Измерение осадков. Определение качества осадков.
Измерение осадков.
Количество атмосферных осадков, выпавших на поверхности Земли в данном месте за определенное время, оценивается толщиной слоя воды (в мм). Количество твердых осадков измеряется по толщине слоя воды, который бы образовали растаявшие твердые осадки. Одному миллиметру осадков соответствует слой выпавшей воды в количество 1 литр на 1 м2. Количество осадков измеряется специальными приборами – осадкомерами, которые обычно располагаются на расстоянии в несколько километров один от другого и фиксируют количество осадков за определенный промежуток времени, обычно за 24 часа. Простой осадкомер представляет собой цилиндрическое ведро строго определенного сечения с круглой воронкой, устанавливаемое на метеоплощадке. Дождевая вода попадает в него и стекает в специальный измерительный стакан. Площадь измерительного стакана также известна, поэтому слой воды толщиной 25 мм в измерительном стакане соответствует 2,5 мм выпавших осадков. Конструкция осадкомера предусматривает защиту от быстрого испарения осадков, от выдувания попавшего в ведро осадкомера снега. Более сложные измерительные приборы непрерывно регистрируют количество, интенсивность и время выпадающих атмосферных осадков (плювиографы). Среднее годовое количество осадков на всей поверхности Земли – около мм. В тропических широтах среднегодовое количество осадков не менее 2500 мм, в умеренных широтах – около 900 мм, а в приполярных районах – около 300 мм. Главными причинами различий в распределении осадков являются географическое положение данного региона, его высота над уровнем моря, удаленность от океана и направления преобладающих ветров. На горных склонах, обращенных в сторону дующих с океана ветров, количество выпадающих осадков обычно больше, чем в районах, защищенных от моря высокими горами.
Анализ выпавших осадков.
Время проведения исследования с 25.11.11 по 29.11.11
Место проведения исследования: г. Саранск, Юго-Западный район.
Погодные условия: выпадали кратковременные снеговые осадки, которые вследствие стали объектом исследования.
Проба воды отбиралась в течение недели, а точнее в течение указанного выше срока проведения исследования.
Определение качества выпавших осадков.
Органолептический метод определения запаха :
Характер запаха мы определяем ощущением воспринимаемого запаха (землистый, хлорный, нефтепродуктов и. т.д.).
Метод определения:
Из дождемера берем снег и ждем когда он растает. По данной таблице
Интенсивность | Характер проявления запаха | Оценка интенсивности запаха в баллах |
Запах не ощущается | ||
Очень слабая | Запах не ощущается потребителем, но обнаруживается при лабораторном исследовании. | |
Запах замечается потребителем, если обратить на это внимание | ||
Заметная | Запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде | |
Отчётливая | Запах обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья | |
Очень сильная | Запах настолько сильный, что делает воду непригодной к употреблению |
Интенсивность запаха 0 баллов.
Органолептический метод определения вкуса :
Этим методом мы определяем характер и интенсивность вкуса и привкуса.
Четыре основные виды вкуса: солёный, кислый, сладкий, горький
Метод определения:
Характер вкуса или привкуса определяют ощущением воспринимаемого вкуса или привкуса (солёный, щелочной, металлический и. т.д.)
Испытуемую воду мы набрали в рот малыми порциями, не проглатывая, задерживаем на 3-5 с.
Интенсивность и характер вкуса и привкуса мы определяем при 20°С и оцениваем по пятибалльной системе (в таблице).
Интенсивность вкуса, привкуса | Характер проявления вкуса и привкуса | Оценка интенсивности вкуса в баллах |
Вкус и привкус не ощущаются | ||
Очень слабая | Вкус и привкус не ощущаются потребителем, но обнаруживается при лабораторном исследовании | |
Вкус и привкус замечаются потребителем, если обратить на это внимание | ||
Заметная | Вкус и привкус легко замечаются и вызывают неодобрительный отзыв о воде | |
Отчётливая | Вкус и привкус обращают на себя внимание и заставляют воздержаться от питья | |
Очень сильная | Вкус и привкус настолько сильные, что делают воду непригодной к употреблению |
По таблице интенсивность вкуса равна 2 балла.
Фотометрический метод определения мутности:
Определение мутности мы производили сразу после отбора пробы. Вода не очень мутная с первого взгляда. Можно предположить, что она пригодна для питья.
Вывод: осадки выпавшие в данном районе не имеют примесей и других химических элементов. Но если провести более тщательное исследование в лаборатории я думаю, что обнаружится примеси или другие химические элементы.
В Петербурге все предвещает аномально теплую зиму (эх, не сглазить бы!), и я, порядком уставший от двух предыдущих зим-реконструкций событий фильма "Послезавтра" несказанно рад этому. Тем более, что год назад примерно у это время за окном уже стоял мороз –20°. Сноубордистам и лыжникам на склонах снег наметут искусственный, так что в обиде не останутся, а мне и без него хорошо живется.
