6. Мiсцевi вiтри.

Задачі:

7. З якою силою опирається дерево при легкому вітрі, якщо густина повітря 0,125 кг сек² /м⁴, а площа поверхні дерева 150 м² .

8. Визначте з якою силою опирається дерево при сильному вітрі, якщо густина повітря 0,15 кг сек² /м⁴, а площа поверхні дерева 250 м² .

У з в і т і в и к л а д а ю т ь:

1. Характеристику вiтрових параметрiв.

2. Опис i принцип дiї анемометричних приладiв.

3. Результати дослiдження вiтрового режиму дендропарку.

4. Вiдповiдь на запитання і задачі. Письмова відповідь на питання 6.

5.Побудувати розу вітрів.

6. Висновки.

Лабораторна робота 10.

ОСНОВИ БIОКЛIМАТИЧНОГО АНАЛIЗУ.

М е т а р о б о т и: засвоїти основи методики розрахунку сум активних температур та сум ефективних температур для окремих бiологiчних видiв.

Клiматичнi умови визначають умови життя у водi i на сушi, обумовлюють процеси, якi проходять в середовищi i визначають умови життя як рослинних i тваринних органiзмiв, так i їх популяцiй. Режими вологи i температури середовища впливають на темпи обмiну речовин у всiх органiзмiв, чим i визначають швидкiсть кругообiгу речовини i енергiї в екосистемi.

Можливостi бiоклiматичного аналiзу спробуємо розкрити висвiтленням ролi такого фактора як температура. Середньодобова температура - це середнє арифметичне з температур, вимiряних за всi термiни спостережень. Середньомiсячна температура - середнє арифметичне значення з середнiх добових температур за всi доби мiсяця. Середньорiчна температура - це середнє арифметичне значення з середньомiсячних температур (або середньодобових). Сума активних температур складається з середньодобових температур вище 10 ^оС.

Сума ефективних температур - це сума середнiх добових температур, порахованих вiд бiологiчного мiнiмуму, при якому починає вегетувати рослина даної культури (сорту, гiбриду). Можуть бути визначенi пороги ефективних температур (понад 10 ^оС, понад 15 ^оС i.т.п.). У такому випадку вiд середньодобової температури вiднiмаються 10 ^оС (чи 15 ^оС i.т.п.), а залишки сумуються.

ЗАВДАННЯ. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ I ОПРАЦЮВАННЯ

1. Згiдно з заданим варiантом, наведеним в таблицi 1, визначити:

1) суму активних температур;

2) суму ефективних температур вище 5 ^оС;

3) суму ефективних температур вище 10 ^оС;

4) суму ефективних температур вище 15 ^оС.

Контрольнi запитання i завдання.

1. Визначення сутностi бiоклiматичних параметрiв.

2. Методика розрахунку бiоклiматичних показникiв.

3. Висновки про значення бiоклiматичного аналiзу.

4. Причини екологiчностi бiоклiматичного аналiзу.

У з в і т і в и к л а д а ю т ь:

1. Теоретичнi основи бiоклiматичного аналiзу.

2. Результати розрахунку бiоклiматичних показникiв вiдповiдно до запропонованого варiанту.

3. Висновки.

4. Вiдповiдi на запитання.

Лабораторна робота 11.

ЗАСОБИ I МЕТОДИКА МIКРОКЛIМАТИЧНИХ ДОСЛIДЖЕНЬ.

М е т а р о б о т и: поглибити набутi навики використання метеорологiчних приладiв; обстежити i проаналiзувати мiкроклiматичну ситуацiю конкретно визначеної урбанiзованої дiлянки.

Поняттям мiкроклiмат найдоцiльнiше охоплювати мiсцевi особливостi клiмату, якi суттево змiнюються уже на невеликих вiдстанях. При цьому причиною вiдмiнностей виступають дрiбномасштабнi особливостi будови i властивостей пiдстилаючої поверхнi. З ландшафтознавчої точки зору мiкроклiматом звуться комплекснi клiматичнi характеристики природних територiальних комплексiв найнижчого рiвня органiзацiї (фацiя).

Сукупнiсть фiзичних явищ, якi характернi для атмосфери в межах рослинних угруповань, називають фiтоклiматом.

Особливо багатофакторним є процес формування мiкроклiмату в межах урбанiзованих територiй. Формування такого урбомiкроклiмату обумовлюється такими найважливiшими чинниками:

1. Геоморфологiчна будова територiй мiста та околиць.

2. Гiдросiтка та територiально-бiоценотичнi особливостi.

3. Вертикально-горизонтальний характер забудови.

4. Оптичнi та фiзико-хiмiчнi властивостi будматерiалу.

