Перші метеорологічні прилади. Метеорологічні прилади
Настіч Надія Валентинівна
Термометр
Термометр - прилад для вимірювання температури повітря, ґрунту, води тощо. Існує кілька видів термометрів:
-
інфрачервоні.
рідинні;
механічні;
електронні;
оптичні;
Психрометр
Психрометр - прилад для вимірювання вологості повітря та його температури. Найпростіший психрометр складається з двох спиртових термометрів. Один термометр – сухий, а другий має пристрій зволоження. Спиртова колба вологого термометра обгорнута стрічкою батистовою, кінець якої знаходиться в посудині з водою. Внаслідок випаровування вологи зволожений термометр охолоджується.
Барометр
Барометр - прилад для вимірювання атмосферного тиску. Ртутний барометр був винайдений італійським математиком і фізиком Еванджелістою Торрічеллі в 1644 році, це була тарілка з налитою в неї ртуттю та пробіркою (колбою), поставленою вниз отвором. Коли атмосферний тиск підвищувався, ртуть піднімалася в пробірці, коли вона знижувалася - ртуть опускалася.
У побуті зазвичай використовуються механічні барометри. В анероїді рідини немає. У перекладі грецького «анероїд» – «без води». Він показує атмосферний тиск, що діє на гофровану тонкостінну металеву коробку, у якій створено розрідження.
Анемометр
Анемометр, вітромір - прилад для вимірювання швидкості руху газів, повітря в системах, наприклад вентиляції. У метеорології застосовується для вимірювання швидкості вітру.
За принципом дії розрізняють механічні анемометри, анемометри теплові, ультразвукові анемометри.
Найбільш поширений тип анемометра – це чашковий анемометр. Винайдений доктором Джоном Томасом Ромні Робінсоном, який працював в обсерваторії Арми, в 1846 році. Складається із чотирьох напівсферичних чашок, симетрично насаджених на хрестоподібні спиці ротора, що обертається на вертикальній осі.
Вітер будь-якого напрямку обертає ротор зі швидкістю пропорційної швидкості вітру.
Осадкомір
Осадомір, дощомір, плювіометр або плювіограф - прилад для вимірювання атмосферних рідких та твердих опадів.
Пристрій осадкомера Третьякова
Комплект осадкомера складається з двох металевих судин для збирання та збереження опадів, однієї кришки до них, тагана для встановлення осадомірних судин, вітрового захисту і двох вимірювальних склянок.
Плювіограф
Прилад, призначений для безперервної реєстрації кількості та інтенсивності рідких опадів, що випадають з прив'язкою до часу (початок опадів, закінчення і т.д.), а на сучасних флюгерах - за допомогою електронного приладу.
Флюгер часто служить декоративним елементом- для оздоблення будинку. Флюгер може використовуватись і для захисту димової трубивід задування.
Метеорологічні прилади - прилади та установки для вимірювання та реєстрації значень метеорологічних елементів. Для порівняння результатів вимірювань, що виробляються на різних метеостанціях, метеорологічні прилади роблять однотипними та встановлюють так, щоб їх показання не залежали від випадкових місцевих умов.
Метеорологічні прилади призначені для роботи в природних умовах у будь-яких кліматичних зонах. Тому вони повинні безвідмовно працювати, зберігаючи стабільність показань у великому діапазоні температур, при великій вологості, випадінні опади, і не повинні боятися великих вітрових навантажень, пилу.
Метеорологічні елементи, характеристики стану атмосфери: температура, тиск і вологість повітря, швидкість та напрям вітру, хмарність, опади, видимість (прозорість атмосфери), а також температура грунту та поверхні води, сонячна радіація, довгохвильове випромінювання Землі та атмосфери. До Метеорологічних елементів відносять також різні явища погоди: грози, хуртовини тощо. Зміни Метеорологічних елементів є результатом атмосферних процесів та визначають погоду та клімат.
Термометр Від греч.Therme - тепло + Metreo - вимірюю Термометр - прилад для вимірювання температури повітря, грунту, води і т.д. при тепловому контакті між об'єктом вимірювань та чутливим елементомтермометри. Термометри застосовуються в метеорології, гідрології та інших науках та галузях господарства. На метеостанціях, де вимірювання температур проводять у визначені терміни, для фіксації максимальних температур між термінами спостереження служить максимальний термометр (ртутний); найменшу температуру між термінами фіксує мінімальний термометр (спиртовий).