Но пока погоду трясет около нуля, каждое утро для меня превращается в дилемму: что надеть, чтобы и не замерзнуть, и не упариться. И тут-то мне на помощь и приходят два отличных сайта с очень точными прогнозами погоды. В свое время мне помог найти их мой товарищ, но в ЖЖ он не пишет, так что свет понесу в народ я. Кто о них в курсе, не спешите закидывать яйцами за баян, ведь многие до сих пор за погодой ходят на туповатые и врущие через раз Гисметео и Яндекс.
Внизу небольшой обзор двух отличных сайтов: РП5 и YR.no , а также ответы на несколько вопросов, которые могут возникнуть после знакомства с ними. Если покажется, что букав слишком много, просто примите к сведению мои рекомендации и поверьте, что эти два ресурса ни разу не подвели и не обманули.
Этот сайт, гость из Норвегии, в отличие от РП5 помимо очень точные прогнозов имеет очень красивое оформление. Русского языка, правда, нет. Но зато есть английский (переключается в правом верхнем углу).
Особенность сайта – куча разных способов предоставления информации, начиная от знакомых по Яндексу простеньких прогнозов-таблиц на 9 дней вперед (стоит заметить, что расшифровка по прежнему весьма детализирована), и заканчивая графиками и метеорологическими картами, изменяющимися во времени.
Лично для меня оптимальным и наиболее понятным видится умеренной "загруженности" график, который может также обзавестись еще и линией для давления и диаграммой облачности, если нажать на кнопку Detailed слева, но эта информация кажется мне излишней. Синие столбики на временной оси – это опять же уровень осадков в миллиметрах.
Теперь отвечу на пару вопросов, которые могут возникнуть после ознакомления с этими сайтами:
Q: Откуда у британцев и норвежцев информация о нашей погоде? Гидрометцентр наш уж наверняка лучше знает!
A: Вовсе нет. И Гидрометцентр, и все остальные знают о фактической погоде абсолютно одно и то же. Вся информация собирается наземными метеостанциями и выкладывается в общий доступ в системе свободного международного обмена метеоданными. Теперь любой, у кого есть в наличии суперкомпьютер с тысячей-другой процессоров может взять эти данные, обработать и попытаться предсказать, какая погода будет в том или ином месте в ближайшем будущем. Дело лишь за тем, кому это удастся сделать точнее.
Q: Мне непонятно, когда осадки обозначают как 2 мм/ 6 часов. Чего ждать на самом деле?
A: Понять очень легко. Вот как объясняет это РП5:
"Соотношение прямое: 1 мм соответствует 1 литру на 1 квадратный метр. То есть 12 мм - это большое 12-литровое ведро; 10 мм - 10-литровое ведро; 0.5 мм - пол-литровая бутылка; 0.2 мм - стакан воды на 1 кв. метр. Возможно, такое объяснение не слишком солидное, зато понятное."
Это открывает новые горизонты по сравнению с теми прогнозами погоды, где дождь вне зависимости от прогнозируемой интенсивности обозначается капелькой, или зонтиком. Понять, нужен ли этот зонтик вообще можно именно по этим миллиметрам: 0.2-1 мм – это очень мало, и скорее всего означает проливные дожди местами (то есть на 10% города прольются все 10 миллиметров, а над остальными 90% будет светить солнышко). А 4-10 мм – это уже внушительное количество, размазанное по огромной площади, и скорее всего дождь будет капать долго и везде.
Q: Какой дождь, у нас зима, мороз –30! Снег как в миллиметрах измерять?
A: Просто умножить на 10. 1 миллиметр осадков будет равен 1-сантиметровому сугробу.
Q: Было бы здорово, если бы можно было прогнозы с 10 разных источников усреднить.
Ага, кто-то уже до этого
Атмосферные осадки — вода в жидком или твердом состоянии, выпадающая из облаков или осаждающаяся из воздуха на земную поверхность.
Дождь
При определенных условиях облачные капли начинают сливаться в более крупные и тяжелые. Они уже не могут удерживаться в атмосфере и падают на землю в виде дождя.
Град
Бывает, что летом воздух быстро поднимается вверх, подхватывает дождевые тучи и несет их на высоту, где температура ниже 0°. Дождевые капли замерзают и выпадают в виде града (рис. 1).
Рис. 1. Происхождение града
Снег
В зимнее время в умеренных и высоких широтах осадки выпадают в виде снега. Облака в это время состоят не из капелек воды, а из мельчайших кристалликов — иголочек, которые, соединяясь вместе, образуют снежинки.
Роса и иней
Осадки, выпадающие на земную поверхность не только из облаков, но и непосредственно из воздуха, — это роса и иней.
Количество выпавших осадков измеряется осадкомером или дождемером (рис. 2).
Рис. 2. Строение дождемера: 1 — наружный корпус; 2 — воронка; 3 — емкость для сбора волы; 4 — мерный резервуар
Классификация и виды осадков
Осадки различают по характеру выпадения, по происхождению, по физическому состоянию, сезонам выпадения и т. д. (рис. 3).
