностью включения не менее 10 минут до начала измерения.

При отсутствии на станции сетевого питания измерение скорости и направления ветра производится по комплекту флюгеров: флюгер с лёгкой доской (для измерения скорости ветра от 0 до 10 м/с), флюгер с тяжелой доской (для измерения скорости ветра от 10 до 40 м/с). Флюгер может применяться на станции также в качестве запасного прибора и по нему могут проводиться измерения при выходе из строя анеморумбометра М-63М-1. Какой из флюгеров {с лёгкой или тяжелой доской} устанавливается на станции в качестве запасного, определяет УГКС в зависимости от ветрового режима станции.

Условия производства измерений.

Измерение характеристик ветра должно проводиться только по исправным приборам.

Датчик анеморумбометра и флюгер должны быть установлены на метеоплощадке на высоте 10-12 м. от поверхности земли. В некоторых случаях на метеоплощадках, где ветровой поток сильно искажается препятствиями, высоту установки можно увеличить до 20 м, пли вынести установку за пределы метеоплощадки. Установка ветроизмерительных приборов на высоте более 12 м. или вне площадки должна быть согласована с УГКС.

Ветроизмерительные приборы должны быть правильно установлены, сориентированы по меридиану, пройти поверку и находиться в постоянной готовности к производству измерений.

Подготовка приборов к производству измерений.

Для обеспечения достоверности результатов измерений скорости и направления ветра анеморумбометром М-63М-1 на станции должны

выполняться работы по содержанию прибора в работоспособном состоянии:

• ежемесячно (первого числа каждого месяца) необходимо определять начальный момент анеморумбометра по скорости и направлению; проверять аккумуляторы блока питания

• необходимо каждые 10 дней проводить контроль каналов измерения скорости и направления ветра; проверять ориентировку и вертикальность установки датчика на мачте

• при эксплуатации анеморумбометра в особенно тяжелых условиях контролировать правильность установки анеморумбометра следует чаще один раз в два-три дня. Очистка датчика от гололёда, изморози или инея проводится жесткой кистью; при необходимости датчик снимается и отогревается в посещении станции

• перед каждым сроком наблюдений при осмотре метеоплощадки необходимо производить внешний осмотр датчика, измерительного пульта и установки в целом с оценкой исправности прибора и установки его с целью пригодности к производству измерений.

Производство измерений.

При производстве измерений прибором М-63М-1 следует иметь в виду, что прибор измеряет среднюю скорость только за тот 10-минутный интервал, который ему каждый раз необходимо задать, установив на соответствующее деление ручку «средняя скорость». Этот интервал должен быть указан в "порядке производства наблюдений" конкретной станции. Перед выходом на площадку следует:

• включить пульт нажатием кнопки «скорость»

• ручку «средняя скорость» установить так, чтобы средняя скорость была зафиксирована за 10-минутный интервал, который начинается в 45 мин. и заканчивается в 55 мин. часа, предшествующего сроку наблюдений

• непосредственно перед выходом на площадку отсчитать значение максимальной скорости ветра по верхней шкале и записать его как максимальную скорость между сроками

• после снятия отсчета значение максимальной скорости поворотом ручки «сброс V тах» против часовой стрелки совместить стрелки максимальной и мгновенной скоростей

По возвращении с площадки необходимо:

— для измерения направления включить указатель направления и в течение двух минут следить за колебаниями стрелки указателя направления, определяя её среднее положение с точностью до 5° по шкале, соответствующей цвету горящей индикаторной лампочки. Если в процессе измерения направления произойдёт переключение шкал указателя, то наблюдения проводят за той из шкал, которая показывала направление за большую часть двухминутного интервала.

• отсчитывают значения средней скорости ветра за 10-минутный интервал и максимальную скорость за срок наблюдений (за период времени от снятия значений максимальной скорости между сроками до отсчёта средней скорости в срок).

При неисправности анеморумбометра или отдельных его блоков, а также при отсутствии электроэнергии на станции определение характеристик ветра следует проводить по флюгеру.

В книжку КМ-1 и «Журнал истории станции» следует при этом записать дату и время перехода к наблюдениям по флюгеру и указать причину перехода.

При наблюдениях по флюгеру определяют:

• среднее направление ветра

• среднюю скорость ветра

• максимальную скорость ветра в срок наблюдений

Чтобы определить направление ветра, наблюдатель подходит к мачте, становится под указатель направления и, наблюдая за его колебаниями в течение 2 минут, глазомерно определяет румб, являющийся средним положением для этих колебаний. Отсчёт наблюдатель производит по 16 румбам. Если во время наблюдений направление изменилось несколько раз более чем на 1 румб и среднее направление установить невозможно, то оно считается переменным.

Если при колебаниях противовес - указатель флюгарки в среднем положении касается одного из штифтов, то отмечается направление ветра, которое указывает этот штифт. Если в среднем положении указатель не будет касаться штифтов, то отмечается трёхбуквенный румб направления ветра.

Для отсчёта скорости ветра наблюдатель должен отойти от столба в направлении, перпендикулярном положению флюгарки и, наблюдая колебания доски в течение 2 мин. определить номер штифта (или штифтов), около которого (или между которыми) наблюдалось положение доски за этот двухминутный интервал. Одновременно отмечается и самое большое отклонение доски за это же время. Номера штифтов считаются снизу вверх от 0 до 7. Штифт 0 совпадает с плоскостью доски при её отвесном положении, короткие штифты имеют нечётные номера, длинные - чётные.

В исключительных случаях при выходе из строя ветра измерительных приборов данные по ветру должны быть восполнены визуальными наблюдениями. Для этого пользуются условной шкалой Бофорта. Для оценки направления ветра используются любые косвенные признаки, позволяющие произвести эту оценку. Направление ветра можно определить, например, по дыму, движению лёгких предметов в воздухе, наклону деревьев, кустарников, травы.

При визуальной оценке скорости и направления ветра наблюдения необходимо проводить 2 минуты.

Запись и обработка результатов измерений.

Измеренные значения скорости и направления ветра записываются в книжку КМ-1 в соответствующую строку. При штиле в графу «Ветер» записывается «штиль».

При наблюдении за опасными значениями скорости ветра в срок наблюдений в книжке КМ-1 в качестве максимальной скорости между сроками следует указать либо зафиксированное прибором максимальное значение за остаток времени от момента наблюдения за опасным явлением до срока, либо записанное максимальное значение скорости ветра между предыдущим сроком и моментом наблюдения за опасным явлением в зависимости от того, которое из них больше.

В случае производства наблюдений по флюгеру в книжке КМ-1 записывается направление ветра и средняя скорость, тип флюгера, по которому велись наблюдения, номер штифта и скорость ветра в м/с. В строке "максимальный порыв" отмечается максимальное положение, которое занимала доска флюгера во время наблюдений.