Приборы и техника выполнения метеорологических исследований

Размещено на http://allbest.ru

1. Наблюдение за снежным покровом

метеорологический инструмент прибор снегомерный

Снежный покров представляет собой слой снега на поверхности земли, который образуется- в результате выпадения осадков. В снежный покров включаются также и ледяные прослойки, которые образуются на поверхности снега и почвы, а также скапливающаяся под снегом талая вода. Наблюдения за снежным покровом состоят из ежедневных наблюдений за изменением (динамикой) снежного покрова и периодических снегосъемок для определения снегонакопления и запаса воды на элементах природного ландшафта (поле, лес, балки, овраги).

Ежедневные наблюдения за снежным покровом

Производятся в срок, ближайший к 8 ч поясного декретного (зимнего)твремени, в соответствии с порядком производства наблюдений на

станции.

При ежедневных наблюдениях за снежным покровом определяют:

-- степень покрытия окрестности станции снежным покровом (балл);

-- структуру снега (таблица кода);

-- характер залегания снежного покрова на местности (таблица кода);

-- высоту снежного покрова на метеорологической площадке или на выбранном участке вблизи станции (см).

Степень покрытия окрестности станции снежным покровом

Степень покрытия окрестностей станции снежным покровом оценивается в баллах по 10-балльной шкале (0,1 часть видимой окрестности принимается равной 1 баллу). Если снегом покрыта вся видимая окрестность, то степень покрытия равна 10 баллам; если покрыто около 0,3 всей видимой окрестности, то степень покрытия равна 3 баллам; если наблюдаются отдельные пятна снега, покрывающие менее 0,1 видимой окрестности, то степень покрытия оценивается 0 баллов. При отсутствии снега на поверхности почвы степень покрытия не оценивается. На прибрежных станциях следует принимать во внимание лишь поверхность суши, а на станциях вблизи лесных массивов -- только поверхность открытых мест (полей, лугов и т. п.); в горных районах не учитывается поверхность отвесных

структура снега

При определении структуры снега различают: снег свежий (пылевидный, пушистый, липкий); старый (рассыпчатый, плотный, влажный); наст (снежная корка, под настом снег плотный или влажный). Кроме этого, отмечается снег, насыщенный водой.

Структура снега определяется в соответствии с таблицей 1, которая соответствует таблице для кодирования кода КН-01.

Таблица 1

При степени покрытия окрестности больше 6 баллов определяется характер залегания снежного покрова.

Характер залегания снежного покрова на местности

Характер залегания снежного покрова оценивается по наличию сугробов (без сугробов -- равномерный, небольшие сугробы -- неравномерный, большие сугробы -- очень неравномерный) и по состоянию почвы под снежным покровом (замерзшая, талая или состояние неизвестно). Для оценки состояния почвы под снежным покровом могут быть использованы наблюдения за состоянием подстилающей поверхности на участке для напочвенных термометров. Характер залегания снежного покрова определяется в соответствии с таблицей 2

Таблица 2

Во время снеготаяния при наличии проталин (участки поверхности почвы, освобожденные от снега вследствие его таяния) характер залегания снежного покрова может быть определен как (снежный покров с проталинами) дополнительно к характеристикам, указанным в таблице кода КН-01

Результаты наблюдений за степенью покрытия окрестностей снегом, структурой снега и характером залегания записываются в соответствующие графы книжки КМ-1 (с. 5). Степень покрытия снегом окрестности записывается в баллах, структура снега и характеристика залегания снежного покрова -- словами (сокращенно) и цифрами кода КН-01, которые совпадают с кодом для перфорации метеорологической информации.

высота снежного покрова

Ежедневные измерения высоты снежного покрова производятся по трем сногомерным рейкам, которые устанавливаются на метеорологической площадке. В отдельных случаях, когда метеорологическая площадка является нехарактерной для окружающей местности в отношении образования снежного покрова, снегомерные рейки устанавливаются вблизи станции на специально выбранном участке. Выбор участка производится специалистом УГКС (инспектором), при этом определяется защищенность участка от ветра. При установке снего мерных реек вне метеорологической площадки около участка для измерения температуры почвы устанавливается дополнительная (четвертая) рейка.