Опадомір Дощомір; Плювіометр Осадкомір - прилад для збору та вимірювання кількості атмосферних опадів, що випали. Осадкомір являє собою циліндричне відро строго певного перерізу, що встановлюється на метеомайданчику. Кількість опадів визначається шляхом зливання опадів, що потрапили у відро, у спеціальну дощомірну склянку, площа перерізу якої також відома. Тверді опади (сніг, крупа, град) попередньо розтоплюються. Конструкція осадкоміра передбачає захист від швидкого випаровування опадів і від видування снігопада, що потрапив у відро.
Геліограф Від грец. Helios – Сонце + Grapho – пишу Геліограф – прилад-самописець, що реєструє тривалість сонячного сяйва. Основна частина приладу - кришталева куля діаметром близько 90 мм, що працює як лінза, що збирає, при освітленні з будь-якого боку, причому фокусна відстаньу всіх напрямках однаково. На фокусній відстані паралельно поверхні кулі розташовується картонна стрічка з поділками. Сонце, пересуваючись протягом дня по небу, пропалює у цій стрічці смужку. У той час, коли Сонце закрите хмарами, пропалю немає. Час, коли Сонце світило і коли його було приховано, читається по поділах на стрічці.
Хмаромір Хмаромір - прилад для визначення висоти нижньої та верхньої межі хмар, що піднімається на кулі-зонді. Дія хмари заснована: - або на зміні опору фотоелемента, що реагує на зміну освітленості при вході в хмари та виході з них; - або на зміні опору провідника з гігроскопічним покриттям при попаданні на поверхню хмарних крапель.
Анемометр Від греч.Anemos - вітер + Metreo - вимірюваю Анемометр - прилад для вимірювання швидкості вітру і газових потоків за кількістю оборотів вертушки, що обертається під дією вітру. Існують анемометри різних типів: ручні та постійно закріплені на щоглах та ін. Розрізняють реєструючі анемометри (анемографи).
Радіозонд - прилад для метеорологічних досліджень в атмосфері до висоти км. Радіозонд піднімається на випущеному у вільний політ повітряній куліта автоматично передає на землю радіосигнали, що відповідають значенням тиску, температури, вологості повітря. На великій висоті шар лопається, а прилади спускаються на парашуті і можуть бути використані знову.
Метеорологічна ракета - ракетний апарат, що запускається в атмосферу для дослідження її верхніх шарів, головним чином мезосфери та іоносфери. Прилади досліджують атмосферний тиск, магнітне поле Землі, космічне випромінювання, спектри сонячного та земного випромінювань, склад повітря тощо. Покази приладів передаються як радіосигналів.
Метеорологічний супутник Метеорологічний супутник - штучний супутник Землі, який реєструє та передає на Землю різні метеорологічні дані. Метеорологічний супутник призначений для спостереження за розподілом хмарного, снігового та льодового покривів, вимірювання теплового випромінювання земної поверхні та атмосфери та відбитої сонячної радіації з метою отримання метеорологічних даних для прогнозу погоди.
Основне заняття більшості метеорологів - не прогноз погоди, як зазвичай думають, а спостереження за погодою. Без спостережень може бути прогнозів. Більше того, щоб грамотно скласти прогноз погоди, потрібно мати результати спостережень у десятках та сотнях точок. Спостереження ведуть на метеорологічних станціях.
Метеорологічна станція (метеостанція) – установа, в якій цілодобово проводяться регулярні спостереження за станом атмосфери та атмосферними процесами, у тому числі відстежуються зміни окремих метеорологічних елементів (температури, тиску, вологості повітря, швидкості та напрямки вітру, хмарності та опадів тощо). ). На станції є метеорологічний майданчик, де розташовані основні метеорологічні прилади, та закрите приміщення для обробки спостережень. Метеорологічні станціїкраїни, області, району становлять метеорологічну мережу.
Тільки небагато вимірів можуть проводитися “на око”, потрібні вимірювальні прилади, Дія їх заснована на законах фізики.
