Лабораторная работа № 7

Тема: ветер.

Цели: 1) изучить устройство и принцип действия станционного флюгера и ручного анемометра;

2)освоить методику наблюдения за скоростью и направлением ветра.

Исходные материалы: ручной анемометр, рисунок-схема станционного флюгера.

Опрос по домашнему заданию.

Выполнение работы:

1. Усвоить основные понятия о ветре, выучить названия румбов.

2. Изучить устройство станционного флюгера.

3. Уяснить себе взаимодействие его частей: флюгарки и указателя скорости ветра (доски).

4. Зарисовать схематически основные части флюгера.

5. Усвоить правила установки флюгера и правила наблюдений с его помощью.

6. Ознакомиться с устройством ручного анемометра и уяснить взаимодействие его частей.

7. Запомнить правила установки анемометра и проведения наблюдений с его помощью.

8. Схематически зарисовать прибор.

9. Попрактиковаться в производстве отсчетов по стрелкам анемометра.

10. Сделать три отсчета по анемометру на открытом воздухе.

11. Результаты наблюдений записать в тетрадь в следующей форме:

Таблица 10

№ при- бора	Дата, время и место проведения наблюдений	Отсчёты	Продолжи- тельность работы счётчика, с	Число делений, с	Скорость ветра, м/с
до включения счётчика	после выключения счётчика	разность

12. Вычислить скорость ветра.

Контрольные вопросы:

1. За какими характеристиками ветра производятся наблюдения на метеорологических станциях? В каких показателях они выражаются?

2. Какие приборы употребляются для наблюдений над направлением ветра? Рассказать принцип их устройства.

3. Какие методы используются для измерения скорости ветра?

4. Каково устройство станционного флюгера? Каковы правила его установки?

5. Какие и как производятся наблюдения над ветром с помощью флюгера?

6. Каково устройство ручного анемометра и как он устанавливается?

7. Как производятся наблюдения над ветром с помощью ручного анемометра, и как они обрабатываются?

Задание на дом:

1. Что называется солнечной радиацией?

2. Каков спектральный состав солнечной радиации?

3. Дайте определение прямой, рассеянной, суммарной радиации.

4. Сформулируйте определения отражённой и поглощённой радиации.

5. Что означают понятия эффективного излучения, альбедо? Приведите формулы.

6. Дайте определение понятию радиационного баланса земной поверхности, приведите формулу.

7. Что такое солнечная постоянная, каково её значение?

8. Что представляет собой баланс коротковолновой радиации?

9. Сформулируйте закон ослабления прямой радиации, приведите формулу (формула Буге).

ТЕМА 8. СОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ

Приборы для измерения и регистрации солнечной радиации

Для измерения солнечной радиации на метеостанциях применяются:

1) универсальный термоэлектрический пиранометр Янишевского – предназначен для измерения интенсивности суммарной радиации солнца и неба, рассеянной и отражённой радиации с длиной волны 0,3-2,4 мкм, приходящей на горизонтальную поверхность;

2) термоэлектрический актинометр Савинова-Янишевского – в сочетании с гальванометром типа ГСА-1 предназначен для измерения интенсивности прямой солнечной радиации на перпендикулярную к лучу поверхность;

3) балансомер – предназначен для измерения падающей остаточной радиации (мгновенного значения радиационного баланса), которая представляет собой алгебраическую сумму всех видов радиации (поступающей на землю и уходящей от земли), падающей на приёмные поверхности прибора;

4) стрелочный актинометрический гальванометр ГСА-1 – предназначен для измерения термоэлектрических токов термоэлектрических приборов;

5) При полевых исследованиях используется походный альбедометр.

Для непрерывной регистрации параметров солнечной радиации в наземных условиях предназначены следующие самописцы:

1) гальванограф – служит для записи значений прямой, суммарной и рассеянной радиации;

2) электролитический интегратор – для интегрирования по времени тока и напряжения при измерении суточных сумм радиации. Прибор работает в комплекте с любым термоэлектрическим актинометрическим приёмником радиации (актинометром, пиранометром, балансомером);

3) гелиограф – для регистрации продолжительности солнечного сияния на всех широтах.

Правила установки приборов

Измерительные актинометрический приборы (пиранометр, актинометр, балансомер) компонуются на так называемой актинометрической стойке, изготовленной из металлических труб и имеющей Г-образную форму: горизонтальная рейка и врытый в землю вертикальный столб-подпорка, на котором рейка крепится с помощью кронштейна. Элементы стойки подвижны по отношению друг к другу – это необходимо для коррекции положения приборов по отношению к потоку солнечного излучения. Крепление приборов на стойке стационарно. Стойка размещается на открытой местности, длина горизонтальной рейки составлять 2 м, высота вертикальной подпорки – 1,5 м от подстилающей поверхности. Горизонтальная рейка ориентируется на юг. Подстилающая поверхность под пиранометром должна быть однородной в радиусе не менее 4 м.

При установке пиранометра и актинометра основания их футляров привинчиваются шурупами к рейке, балансомер крепится в продолжение горизонтальной рейки. Установочными винтами, с помощью пузырькового индикатора, приводят приёмные части приборов в горизонтальное положение и закрепляют их в таком положении.

К стержню затенителя привинчивают экран и укрепляют его винтом на рычаге. Снимают чехол с сушилки пиранометра, отвинчивают её и, наполнив осушителем на одну треть, снова привинчивают и закрывают чехлом. Осушителями могут быть: металлический натрий, хлористый кальций, силикагель, прокалённый медный купорос.

Гальванометры устанавливаются к северу от пиранометра, в специальном ящике, на таком расстоянии, чтобы наблюдатель при отсчёте не затенял пиранометр. Актинометрические приборы подключаются к гальванометрам на клеммы + к – с последовательным включением в цепь добавочного сопротивления из манганина. Правильность подключения прибора к гальванометру проверяется при снятой крышке и освобождённом арретире гальванометра. Если стрелка гальванометра отклоняется влево за нуль шкалы, то провода меняют местами.

При измерении суммарной радиации головка пиранометра всегда располагается так, чтобы номер на диафрагме был обращён в сторону Солнца, а при затенении пиранометра в сторону Солнца должен быть обращён рычаг с затенителем. Для установки затенителя по высоте Солнца необходимо ослабить винт. При измерении отражённой радиации головка пиранометра опрокидывается, стержень затенителя устанавливается горизонтально.

Методика проведения актинометрических наблюдений

Наблюдения начинают с определения места нуля стрелки гальванометра (три отсчёта, находят среднее).

Для определения величины суммарной радиации необходимо делать отсчёты при открытом и закрытом пиранометре. При измерении радиации производят 3-5 отсчётов по гальванометру, с интервалами по 10-15 сек.

Для каждого вида радиации вычисляются средние значения, которые исправляются шкаловыми поправками, взятыми из поверочного свидетельства, и переводным множителем. Из исправленных значений вычитают место нуля (среднее из трех отсчётов) стрелки гальванометра.

Переводной множитель (а) пиранометра зависит от высоты Солнца над горизонтом и температуры воздуха. Поэтому при вычислении суммарной радиации показания гальванометра, соответствующие интенсивности прямой радиации, должны быть исправлены умножением на поправочный множитель (Fn) для данной высоты Солнца, указанный в паспорте прибора. Отсчёт по балансомеру с помощью поправочной таблицы приводится к условиям штиля. В показания актинометра вводится температурная поправка из паспорта прибора.

Дата добавления: 2017-02-01