На летний период рейки снимаются обязательно. Измерение высоты снежного покрова на метеорологической площадке производится в следующем порядке:

-- непосредственно перед сроком измерения проверяют исправность постоянных реек. В случае неисправности реек разрешается производить измерение с помощью переносной рейки; к следующему сроку неисправности должны быть устранены;

-- производят отсчеты поочередно по рейкам № 1, 2 и 3 с точностью до 1 см. При производстве отсчетов по рейкам наблюда тель должен находиться на расстоянии 2--3 м от рейки. За высоту снежного покрова принимается то деление рейки, против которого приходится уровень снежного покрова. Если рейка окажется залепленной снегом, то следует осторожно очистить снег длинной легкой палкой с планкой на конце.

При наличии около какой-либо из реек слоя льда или воды, образовавшегося после таяния снега, по рейке отсчитывается толщина этого слоя.

-- отсчеты высоты снежного покрова по рейкам записываются на месте наблюдений в книжку КМ-1. в строку данного. числа, в графу, соответствующую данной рейке (№ 1, 2, 3).

Если отсчет по рейке меньше половины первого деления рейки, то в соответствующую графу записывается высота снежного покрова -- 0; если отсчет по рейке равен или больше половины первого деления рейки, то 1. Графа «Отсчет по рейкам» не заполняется только в том случае, если у рейки нет ни снега, ни льда, ни воды.

Обработка результатов измерений высоты снежного покрова по постоянным рейкам производится непосредственно после наблюдения (после возвращения с метеорологической площадки). По отсчетам трех реек ежедневно вычисляется среднее значение высоты снежного покрова, для чего сумму высот снежного покрова по трем рейкам следует разделить на три и округлить до целых сантиметров.

Если у какой-либо из реек отсутствует снег, лед или талая вода, то средняя высота вычисляется также делением суммы показаний реек на три.

В конце декады вычисляется средняя высота снежного покрова за дни со снежным покровом путем деления суммы средних за сутки высот снежного покрова на число дней, в которые у реек отмечался снег, лед или талая вода.

2 Порядок производства снегомерной съемки в поле

Снегомерная съемка

Определение основных характеристик снежного покрова на элементах ландшафта производят на выбранных и закрепленных на местности снегомерных маршрутах. Маршртуы выбираются специалистами УГКС и должны быть характерными для окружающей местности по условиям формирования снежного покрова в поле, лесу или овраге.

Порядок производства работ на полевом маршруте снегосъемки следующий:

-- в начале маршрута (первая точка измерения на маршруте) производится измерение высоты снежного покрова с помощью переносной снегомерной рейки;

-- далее производятся измерения высоты снежного покрова по маршруту через каждые 20 м

-- по мере движения по маршруту производится определение плотности снега; первая точка определения плотности снега выбирается на расстоянии 50--100 м от начала маршрута. На полевом маршруте длиной 2000 м выбирается 10 точек для определения плотности снежного покрова через каждые 200 м, на полевом маршруте длиной 1000 м -- через 100 м

-- в точках, выбранных для определения плотности снега, берется проба снега весовым снегомером, измеряется толщина слоя талой воды, слоя снега, насыщенного водой, толщина притертой ледяной корки, а также оценивается состояние почвы под снежным покровом (мерзлая или талая);

-- измерение толщины слоя талой воды и слоя снега, насыщенного водой (при наличии этих слоев в данной точке), производится после взятия пробы снега весовым снегомером с помощью снегомерной рейки или лопаточки весового снегомера. Для измерения толщины ледяной корки необходимо пробить корку до поверхности почвы рейкой или зубилом, после чего измерить толщину слоя ледяной корки линейкой с миллиметровыми делениями;.