Нерідко почувши по радіо, що зараз така температура, ми дивимося на зовнішній термометр за віконцем і виявляємо різницю до трьох-чотирьох градусів. Це пов'язано з тим, що, по-перше, метеостанція, якою нам повідомили відомості, знаходиться на певній відстані від нашого будинку; по-друге, прилади на метеостанції встановлені не так, як у нас; і по-третє, побутові приладидалеко не такі точні, як метеорологічні. Спостереження за погодою на метеостанції вважається рутинною роботою, тому що вона регламентована строгими інструкціями, які не можна порушувати, інакше спостереження, проведені на різних метеостанціях (та й різними спостерігачами на одній і тій же) не можна буде зіставити. Справа не тільки в тому, що на різних станціях мають бути прилади однієї і тієї ж конструкції. Результати спостережень залежать і від того, як і де ці прилади встановлені, як ними скористатися, записувати спостереження і т.д. Але те багатство вражень, яке дає нам об'єкт спостереження – погода, – з лишком відшкодовує видиму одноманітність методів.
Кожен прилад на метеостанції має сертифікат, в якому зазначено, які поправки потрібно вносити до його показань. Наприклад, у сертифікаті термометра вказано:
від -5,7 до +2,1+0,2
від +2,2 до +9,4+0,1.
Це означає, що якщо термометр показує -0,2 ° C, то справжня температура буде (-0,2 ° C) + (+0,2 ° C) = 0,0 ° C; якщо вказує +5,7°C, то температура +5,8°C. Для іншого термометра, навіть якщо його випустили на заводі у складі тієї ж серії, поправки майже завжди будуть інші. Такі поправки називаються інструментальними. Вони є у будь-яких приладів, щоб ними не вимірювали.>
Тепер розглянемо прилади, призначені вимірювання окремих метеорологічних елементів.
ТИСК ПОВІТРЯ
Тиск повітря – найважливіший метеорологічний показник, навіть важливіший за температуру. Тиск вимірюють за допомогою ртутного барометра, який не зазнав істотних змін за три з половиною століття, відколи його винайшов Еванджеліста Торрічеллі. Барометр дозволяє визначити висоту ртутного стовпаіз точністю до 0,1 мм. Тиск у приміщенні та зовні однаково, тому прилад вішають на стіні у закритому приміщенні – спостережливій, де ведуть обробку спостережень. У шкалу барометра вмонтовано термометр, що показує температуруу приміщенні, тому що при підвищенні температури ртуть у барометрі розширюється, і у показання доводиться вводити температурну поправку за спеціальною таблицею.
З іншого боку, величину тиску вводять поправку на абсолютну висоту, тобто. обчислюють тиск, який був у цій точці, якби барометр перебував лише на рівні моря. Не будь цієї поправки, будь-яка гірська країна, в межах якої розташовані різних висотахчисленні метеостанції, незалежно від погодних умов, виявилася б зображеною на карті ізобар як область низького тиску, причому дуже химерної зміни.
У спостережній ж знаходиться і набагато звичніший широкому загалу барометр-анероїд, він вважається менш точним приладом, його тримають про всяк випадок. Основна деталь анероїда - кругла бляшана коробочка з рифленими кришками. З неї викачано повітря, і вона запаяна. При збільшенні атмосферного тискукришки прогинаються всередину, при зменшенні розпрямляються. Рухи кришок через систему важелів передаються стрілці.
На тому ж принципі засновано дію барографа, що знаходиться тут же, що викреслює криву зміни тиску повітря. Стрілка з крихітною чорнильницею на кінчику відхиляється вгору або вниз відповідно до зміни сумарного прогину кришок стосу коробочок і викреслює криву зміни тиску на стрічці, якою обернуть барабан. Барабан обертається за допомогою годинникового механізму. Якщо барабан робить оберт за добу, крива плавна; якщо за тиждень, точність відліків менша, але зміни тиску видно чіткіше. Краще мати і добовий, і тижневий барограф. В інших самописців тижневі барабани використовуються рідко.