5. Функцiонально-транспортна система.

6. Територiально-галузева структура виробництва.

7. Формування i вплив теплового острова.

8. Демографiчно-мiграцiйнi процеси.

Структура i наукова проблематика мiкроклiматичних дослiджень є надзвичайно рiзноманiтна. Але для їх успiшного виконання необхiднi двi найважливiшi складовi: розвинута матерiально-технiчна база i бездоганно вiдпрацьована методика дослiджень.

Матерiально-технiчна база передбачає найдоступнiшу можливiсть застосування таких нормативно-похiдних варiантiв метеорологiчного обладнання:

- термометри: термiновi, мiнiмальнi та максимальнi;

- метеорологiчнi самописцi (термографи, гiгрографи i т.iн.);

- психрометри аспiрацiйнi;

- повний комплекс актинометричних приладiв;

- анемометри: чашковi, крильчатi, iндукцiйнi;

- барометри-анероїди;

- мобiльнi метеостанцiї ДМК (десантний метеокомплекс);

- люксметри;

- лiнiйки, мiрнi стрiчки i т.п.

Методичний потенцiал мiкроклiматичних дослiджень охоплює якнайширший набiр прийомiв i методiв дослiдження, властивих для метеорологiї, клiматологiї, бiологiї, географiї, фiзики та екологiї. Окрiм цього, як стверджує один з найвидатнiших клiматологiв сучасностi, нiмецький вчений I.Блютген: «При польових спостереженнях... особливо необхiдне нетреноване око, яке здатне впевнено розпiзнавати самi тонкi особливостi мiсцевостi, якi проявляться в мiкроклiматi».

ЗАВДАННЯ.

1. Виконати мiкроклiматичне дослiдження визначеної дiлянки. Результати спостереженя зафiксувати в таблицi 1.

2. Провести розгорнутий аналiз отриманих результатiв i назвати найхарактернiшi мiкроклiматичнi властивостi вибраної дiлянки.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ.

1. Для виконання мiкроклiматичного дослiдження викладачем визначаються чотири точки, якi складатимуть мiкроклiматичний профiль. Перша точка «дендропарк» розташовується в межах дендропарку УкрДЛТУ i тут виконується (пiд безпосереднiм керiвництвом викладача; оскiльки на найвищiй точцi зосереджується найбiльша кiлькiсть навчально-методичних проблем).

2. Отримана в результаті дослiдження iнформацiя реєструється в таблицi 1.Мiкроклiматичне дослiдження територiї.

Дата дослiдження: _____________

1.2. Прив'язка точки повинна вiдобразити її розташування в просторi щодо найхарактернiших орiєнтирiв територiї дослiдження (в румбах i метрах).

1.3. Температура повiтря зчитується з сухого термометра аспiрацiйного психрометра на двох рiвнях (0,5 i 1,5) i фiксується в таблицi .

1.4. Вiдлiки з вологого термометра аспiрацiйного термометра записуються в рядки для визначення вiдносної вологостi на висотах 0,5 i 1,5 м. Значення вiдносної вологостi (в %) визначаємо з допомогою скорочених психрометричних таблиць чи психрометричного графiка .

1.5. За допомогою розташованого на грунтi (чи штучному покриттi) термометра визначаємо температуру грунту (штучного покриття).

1.6. Дослiдження вiтрового режиму виконуємо також на двох рiвнях(0,5 i 1,5 м).

1.7. Освiтленнiсть на точцi дослiдження визначаємо за допомогою люксметра i результати реєструємо в таблицi .

2. Аналогiчно з алгоритмом дослiдження на точцi дендропарк, виконуємо дослiдження на заданих точках, якi характеризують вулицю, сквер та внутрiшнiй двiр житлової забудови. Результати дослiдження фiксуємо в таблицi .

АНАЛIЗ РЕЗУЛЬТАТIВ.

1. Виявляємо особливостi розподiлу температури повiтря та грунту на всiх запропонованих для дослiдження точках.

2. На пiдставi отриманих результатiв простежуємо загальнi закономiрностi вiдносної вологостi повiтря.

3. Аналiзуємо особливостi вiтрового режиму i ув'язуємо їх з отриманими результатами для температури повiтря, температури грунту i вiдноної вологостi повiтря.

4. Простежуємо динамiку освiтленностi даних точок i корелюємо це з попередньою аналiзованою iнформацiєю.

Контрольнi запитання i завдання.

1. Що таке мiкроклiмат?

2. Що таке фiтоклiмат?

3. Якi фактори впливають на особливостi урбомiкроклiмату?