-- характеристика состояния поверхности почвы под снежным покровом (мерзлая, талая) оценивается визуально в каждой точке определения плотности;

-- после прохождения всего маршрута дается характеристика залегания снежного покрова на маршруте (словесная и в цифрах кода КН-01);

-- с 20 февраля производятся дополнительные измерения толщины ледяной корки в 10 точках полевого маршрута, которые выбираются между точками определения плотности (примерно посередине). Дополнительные измерения толщины ледяной корки производятся только по специальному указанию УГКС; в отдельные годы дополнительные измерения могут быть назначены до 20 февраля или отменены вообще.

3. Порядок производства снегомерной съемки в лесу

Аналогично полевому маршруту с несколькими изменениями

- измерения высоты снежного покрова через каждые 10 м

- определение плотности снега в 5 точках через каждые 100 м

Измерение высоты снега

снегомерную переносную рейку необходимо погружать в снег вертикально до поверхности почвы, при этом острый конец ее не должен входить в землю. Рейка должна касаться поверхности почвы и в тех случаях, когда на поверхности почвы имеется слой снега, насыщенного водой, или слой талой воды. Если на поверхности почвы имеется притертая ледяная корка, то рейка не должна пробивать ее. Ледяную корку (притертую к поверхности почвы) не следует путать с плотными слоями смерзшегося снега (наста) в толще снежного покрова или на его поверхности, которые при измерении высоты снежного покрова следует пробить рейкой. На талых почвах, болотах и в лесу следует соблюдать особую осторожность при измерении высоты снежного покрова и не допускать, чтобы рейка входила острым концом в слой талой почвы или растительности на ней. Отсчеты высоты снежного покрова на маршруте производятся с точностью до 1 см.

Измерение плотности снега

При взятии пробы снега цилиндр весового снегомера погружают отвесно в снег отточенным краем вниз, слегка надавливая на него. По шкале цилиндра отсчитывают высоту снега с точностью до 1 см, отгребают лопаточкой снег с одной стороны цилиндра и подводят ее под нижний край цилиндра. Подняв цилиндр вместе с лопаточкой, переворачивают его нижним краем вверх и очищают наружную поверхность цилиндра от снега. Пробу снега взвешивают. Для этого цилиндр подвешивают к весам и приводят их в равновесие; после этого, держа весы на уровне глаза, отсчитывают деление шкалы линейки весов, с которым совпадает черта на скошенном крае прореза передвижного груза весов. При взвешивании пробы следует стоять спиной к ветру. После взвешивания выбрасывают взятую пробу снега рядом с местом измерения, затем тщательно очищают внутреннюю поверхность цилиндра от снега.

При высоте снежного покрова менее 60 см (меньше высоты цилиндра) плотность снега измеряется путем взятия одной пробы. При высоте снежного покрова более 60 см следует взять несколько проб таким образом, чтобы высота столба снега для каждой пробы была меньше 60 см. Необходимо соблюдать при этом осторожность и не нарушать целостности столба снега при взятии каждой пробы. Если на поверхности снега или в его толще имеются слои смерзшегося снега (наст, снежная корка), то при взятии пробы необходимо прорезать эти слои нижним краем цилиндра с тем, чтобы эти слои были учтены при определении плотности. Если слой смерзшегося снега достаточно плотный и представляет трудности при взятии пробы, следует взять две пробы снега: первую пробу берут от поверхности снежного покрова до снежной корки, вторую -- от поверхности снежной корки до поверхности почвы, включая слой смерзшегося снега.

Если на поверхности почвы имеется талая вода или снег, насыщенный водой, то цилиндр снегомера опускается только до этого слоя. Для удобства измерения в этих случаях необходимо откопать шурф, а затем взять пробу снега (без воды и насыщенного ею снега). Проба снега не берется, если в радиусе 5 м от выбранной точки высота снега меньше 5 см или в месте определения плотности имеется только талая вода, снег, насыщенный водой, или притертая ледяная корка.

Измерение толщины слоя талой воды, снега, насыщенного водой, и ледяной корки необходимо производить сразу после взятия пробы снега до взвешивания ее.