ТЕМПЕРАТУРА І ВОЛОГІСТЬ ПОВІТРЯ
Температура – метеорологічний показник, який найбільше відчувається, погода для нас – це насамперед “тепло” або “холодно”. Температурою повітря вважається температура, яку показує термометр, що знаходиться на висоті 2 м над землею та захищений від прямих сонячних променів. Термометри розміщують в одній з будок на метеомайданчику. Метеоплощадка – це рівне місце метрів за двадцять від приміщення метеостанції, зі збереженим природним покривом (травою мохом, словом, тим, що становить природну поверхню, що підстилає для даного місця). Будки пофарбовані в білий колір, їх стінки набрані з дощечок так, що повітря в будку проходить вільно, а сонячні промені ніколи не проникають. Біля будки є постійна драбинка.
Два термометри термінові, тобто. показують температуру зараз. Вони розташовані вертикально, кулька якого обернена смужкою тканини, кінець якої опущений у склянку з водою. Термометри відповідно і називаються – сухий та змочений. Можливо, читачеві доводилося бачити таку пару термометрів у приміщеннях, де важливо стежити за вологістю повітря, наприклад, у музеях. Термометри ртутні. Але за дуже низьких температур ртутний термометрахзамінюють спиртовим (ртуть замерзає при -39 °). Температура, яку показує сухий термометр, є температура повітря в даний момент.
Пара термометрів – сухий і змочений – становлять прилад, який називається психрометром – вимірювачем вологості. Тому і будка називається психрометричною. На випаровування води витрачається тепло, і змочений термометр зазвичай показує більше низьку температуруніж сухий. Якщо повітря сухе, випаровування йде швидко, на нього витрачається багато тепла і різниця у показаннях термометрів велика. При вологому повітрівода випаровується повільно, відповідно зменшується різниця показань. Коли вологість досягає 100%, випаровування немає, показання термометрів однакові. За спеціальними таблицями (а це досить солідний том) спостерігач визначає абсолютну вологість, відносну вологість та дефіцит вологості, тобто. кількість пари, яка ще може вмістити повітря. Зрозуміло, що з відносної вологості 100% дефіцит вологості дорівнює нулю.
Абсолютну вологість повітря людина не відчуває, відносну ж помічає тільки тоді, коли вона сильно відрізняється від оптимальної (60-70%) - або повітря занадто сухе (40% і менше), або занадто сире (90-100%). При сухому повітрі значно легше переносяться мороз та спека. Мороз в 15-20 ° в Мурманській області при стовідсотковій вологості та ще з вітерцем (а вітерець іноді і з ніг валить) куди важче, ніж знамениті сибірські морози при низькій вологості та безвітря.
Вологість фіксується ще одним приладом – волосним гігрометром. Його дія заснована на тому, що залежно від вологості знежирене людське волосся – обов'язково жіноче (він тонше) і світле (пігмент погіршує його сприйнятливість до вологи) – дещо змінює свою довжину.
Гігрометр міститься в тій же будці, що і психрометр. Його показання менш точні, їх перевіряють за психрометром, зате він дозволяє визначити вологість відразу, без розрахунків: його шкала відградуйована у відсотках відносної вологості.
У тій же будці знаходяться ще два горизонтальні термометри – максимальний та мінімальний. Вони потрібні у тому, щоб знати, яких найбільших і найменших величин досягала температура під час спостереження. Максимальний термометр відомий усім – це, наприклад, медичний. Він показує температуру тіла не тільки тоді, коли його тримають під пахвою, а й потім, коли його виймуть, доки не струсять. Тільки в максимальному термометрі, що застосовується в метеорології, діапазон температур значно більший, а шийка меду ширшою трубкою і резервуаром, тому і струшувати його легше. Саме тому його кладуть у будці горизонтально, щоб ртуть сама випадково не сковзнула в резервуар. Але використовувати його як медичне не можна: скільки б ми його під пахвою не тримали, він буде показувати температуру нижче за нормальну, тому що довгий, а значна частина ртуті приймає температуру навколишнього повітря. Але що ж це? Сухий термометр показує 15 °, максимальний 19 °; до наступному термінуспостережень температура неухильно падає, на сухому термометрі вже 7 °, а на максимальному знову ті ж 19 °! Виявляється, спостерігач, знявши показання максимального термометра, забув його струсити. Так було. Щоб цього не повторювалося надалі, у записах спостережень запровадили спеціальну графу: "Покази максимального термометра після струшування".