4. Назвiть прилади, що застосовуються для мiкроклiматичних

дослiджень.

5. Якi мiкроклiматичнi характеристики вам вiдомi?

6. Фактори, якi впливають на мiкроклiмат примiщень.

У з в і т і в и к л а д а ю т ь:

1. Теоретичнi основи мiкроклiматичних дослiджень.

2. Детальний опис технiки i послiдовностi виконання дослiдницьких операцiй.

3. Забезпечену емпiричною iнформацiєю таблицю результатiв .

4. Детальний пофакторний аналiз особливостей мiкроклiмату на заданому мiкроклiматичному профiлi.

5. Висновки.

6. Вiдповiдi на запитання.

Лабораторна робота 12.

СПОСТЕРЕЖЕННЯ ЗА ХМАРАМИ.

М е т а р о б о т и: знайомство з класифікацією хмар і проведенням нагляду над хмарністю.

Спостереження за хмарністю - визначення кількості хмар, їх форм і висоти над рівнем моря станції.

Хмари - скупчення продуктів конденсації і сублімації водяної пари в атмосфері. Вони складаються з водяних капель і льодових кристаликів.

Головною причиною утворення хмар є адіабатичне охолодження повітря під час його підйому.

Часто поява хмар є результатом одночасної дії декількох процесів. Численні форми хмар утворюються також внаслідок переходу першочергово утворених форм в інші в процесі їх подальшого розвитку або розпаду.

Міжнародна класифікація хмар

При метеорологічних спостереженнях користуються морфологічною (за зовнішнім виглядом) міжнародною класифікацією хмар. Вона об'єднує 10 родів, котрі в свою чергу поділяються на певні види і різновидності. Роди хмар наступні:

1) Пір'ясті (перисті) - Cirrus (ціррус) - Ci.

2) Пір'ясто-купчасті - Cirrocumulus (ціррокумулюс)- Cc.

3) Пір'ясто-шаруваті - Cirrostratus (цірростратус) - Cs.

4) Висококупчасті - Altoсumulus (альтокумулюс) - Ac.

5) Високошаруваті - Altostratus (альтостратус) - As.

6) Шарувато-дощові - Nimbostratus (німбостратус) - Ns.

7) Шарувато-купчасті- Stratocumulus (стратокумулюс)- Sc.

8) Шаруваті - Stratus (стратус)- St.

9) Купчасті - Cumulus (кумулюс)- Cu.

10) Купчасто-дощові - Cumulonimbus (кумулонімбус)- Cb.

Пір'ясті, пір'ясто- купчасті і пір'ясто-шаруваті хмари розміщуються в верхньому ярусі тропосфери - в помірних широтах від 5 до 13 км, висококупчасті - в середньому ярусі, в помірних широтах від 2 до 7 км. Високошаруваті хмари з'являються в середньому ярусі, але можуть проникнути і в верхній. Шаруватво-дощові хмари майже завжди з'являються в нижньому ярусі, та, як правило, поширюються і в інші. Шарувато-купчасті і шаруваті хмари появляються в нижньому ярусі - від земної поверхні до 2 км. У купчастих і купчасто-дощових хмарах основи розміщуються звичайно в нижньому ярусі, але вертикальне розміщення їх таке, що їх вершини можуть проникати в середній і верхній яруси.

Визначення хмарності (кількості хмар).

Визначення хмарності (кількості хмар), тобто ступеню покриття неба хмарами, проводиться візуально за десятибальною шкалою. Необхідно оцінити, яка десята доля неба занята хмарами, рахуючи просвіти між хмарами. Дуже невеликі просвіти, властиві таким формам хмар, як Ci, Cс і деяким видам Ac, до уваги не приймаються. Бал 0 ставлять при відсутності хмар, а також у тому випадку, коли хмарами покрито менше 5% неба. Якщо хмари закривають 10% поверхні неба, хмарність дорівнює 1. Повне покриття неба хмарами оцінюється 10 балами. За наявності просвіту в хмарному покрові 5% і менше, число 10 записує ться в вигляді 10.

При спостереженні спочатку оцінює ться загальна кількість хмар, а пізніше окремо дає ться оцінка кількості хмар нижнього ярусу, включаючи хмари вертикального розвитку. Запис проводиться в вигляді дробу: в чисельнику вказує ться загальна, а в знаменнику - нижня хмарність. Якщо кількість хмар незначна, але існують окремі хмари, що не складають 0,5 бала, то в графі кількість хмар ставиться 0/0, а в графі форма проставляют відповідний рід і вид хмар і додають слово «сліди» (сл.), напр. 0/0 Ci (сл.)