По характеру выпадения осадки бывают ливневыми, обложными и моросящими. Ливневые осадки - интенсивные, непродолжительные, захватывают небольшую площадь. Обложные осадки - средней интенсивности, равномерные, длительные (могут продолжаться сутками, захватывая большие территории). Моросящие осадки - мелкокапельные осадки, выпадающие на незначительной территории.
По происхождению различают осадки:
- конвективные - характерны для жаркого пояса, где интенсивны нагрев и испарение, но нередко бывают и в умеренном поясе;
- фронтальные - образуются при встрече двух воздушных масс с разной температурой и выпадают из более теплого воздуха. Характерны для умеренных и холодных поясов;
- орографические - выпадают на наветренных склонах гор. Они очень обильны, если воздух идет со стороны теплого моря и обладает большой абсолютной и относительной влажностью.
Рис. 3. Виды осадков
Сравнив на климатической карте годовое количество атмосферных осадков на Амазонской низменности и в пустыне Сахара, можно убедиться в неравномерном их распределении (рис. 4). Чем это объясняется?
Осадки приносят влажные воздушные массы, формирующиеся над океаном. Это хорошо видно на примере территорий с муссонным климатом. Летний муссон приносит с океана много влаги. И над сушей идут продолжительные дожди, как на Тихоокеанском побережье Евразии.
Постоянные ветры также играют большую роль в распределении осадков. Так, пассаты, дующие с континента, приносят сухой воздух на север Африки, где расположена самая обширная пустыня мира — Сахара. Западные ветры приносят в Европу дожди с Атлантического океана.
Рис. 4. Среднегодовое распределение осадков на суше Земли
Как вы уже знаете, морские течения влияют на осадки в прибрежных частях материков: теплые течения способствуют их появлению (Мозамбикское течение у восточных берегов Африки, Гольфстрим у берегов Европы), холодные, наоборот, препятствуют выпадению осадков (Перуанское течение у западных берегов Южной Америки).
Рельеф также влияет на распределение осадков, например, Гималайские горы не пропускают на север влажные ветры, дующие с Индийского океана. Поэтому на их южных склонах иногда выпадает за год до 20 000 мм осадков. Влажные воздушные массы, поднимаясь по склонам гор (восходящие токи воздуха), охлаждаются, насыщаются, и из них выпадают осадки. Территория же севернее Гималайских гор напоминает пустыню: там выпадает всего 200 мм осадков в год.
Существует зависимость между поясами и количеством осадков. У экватора — в поясе низкого давления — постоянно нагретый воздух; поднимаясь вверх, он охлаждается и насыщается. Поэтому в области экватора образуется много облаков и идут обильные дожди. Много осадков выпадает и в других областях земного шара, где господствует низ- кос давление. При этом большое значение имеет температура воздуха: чем она ниже, тем меньше выпадает осадков.
В поясах высокого давления преобладают нисходящие воздушные токи. Воздух, опускаясь, нагревается и утрачивает свойства состояния насыщения. Поэтому на широтах 25-30° осадки выпадают редко и в малом количестве. В областях высокого давления у полюсов также выпадает мало осадков.
Абсолютный максимум осадков зарегистрирован на о. Гавайи (Тихий океан) — 11 684 мм/год и в Черапунджи (Индия) — 11 600 мм/год. Абсолютный минимум - в пустыне Атакама и в Ливийской пустыне — менее 50 мм/год; иногда осадки годами вообще не выпадают.
Характеристикой увлажнения территории служит коэффициент увлажнения — отношением годового количества осадков и испаряемости за тот же период. Коэффициент увлажнения обозначают буквой К, годовое количество осадков — буквой О, а испаряемость — И; тогда К = О: И.
Чем меньше коэффициент увлажнения, тем суше климат. Если годовое количество осадков примерно равно испаряемости, то коэффициент увлажнения близок к единице. В этом случае увлажнение считается достаточным. Если показатель увлажнения больше единицы, то увлажнение избыточное, меньше единицы - недостаточное. При коэффициенте увлажнения менее 0,3 увлажнение считается скудным . К зонам с достаточным увлажнением относятся лесостепи и степи, к зонам с недостаточным увлажнением — пустыни.
Количество осадков постоянно интересует тех, кто следит за погодой. Казалось бы, в прогнозе стоит 10-15 мм, а на улицах — снег по колено или огромные лужи. Чтобы Вам было проще ориентироваться в прогнозах, мы подготовили информацию об измерении количества осадков.
Метеорологи различают два понятия: высота снежного покрова и количество выпавших осадков. То, что мы видим на улице после снегопада, это высота снежного покрова, который порой достигает 50 см, хотя количество выпавших осадков при этом может быть не более 20 мм. Один миллиметр выпавшего снега приравнивается к 1-1,5 см высоты снежного покрова в зависимости от структуры снега.
По метеорологическому наставлению, миллиметр осадков — это один литр воды на квадратный метр. На всех метеостанция стоят осадкомерные ведра, из которых, в 9 и 21 час по Гринвичу, осадки выливаются в специальный сосуд, по которому измеряется их количество. Твердые осадки — снег, град — растапливаются, а потом специалисты измеряют получившуюся воду.