Неважко здогадатися, що мінімальний термометр має показувати найменшу температуру у період спостережень. Принцип дії цього термометра такий. У капілярі із безбарвним спиртом плаває штифтик. У кожний термін спостережень, трохи нахиляючи термометр, підганяють штифт до поверхні спирту і кладуть термометр горизонтально.
Метеорологічні термометри дають змогу брати відліки з точністю до 0,1°C.
В іншій будці містяться самописці – термограф і гігрограф, які безперервно фіксують зміну температури та відносної вологості; барабани з годинниковим механізмом вони такі ж, як у барографа, а стрілки з'єднані з датчиками температури і вологості. Датчик вологості – людське волосся, датчик температури – біметалічна пластина.
Для визначення швидкості вітру існує безліч самих приладів різних конструкцій. Суть більшості їх зводиться одного: вітер крутить вертушку, а лічильник обертів (механічний чи електричний) вимірює швидкість обертання. Такі прилади називаються анемометрами (у перекладі з грецької – вітромір). Подібні пристрої зараз можна бачити в багатьох містах: на вертикальній осі закріплено щось на зразок великої порожнистої дині, розрізаної навпіл; половинки зміщені щодо одне одного, кожної половинці – реклама якоїсь фірми. Втер досить вільно обтікає половинку, яка звернена до нього опуклою стороною, а на увігнуту сторону іншої половинки чинить помітний тиск. І весь пристрій починає обертатися – тим швидше, ніж сильніший вітер. неважко збагнути, що обертання завжди буде в один бік, куди б не віяв вітер.
Але для метеостанцій стандартним не анемометр, а досить простий прилад, сконструйований понад сто років тому директором Головної геофізичної обсерваторії Петербурзі Г.І. Вільдом. Флюгер Вільда складається з флюгарки - металевого прапорця, що вільно обертається на осі, і металевої дошки, що звисає, повертається разом з флюгаркою і завжди розташована поперек вітрового потоку. Під флюгаркою закріплені штирі, що вказують сторони горизонту - основні (північ, схід, південь, захід) - і проміжні, - всього 8. Напрям вітру - це сторона горизонту, звідки дме вітер, тому воно визначиться не по флюгарці, куди повертається вітер, а на противагу до неї, зверненому завжди назустріч вітру. Металева дошка відхиляється від вертикального положення тим більше, чим сильніший вітер. Поруч із дошкою приварена металева дуга зі штифтами, якими й визначають ступінь відхилення дошки, та був, за таблицею, – швидкість вітру. Втім, попрацювавши тиждень-другий, спостерігач пише швидкість вітру вже не дивлячись у таблицю. Флюгер поміщають на висоті близько 10 м над землею, окремо стоїть стовпабо над дахом метеостанції. Найчастіше флюгерів два – з легкою дошкою для слабкого вітру (до 20 м/с) та з важкою для сильного (від 12-15 м/с). Тут, щоправда, потрібне застереження. Під впливом рівного, без завихрень вітру дошка ніколи не прийме горизонтального положення. Завихрення, турбулентність потоку можуть розташувати дошку і горизонтально, і навіть (на який час) задерти її вгору. Наприклад, якщо напрямок між заходом і південним заходом, а легка дошка – між другим і третім штифтами, а при поривах досягає четвертого, запис, зроблений у момент спостереження виглядає так: “ЗЮЗ, л.д. 2-3(4)”. якщо лиска нерухома, пишуть: "Тихо".
Швидкість вітру вимірюють м/с; виняток становлять авіаційні та морські метеостанції: перші дають швидкість у км/год, другі – у вузлах (морських милях на годину), щоб легше було порівнювати швидкість вітру зі швидкістю відповідно повітряних та морських суден.
Неважко підрахувати, що 1 м/с = 3,6 км/год = 1,94 вузла (1 морська миля = 1852 м). 15 м/с – це шторм; 30 м/с – ураган, при якому ледь стоїш на ногах. Швидкості понад 40 м/с флюгер уже не бере, потрібні спеціальні прилади. Один із них, ураганометр, розрахований на 60 м/с, у Хібінах при окремих поривах теж зашкалював. А в Антарктиді зафіксували одного разу близько 90 м/с. Судячи з руйнувань, заподіяних тропічними циклонами (тайфунами), швидкість вітру може перевищувати 100 м/с.