На момент спостереження виділяють також наявність і інтенсивність сонячного і місячного сяйва. Умовні позначення для сонячного сяйва наступні:

О² - Сонце цілком відкрите, тіні від предметів чіткі;

О - Сонце закрите тонкими хмарами або димком, тіні від предметів ще видно;

О^о - Сонце слабо просвічує крізь хмари, туман або імлу, тіней від предметів нема.

Місячне сяйво для всіх фаз, окрім повного місяця, позначає ться , для повного місяця -

² О² - місяць зовсім відкритий;

О - місяць просвічує через тонкі хмари;

^о О^о- місяць слабо просвічує крізь хмари, туман або імлу.

Визначення і запис форми хмар.

Форми хмар визначають при допомозі Атласу хмар. При заповненні графи «форма хмар» спрчатку вказують хмари, які займають більшу частину неба, потім переходять до наступних, у порядку зменшення їх видимої кількості. Форму хмар відмічають тоді, коли вони за кількістю займають не менше 0,5 бала. Дозволяється не визначати форми хмар, які знаходяться нижче 5-6 град. над горизонтом, при цьому хмари, які різко виражені (купчасті, купчасто-дощові, а іноді і пір'ясті) обов'язково вказуються. За відсутності хмар нижнього ярусу в рядку для запису форми хмар середнього ярусу вказують кількість цих хмар.

Визначення висоти хмар.

Під висотою хмар розуміють висоту їх нижньої межі над рівнем станції. Визначення висоти нижньої границі хмар проводять для хмар нижнього і середнього ярусів, якщо вони розміщені не вище 2500 м над рівнем станції.

Для визначення висоти нижнього рівня хмар застосовують імпульсний вимірювач висоти хмар (ІВО). При відсутності ІВО вона визначає ться з допомогою кулі-пілота, а в темноті - за допомогою настінного прожектора. Якщо інструментальним методом визначити висоту хмар неможливо (нема хмар в зеніті або кількість хмар недостатня для використання кулепілотного методу), тоді висоту нижньої висоти хмар оцінюють візуально.

З а в д а н н я - визначити роди і види хмар, встановити хмарність неба.

П о р я д о к в и к о н а н н я р о б о т и.

1. За Атласом хмар (1957) і описом хмар познайомитись з основними родами і видами хмар.

2. Виписати і запам'ятати 10 основних родів хмар, а також їх види і різновидності.

3. На місцевості візуально визначити роди і види хмар, за можливістю- їх різновидності.

Контрольнi запитання i завдання.

1. Виписати роди хмар, що дають опади, і вказати вид опадів, характерний для кожного з них(зливні, обложні, мжичка).

2. Перелікувати характерні роди хмар, що утворюються всередині повітряних мас.

3. Вказати форми хмар, котрі виникають на теплих і холодних фронтах.

4. Визначити і записати кількість і форми хмар.

5. Вказати хмари, які є ознаком поганої і доброї погоди.

6. Вказати різницю між трьома родами хмар (на вибір).

Лабораторна робота 13.

КЛIМАТИЧНI АТЛАСИ I СИНОПТИЧНI КАРТИ.

М е т а р о б о т и: оволодiти вмiнням читати синоптичну карту i навчитися основам синоптичного прогнозування.

Невiд'ємною частиною будь-якого сучасного природничого атласу є

блок клiматологiчних карт, якi характеризують особливостi територiального розподiлу клiматичних елементiв (тиску, температури, опадiв, вологостi, вiтрових характеристик i т.iн.). В клiматичних атласах всi включенi карти присвяченi вiдображенню клiматичних особливостей регiону (материка, свiту). Зустрiчаються клiматичнi атласи присвяченi висвiтленню окремого клiматичного елемента, наприклад, температури, опадiв, вiтру i т.д. Iнколи клiматичний атлас набирає форми визначника, як наприклад Атлас хмар, де представлена систематизована збiрка фотографiй основних форм хмар i їх рiзновидностей. Не менш практично важливим є атлас вiтрiв, де на детальних географiчних картах, розбитих на певну кiлькiсть квадратiв методом вiтрових дiаграм (роз вiтрiв) висвiтлюється вiтровий режим територiї.

Поряд зi статистичним аналiзом клiматичних елементiв не менш важливе значення має прогнозiйне завдання клiматологiї. Для передбачення погоди використовується багато методiв, але найбiльш авторитетним є синоптичний метод. Базою синоптичного прогнозування є синоптична карта, яка є найкомплекснiшим видом узагальнення вихiдних метеорологiчних даних за певний перiод (доба, година, 30 хвилин). Першi синоптичнi карти були запропонованi В.Брандесом в першiй половинi XIX столiття.