Запись результатов снегосъемки

производится в книжку КМ-5 непосредственно на маршруте. Отсчеты высоты снежного покрова записываются в порядке последовательности измерений с точностью до 1 см. При высоте меньше половины деления рейки

(меньше 0,5 см) записывается 0; если высота снежного покрова меньше одного деления рейки, но больше или равна половине первого деления, то следует записать 1. Если в точке измерения отсутствует снежный покров, графа остается незаполненной; если наблюдается только притертая ледяная корка, то в графе отмечается наличие ледяной корки (л. к.). Результаты измерений по весовому снегомеру записываются для каждой точки определения плотности снежного покрова в графы «Отсчет по шкале цилиндра, h» и «Отсчет по линейке весов, m». Если измерение плотности снега производится в несколько приемов, то все отсчеты по шкале цилиндра вписываются в одну строку и соединяются знаком плюс; так же записываются и отсчеты по линейке весов. Если в точках измерения плотности снега измерена ледяная корка, талая вода или снег, насыщенный водой, то результаты измерения толщины этих слоев записываются в соответствующие графы той строки, где записаны результаты измерения плотности снега. Графы остаются незаполненными, если в точке определения плотности таких слоев не обнаружено. Результаты измерения ледяной корки в дополнительных точках полевого маршрута записываются рядом с результатами измерений в соседней точке (через запятую).

Обработка результатов снегосъемки

По результатам снегомерных съемок вычисляются:

-- средняя высота снежного покрова без ледяной корки (/гс);

-- средняя высота снежного покрова с учетом толщины ледяной корки (h);

-- средняя толщина ледяной корки (гк);

-- степень покрытия маршрута снегом (LM);

-- степень покрытия маршрута ледяной коркой (LK);

-- средняя плотность снега (g);

-- запас воды в снеге (Qc);

-- запас воды в ледяной корке (QK);

-- запас воды в слое талой воды (QB) и слое снега, насыщенного водой (QCB);

-- общий запас воды в снежном покрове.

Обработка результатов снегосъемки производится сразу после окончания снегосъемки наблюдателем, проводившим снегосъемку. Запись результатов обработки производится в соответствующие графы книжки КМ-5

Средняя высота снежного покрова без учета толщины ледяной корки (h)

Вычисляется по результатам измерения высот во всех точках маршрута (ледяная корка при измерении высоты снега не пробивается рейкой).

Для удобства вычисления в таблице «Высота снежного покрова » книжки КМ-5 подсчитываются суммы высот по горизонтали и вертикали; при правильном подсчете они должны совпадать. Средняя высота снежного покрова без ледяной корки (h) равна сумме высот в точках измерения, деленной на число точек, включая и те точки, где измеренная высота меньше 0,5 см (0 см), а также те, где вообще отсутствует снег, талая вода или снег, насыщенный водой.

Средняя толщина ледяной корки Zk

вычисляется как сумма всех измеренных толщин ледяной корки, деленная на число точек измерения, включая и те точки, где ледяная корка отсутствовала. При дополнительных измерениях ледяной корки на маршруте средняя толщина ледяной корки вычисляется из всех измеренных значений (основных и дополнительных).

Аналогично вычисляются средние толщины слоев снега, насыщенного

водой (гсв), и талой воды (гв).

Средняя высота снежного покрова h (с учетом ледяной корки)

представляет собой сумму средней высоты снежного покрова h, вычисленной по результатам измерения высоты без учета ледяной корки, и средней толщины ледяной корки (zK).

Наибольшая и наименьшая высоты снежного покрова

При наличии на маршруте ледяной корки средняя толщина ее прибавляется к наибольшей и наименьшей высоте, выбранной из всех точек измерения.

Если в какой-либо точке наблюдается только ледяная корка, а снег, талая вода или снег, насыщенный водой, отсутствуют, то наименьшая высота снежного покрова берется равной средней толщине ледяной корки, округленной до целых сантиметров. Наименьшая высота не указывается, если на маршруте имеются точки оголенной поверхности почвы без ледяной корки (в таблице «Высота снежного покрова» имеются незаполненные графы). В этом случае наименьшая высота снежного покрова отмечается

косой чертой (/).