СОНЯЧНЕ СЯЙВО
У кожний термін спостереження слід відзначити сонячне сяйво. Якщо Сонце нічим не закрите і яскраво світить, біля значка Сонця в записі ставиться двійка – другий ступінь. Якщо Сонце трохи затуманено (зазвичай це буває при високих хмарах), але предмети відкидають тіні, показник не ставиться, тобто. мається на увазі перший ступінь. Коли тіней немає, але положення Сонця на небі все ж таки можна визначити, пишуть нульовий ступінь. Якщо Сонце закрите щільними хмарами або знаходиться під горизонтом, значок взагалі не ставлять.
Постійно фіксує сонячне сяйво прилад геліограф. Це унікальний вимірювальний прилад, що відрізняється від усіх інших тим, що в ньому немає жодної частини, що рухається. Навіть рулетку, навіть кравецький сантиметр ми повинні посунути, розташувати так, щоб нуль шкали збігся з початком вимірюваного відрізка. У термометра рухомий стовпчик ртуті; термограф, барограф має часовий механізм, який повертає барабан, і стрілку, яка піднімається і опускається.
Основна деталь геліографа – куля діаметром близько 100 мм, зроблена з гарного оптичного скла і добре відшліфована. Така куля є збиральною лінзою, яка на відміну від звичних нам лінз, що застосовуються в окулярах, мікроскопах, біноклях тощо, не має єдиної головної оптичної осі: будь-яка пряма, проведена через центри кулі, – це його оптична вісь. Як усяка лінза куля має свою фокусну відстань, у неї вона однакова в усіх напрямках. На цій відстані вздовж поверхні кулі у спеціальній обоймі поміщають картонну стрічку з поділками. Сонце, здійснюючи видимий рух небозводом, пропалює в стрічці слід. У якийсь момент Сонце ховається за хмарами і перестає пропалювати стрічку; воно продовжує свій рух там, і, коли небо прояснюється, з'являється новий пропал. Кожен великий поділ на стрічці відповідає 1 год. Стрічки вистачає на 8 год; після цього, якщо день триває більше, ставлять нову стрічку і повертають обойму на 120° – саме таку дугу описує Сонце за 8 год. Взимку дні короткі, ставиться одна стрічка – з 8 до 16 год. цілий рік) - дві, з 4 до 12 і з 12 до 20 год. , 16 год.
Геліограф може працювати як самописець тому, що рухається сам разом із Землею, що обертається, підставляючи Сонцю для пропалу то одну точку своєї стрічки, то іншу. Порівняний з ними тільки сонячний годинник - практично той же прилад, тільки не самописний.
Хмари – один із найскладніших для спостереження метеорологічних елементів, тому приладів немає. Потрібно на око визначити ступінь покриття небосхилу хмарами (10% - 1 бал хмарності, 30% - 3 бали, весь хмарочос покритий хмарами - 10 балів), рід і вид хмар, хоча б приблизно - їх висоту. Щоправда, є метеостанції, що запускають у кожний термін спостережень шар-пілот, швидкість підйому якого відома; зникла куля в хмарах за кілька секунд – і відома висота. Але по-перше, далеко не всі станції запускають такі кулі, по-друге, куля може проскочити між куповими хмарами, і по-третє – і це найголовніше – удачею вважається саме останній випадок, тому що куля-пілот потрібна в першу чергу для визначення не висоти хмар, а напрямки вітру різних висотах.
Є, щоправда, досить примітивний прилад нефоскоп, який нібито дозволяє визначити напрямок і швидкість руху хмар, але я щось не пригадаю нагоди, щоб ним хтось користувався.
Кількість опадів – це товщина шару води, який утворився б від випадання дощу, снігу тощо, якби вода не стікала та не випаровувалась. Вимірюється у міліметрах. Прилад (осадкомір) є просто циліндричним відром, яке поміщають на стовпі. У кожен термін спостережень воду, що накопичилася в ньому, зливають у мірний циліндр з поділками, що дозволяє вимірювати об'єм з точністю до 0,1 мм. Якщо опади тверді (сніг, град, крупа), цебро вносять у спостережну, а коли опади розтануть, воду зливають у склянку. Влітку, а особливо в спеку, вимірювати кількість опадів потрібно відразу після дощу, інакше вода випарується.
