4. Автоматизовані системи моніторингу атмосферних опадів

Атмосфе́рні о́пади (Гідрометео́ри) — вода в рідкому чи твердому стані, що випадає з хмар чи безпосередньо з повітря на земну поверхню та предмети. З хмар випадають: дощ, мряка, сніг, мокрий сніг, крупа, град, льодяний дощ. З повітря виділяються: роса, рідкий наліт, іній, твердий наліт, паморозь.

Випадання атмосферних опадів із хмар відбувається в результаті укрупнення частинок вже існуючих хмарних елементів (крапель або кристалів) до розмірів, при яких вони здобувають помітну швидкість падіння. Найбільші кристалічні елементи, випадаючи з хмари, зіштовхуються з переохолодженими краплями, приморожуючи їх до себе, або змерзаються між собою, утворюючи пластівці. Перейшовши в атмосферні шари з температурами вище 0 °C, тверді частки тануть, утворюючи краплі дощу. При низьких температурах повітря (близько 0 °C і нижче) тверді частки досягають земної поверхні не розтанувши (сніг, крупа й ін.). У теплу пору року можливе випадіння граду. У краплинно-рідких хмарах при позитивних або негативних, але близьких до 0 °C температурах атмосферні опади можуть виникати внаслідок злиття, або коалесценції хмарних елементів. В результаті цього може випадати дрібний дощ або мряка.

Залежно від механізму розвитку й структури хмар, що дають атмосферні опади, розрізняють обложні атмосферні опади — помірної інтенсивності, але тривалі, із шарувато-дощових хмар, зливові — з купчасто-дощових хмар і мрячні — із шаруватих хмар.

Атмосферні опади, що виділяються на земній поверхні (так звані наземні гідрометеори), — це роса, паморозь, іній, рідкий і твердий наліт та ін.; особливе значення має ожеледь, аналогом якої у вільній атмосфері є зледеніння літака в польоті.

Атмосферні опади — одна з ланок кругообігу води на Землі. Кількість атмосферних опадів, багаторічний, середньомісячний, сезонний, річний, їхній розподіл по земній поверхні, річний і добовий хід, повторюваність, інтенсивність тощо є визначальними характеристиками клімату, що мають істотне значення для сільського господарства й багатьох інших галузей народного господарства. Все більшого значення набуває штучне викликання атмосферних опадів, що полягає в тому, що в хмару вводять реагенти, які сприяють утворенню крижаних кристалів у водяних хмарах, а в змішаних хмарах прискорене їхнє укрупнення.

5. Автоматизовані системи моніторингу сонячної радіації

Пряма сонячна радіація - . Джерелом всіх теплових процесів на Землі є променева енергія Сонця. Опроміненість, або енергетична освітленість, тобто густина потоку радіації на нормальну до променя поверхню за межами земної атмосфери на відстані, що дорівнює середній відстані між Землею і Сонцем, називається сонячною сталою і складає мВт/см ² (1971 р.), або 1,94 кал/(см ²·хв). Спектр заатмосферної сонячної радіації простягається від рентгенівських променів до радіохвиль (рис.9.1).

Рис.9.1 Спектральний розподіл сонячного і земного випромінення: 1 – заатмосферна сонячна радіація; 2 - пряма сонячна радіація; 3 і 4 - розсіяна радіація безхмарного і похмурого неба; 5 - випромінення чорного тіла при температурі +20°С; 6 - випромінення атмосфери при безхмарному небі.

Проходячи крізь товщу земної атмосфери, сонячна радіація ослаблюється: частково розсіюється молекулами газів, краплями води, кристаликами льоду і пилом, а частково поглинається, головним чином, водяною парою Н₂О, вуглекислим газом СО₂ і озоном О₃. В результаті ослаблення до земної поверхні доходить (при відсутності на шляху хмар) пряма сонячна радіація , енергія якої на 98 % зосереджена в діапазоні довжин хвиль від 0,29 до 4 мкм (рис.9.1). На рівні моря при високому положенні Сонця і доброї прозорості спостерігається кал/(см ²·хв). Перед заходом Сонця шлях променю в атмосфері подовжується в 30 раз в порівнянні з шляхом при Сонці в зеніті і кал/(см ²·хв). Пряма сонячна радіація вимірюється актинометром, контрольним приладом служить піргеліометр.