Степень покрытия маршрута снегом

Вычисляется делением числа точек, в которых была измерена высота снежного покрова, на общее число точек на маршруте. Результат деления выражается в баллах (1 балл равен 0,1 общего числа точек на маршруте)

Степень покрытия маршрута ледяной коркой

Вычисляется по числу точек, в которых была измерена ледяная корка при определении плотности снега (10 точек на полевом маршруте и 5 точек на лесном. При проведении дополнительных измерений ледяной корки на полевом маршруте (после 20 февраля) степень покрытия определяется по 20 точкам.

Плотность

Плотность снега вычисляется с точностью до сотых долей г/см3, для чего деление т на 10/г произодится до третьего десятичного знака, а результат округляется до второго десятичного знака.

Расчеты

Запас воды в слое снега вычисляется по формуле

Qc=10g[hc -(zCB + zB)]

где g-- средняя плотность снега; hc -- средняя высота снежного покрова без ледяной корки; zCB и zB -- средние толщины слоя снега, насыщенного водой, и слояталой воды, вычисленные по измерениям в точках определения плотности снежного покрова; 10 -- коэффициент для перевода высоты слоя воды в миллиметры.

Запас воды в слое снега, насыщенного водой, вычисляется

по формуле

Qсв=10QсвZсв = 8Zсв

где Qсв -- плотность снега, насыщенного водой, равная 0,8 г/см3.

Запас воды в слое талой воды вычисляется по формуле

Qв=10QвZв=10Zв

где Qв -- плотность талой воды, равная 1,0 г/см3.

Запас воды в ледяной корке вычисляется по формуле

QK=gKzK=0,8zK

где QK -- плотность ледяной корки, равная 0,8 г/см3.

Общий запас воды в снежном покрове вычисляется сложением

Q = QC + QCB + QB + QK

Общий запас воды в снежном покрове в балках (оврагах, логах) вычисляется по формуле

Q=l0gh

где g -- средняя плотность снега по данным снегосъемки на полевом маршруте за ту же дату; h -- средняя высота снежного покрова в балках, вычисленная делением суммы

4. Наблюдения за гололедно изморозевыми отложениями

К гололедно-нзморозевым отложениям относятся отложения льда (стекловидного, кристаллического, снеговидного) на поверхности сооружений, ветвях деревьев, проводах. На метеорологических станциях помимо наблюдений за гололедно-изморозевыми отложениями как метеорологическими явлениями производятся инструментальные наблюдения за гололедно-изморозевыми отложениями на проводах гололедного станка. Настоящая методика распространяется на определение следующих характеристик гололедно-изморозевых отложений:

-- вид гололедно-изморозевого отложения на проводе;

-- продолжительность обледенения (время начала и окончания явления);

-- размеры отложения на проводе;

-- масса отложения на одном метре длины провода;

-- ход развития процесса гололедно-изморозевого отложения.

За отложением инея на проводах гололедного станка наблюдения не проводятся.

Методы определения

определяются наблюдателем путем визуального осмотра проводов гололедного станка и оценки фактических погодных условий с целью правильного отнесения наблюдаемого отложения к соответствующему виду.

Размеры отложения (рис 1) определяются на основании измерений наибольшей по величине оси поперечного сечения отложения (диаметр D) и расстояния между двумя наиболее удаленными точками в направлении, перпендикулярном линии диаметра (толщина Т). Диаметр и толщина отложения выражаются в миллиметрах; диаметр провода d из результатов измерений вычитается.

Рис 1

Масса отложения определяется по объему растаявшей пробы отложения, взятой с участка провода длиной 25 см, с последующим пересчетом в массу отложения на одном метре провода; выражается в граммах на метр длины.

Средства измерений

При производстве наблюдений за гололедно-изморозевыми отложениями применяются следующие технические устройства и средства измерений:

-- гололедный станок с четырьмя проводами и комплектом приспособлений для снятия отложения; диаметр проводов должен быть 5 мм;

-- штангенциркуль с ценой деления 0,1 мм; шаблоны для измерения больших размеров отложения;

-- измерительный стакан СО-200.