Навколо відра осадкоміра розташовані металеві пластини, що утворюють щось на зразок квітки. Вони перешкоджають видуванню опадів (переважно, звичайно, снігу) із відра.
ТЕМПЕРАТУРА ҐРУНТУ. СНІГОВИЙ ПОКРИВ
Температуру ґрунту вимірюють такими ж термометрами, як і в психрометричній будці, тільки лежать усі три на поверхні землі (взимку – на снігу) та не захищені від прямих сонячних променів. Крім того, на агрометеорологічних станціях вимірюють температуру ґрунту на різних глибинах, зазвичай 5, 10 та 15 см. Термометри формою нагадують хокейну ключку: резервуар з ртуттю міститься горизонтально на потрібної глибиниа шкала виступає над поверхнею. Однак у показання цих термометрів необхідно вносити поправки, т.к. виступаюча частина корпусу, зокрема стовпчик ртуті, схильні до впливу температури повітря та прямих сонячних променів.
З часу встановлення восени постійного снігового покриву і до сходу весною по ній висота снігового покриву регулярно фіксується за допомогою снігомірної рейки.
МЕТЕОРОЛОГІЧНІ ЯВИЩА
Про них згадаємо лише коротко, тому що спостереження ведуть в основному без приладів і мають якісний характер, виміри майже відсутні.
Метеоролог повинен завжди виглядати у вікно і частіше виходити з будівлі, інакше можна багато пропустити. Почався дощ – познач час; слабкий дощ перейшов у помірний - снувати відміти. Потрібно зафіксувати час початку та закінчення опадів, туману, хуртовини, веселки, полярного сяйва та багато іншого. Для кожного явища існує свій значок, тому запис нагадує китайські ієрогліфи упереміш із цифрами.
За останні десятиліття все більше входять у науковий та технічний побут електронні прилади. Але зберігають своє місце та традиційні вимірювальні прилади; вони зазвичай служать зразками, якими всі інші прилади повіряють, якими їх налаштовують.
Газета "Фізика", №23'99.
Для визначення температури у звичайних умовах використовуються термометри (ртутні або спиртові) термографи (що реєструють на стрічці зміни температури за певний час).
Для вимірювання вологості застосовують гігрометри, гігрографи та психрометри. Найбільш поширені стаціонарні психрометри серпня та аспіраційні психрометри Ассмана. Принцип роботи заснований на різниці показань сухого та змоченого термометрів залежно від вологості навколишнього повітря.
Стаціонарний психрометр Августа (рис. 4.1 а) складається з двох однакових спиртових термометрів. Резервуар одного з них обернутий гігроскопічною тканиною, кінець якої опущений в склянку, що наповнюється дистильованою водою. По тканині до резервуара цього термометра надходить волога замість випаровується. Інший термометр (сухий) вказує на температуру повітря. Показання вологого термометра залежать від утримання в повітрі водяної пари. Визначивши різницю температур, по психрометричній таблиці на корпусі приладу знаходять відносну вологість повітря.
Мал. 4.1. Психрометри:
а) стаціонарний серпня: 1 – термометри зі шкалами; 2 – основа; 3 – тканина; 4 – живильник;
б) аспіраційний Ассмана:
1 – металеві трубки; 2 – термометри; 3 – аспіратор; 4 – запобіжник від вітру; 5 – піпетка для змочування вологого термометра.
Аспіраційний психрометр Ассмана (рис. 4.1 б) влаштований аналогічно. Відмінність його полягає в тому, що для унеможливлення впливу рухливості повітря на показання вологого термометра в головній частині приладу розміщений вентилятор з механічним або електричним приводом.
Показання з термометрів знімаються не раніше ніж через 3-4 хвилини.
При роботі з аспіраційним психрометром Ассмана величина абсолютної вологості залежить від:
|
|
де 
- максимальна вологість при температурі вологого термометра 
(береться із додатка 8); 
;
- температури, показані відповідно сухим та вологим термометрами, 0 С; 
- Барометричний тиск, мм рт. ст.
Відносна вологість повітря визначається за такою формулою:
|
|
де 
- відносна вологість, %; 
- значення максимальної вологості при температурі сухого термометра 
(береться із додатка 8).