Погода кожного пункту планети визначається перш за все синоптичним розташуванням, тобто територiальним розмiщенням i властивостями тих чи iнших синоптичних об'єктiв, а також мiсцевими i фiзи-

ко-географiчними особливостями.

Синоптичний метод прогнозування передбачає висвiтлення таких характеристик:

- хмарнiсть i опади;

- вiтер (напрямок i сила);

- температура повiтря;

- особливi явища погоди (туман, шквали, гололiд та iн.).

На сучасну синоптичну карту умовними позначеннями наносять результати спостережень значної кiлькостi метеостанцiй. Навколо центрального кружечка, який вказує мiсцерозташування метеостанцiї (i водночас за рiвнем своєї заштрихованостi вказує на хмарнiсть в час спостережень) за годинниковою стрiлкою розташовуються у виглядi чисел i символiв (розшифрування яких наведено в додатку 3) 20 метеорологiчних характеристик, головними з яких є:

- тип хмар (12 година);

- тиск на рiвнi моря в мб з невказаною першою цифрою 9 або 10 (2 година);

- величина баричної тенденцiї в десятих долях мб (3 година);

- значок погоди за останнi 6 годин (5 година);

- кiлькiсть опадiв за останнi 6 годин (6 година);

- кiлькiсть хмар нижнього ярусу (8 година);

- точка роси (8 година);

- видимiсть в метрах (9 година);

- погода в термiн спостереження (9 година);

- температура повiтря (10 година);

- вiтер позначається наведеними в додатку 3 значками, напрям його визначається румбом орiєнтацiї основи значка, а швидкiсть - штрихами рiзної довжини (з яких довший вiдповiдатиме 4-м метрам, коротший - 2 м).

Окрiм цього, на опрацьованiй синоптичнiй картi присутнi розподiл тиску (iзобари, лiнiї фронтiв, зони опадiв i туманiв, при наявностi грози - знаки грози, iнколи траєкторiї перемiщення циклонiв (див.мал.29).

ЗАВДАННЯ.

1. Зробити аналiз погоди на основi синоптичної карти (див.мал.30) вiдповiдно до заданого напрямку по конкретному меридiану чи паралелi (або по фрагментах запропонованих синоптичних карт.

2. Спрогнозувати можливий розвиток погодних процесiв.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ.

1. Аналiз синоптичної карти.

1.1. Проаналiзувати динамiку хмарностi i опадiв вздовж заданого профiлю дослiдження.

1.2. Вивчити розподiл напрямку i сили вiтру.

1.3. Дослiдити особливостi розподiлу температури повiтря.

1.4. Охарактеризувати погоднi явища (туман, видимiсть).

2. Прогнозування розвитку погодних процесiв.

2.1. Прогноз хмарностi випливає з прогнозу синоптичної ситуацiї. Повна або часткова хмарнiсть в заданому регiонi може бути в тому випадку, якщо через нього очiкується проходження циклону з яким небудь фронтом (особливо теплим). При визначеннi холодної повiтряної маси ймовiрне утворення купчастої хмарностi. Ясна i малохмарна погода може спостерiгатися внаслiдок розвитку на заданiй територiї антициклональних явищ.

2.2. Прогноз опадiв визначається особливостями атмосферної динамiки пов'язаної з теплими, холодними i оклюзивними циклональними фронтами.

2.3. Прогноз туманiв виконують на основi властивостей i тенденцiй баричного поля.

2.4. Напрямок i швидкiсть вiтру прогнозують з допомогою аналiзу розвитку i руху атмосферних фронтiв, а також загальної форми баричного поля.

2.5. Прогноз температури на найближчий час грунтується на основi загальних закономiрностей її добового ходу. При цьому доцiльно врахувати тенденцiї розвитку хмарностi i опадiв. Потрiбно прагнути забезпечити точнiсть температурних прогнозiв в межах 2 С.

АНАЛIЗ РЕЗУЛЬТАТIВ.

Вiдповiдно з структурою порядку виконання роботи дати розгорнутий звiт про результати аналiзу i прогнозування.

Контрольнi запитання i завдання.

1. Яке призначення клiматичних атласiв ?

2. Назвiть основнi типи клiматичних карт.

3. Для чого призначенi синоптичнi карти?

4. В чому суть i яке значення синоптичного прогнозування ?

У з в і т і в и к л а д а ю т ь:

1. Вiдомостi про клiматичнi атласи i синоптичнi карти.

2. Розгорнутий звiт про результати аналiзу i прогнозування вiдповiдно до заданого варiанту.

3. Висновки.

4. Вiдповiдi на контрольнi запитання.