Крім формул, визначення відносної вологості за показаннями психрометра можна проводити за психрометричним графіком або психрометричною таблицею (додаток 10).
Визначення відносної вологості за психрометричним графіком проводиться наступним чином; по вертикальних лініях відзначають показання сухого термометра, похилим - показання змоченого термометра, похилим - показання змоченого термометра; на перетин цих ліній отримують значення відносної вологості, виражені у відсотках. Лінії, що відповідають десяткам відсотків, позначаються на графіку цифрами: 20, 30, 40, 50 тощо.
Гігрометри (рис. 4.2) користуються для прямого визначення відносної вологості повітря.
У 
основу його пристрою покладена здатність людського волосся (завдяки гігроскопічності) подовжуватися у вологому та коротшати в сухому повітрі.
Гігрографи використовують для реєстрації на стрічці зміни відносної вологості у часі. Для визначення швидкості руху повітря застосовуються крильчатки та чашкові анемометри.
Мал. 4.2 Гігрометр
До
Мал. 4.3. Крильчатий анемометр 1 – крильчатка; 2 – лічильний механізм; 3 - арретир
Чашковий анемометр (рис. 4.4) служить вимірювання швидкості руху повітря від 1 до 20 м/с.
У
Мал. 4.4. Чашковий анемометр 1 – стрілка сотень; 2 – циферблат; 3 – стрілка; 4 – чотиричашкова вертушка; 5 – вісь; 6 – черв'як; 7 – стрілка шкали тисяч; 8 – вушка; 9 – арретир; 10 - гвинт
Вмикання та вимикання механізму проводиться арретиром 9, один кінець якого знаходиться під вигнутою пластинчастою пружиною, що є підп'ятником черв'ячного колеса. Для включення лічильного механізму арретир 9 провертають за годинниковою стрілкою.
Інший кінець арретиру при цьому піднімає пластинчасту пружину, яка, переміщуючи вісь колеса в осьовому напрямку, виводить колесо з черв'ячне з зачеплення з черв'яком 6.
При повороті арретира проти стрілки черв'ячне колесо входить у зачеплення з хробаком і вітроприймач анемометра з'єднується з редуктором.
Механізм анемометра закріплений у корпусі із пластмаси, Нижня частинакорпуса закінчується гвинтом 10, що служить для кріплення анемометра на стійці або жердині. У корпусі анемометра по обидва боки арретира 9 вкручені вушка 8, через які пропускається шнур для включення та вимикання анемометра, піднятого на стійці (жердині). Шнур прив'язується за вушко аретиру 9.
Вітроприймач анемометра захищений хрестовиною із дротяних дужок, що служить також для кріплення верхньої опори осі вітроприймача.
Для визначення швидкості руху повітря, виміряної за допомогою анемометра (крильчастого та чашкового), використовується формула:
|
|
де 
- швидкість руху повітря, діл./с; 
;
- відповідно початкові та кінцеві показання анемометра, діл.; 
- Тривалість вимірювання, с.
Щоб перевести значення швидкості руху дел./с м/с, слід скористатися графіками до цього анемометру (додаток 11 а,б). Для цього на осі ординат графіка відшукують число, відповідне числу поділів в секунду, від цієї точки проводиться горизонтальна лінія до перетину з лінією графіка, а отриманої точки проводиться вниз вертикальна лінія до перетину з віссю абсцис. Ця точка дає потрібну швидкість руху повітряного потоку, м/с.
Для вимірювання малих швидкостей руху повітря (менше 0,5 м/с) застосовують термоанемометри та кататермометри.
Д 
ля вимірювання барометричного тиску у цій роботі застосовується барометр-анероїд (рис. 4.5). Межі виміру атмосферного тиску від 600 до 800 мм рт. ст. при температурі від мінус 10 до плюс 400С. Ціна поділу шкали 0,5 мм рт. ст.
Мал. 4.5. Барометр-анероїд
Променисту теплову енергію (інтенсивність теплового випромінювання) вимірюють актинометром. У цьому приладі приймачем теплової енергії є екран із затемнених і блискучих алюмінієвих пластин, до яких приєднані мікротермометри, підключені до гальванометра. Електрорушійна сила, що виникає в термобатареях під дією теплового випромінювання, передається гальванометру. За показаннями гальванометра реєструють значення температури.