Подготовка к наблюдениям

Гололедный станок должен быть установлен постоянно на метеорологической площадке в соответствии со схемой размещения приборов и оборудования на площадке. Сборка и установка станка производятся в соответствии с указаниями приложения

В теплый период года, когда гололедно-изморозевые явления отсутствуют, провода с гололедного станка снимают, смазывают техническим вазелином для предохранения от коррозии и убирают в помещение. Места крепления проводов на стойках также смазывают техническим вазелином или литолом.

Перед наступлением сезона наблюдений за гололедно- изморозевыми отложениями гололедный станок и все дополнительные приспособления к нему приводят в рабочее состояние.

Для этого следует:

-- промыть провода и ванночку для растаивания отложения горячей водой с мылом и просушить;

-- установить провода (постоянные и сменные) на стойках станка, удалив смазку в местах крепления проводов;

-- проверить легкость снятия сменных проводов, прочность стоек и креплений;

-- проверить наличие запасных провод

Производство наблюдений

Наблюдения за гололедно-изморозевыми отложениями производятся по московскому (зимнему) времени. При каждом выходе на метеорологическую площадку следует осматривать провода гололедного станка и ледоскопа и оценивать фактические погодные условия с точки зрения возможности начала образования гололедно-изморозевого отложения. От момента возникновения отложения и до его окончания осмотр проводов станка должен производиться не только в сроки наблюдений, предусмотренные программой станции, но и в промежутках между ними, не реже чем через полтора часа.Время появления отложения хотя бы на одном из проводов гололедного станка принимается за начало случая явления. Случай гололедно-изморозевого отложения охватывает период от момента появления отложения хотя бы на одном из проводов до его полного исчезновения. Продолжительность его может составлять несколько дней.

В ходе развития процесса гололедно-изморозевого отложения различают три стадии: стадию нарастания -- период непрерывного увеличения отложения; стадию сохранения -- период, на протяжении которого форма и размеры отложения сохраняются неизменными; стадию разрушения -- период уменьшения и разрушения отложения. На протяжении одного случая гололедно-изморозевого отложения стадии могут повторяться, перемежаясь по нескольку раз.

При появлении отложения на любом из проводов гололедного станка производится определение вида гололедно-изморозевого отложения. В зависимости от структуры отложения следует различать четыре вида: гололед, зернистую изморозь, кристаллическую изморозь, отложение мокрого снега. Отложение мокрого снега (или замерзшее отложение мокрого

снега ( -% ) представляет собой слой мокрого снега, налипшего на провод. При температуре воздуха ниже 0°С отложение мокрого снега замерзает, превращаясь в плотный, более или менее равномерный стекловидно-прозрачный слой. При непрерывном выпадении мокрого снега с одновременным понижением температуры воздуха (переход от положительных значений к отрицательным) строение отложения бывает неоднородным: от прозрачного льда у провода до кристаллического осадка

в верхнем слое. В связи с таким различием в строении плотность замерзшего отложения мокрого снега сильно колеблется. Замерзшее отложение мокрого снега характеризуется прочностью и даже при сильном ветре может удерживаться на проводах длительное время. Иногда на уже образовавшемся отложении может оседать снег. В этом случае снег не следует выделять как отдельное отложение или отмечать как сложное отложение.

Гололедно-изморозевые отложения по своему строению бывают как простыми, так и сложными. Простое отложение образовано только одним видом отложения. Сложное отложение состоит из нескольких слоев различных видов отложений, оно образуется при чередовании различных процессов формирования отложений.

После определения вида гололедно-изморозевого отложения следует очистить участки длиной 20 см на нижних (широтноми меридиональном) проводах станка, удалив с них отложение. Для этого пользуются скребком и щипцами. Участки выбираются вблизи края проводов у средней стойки станка.

При последующих осмотрах проводов стайка нужно определять, продолжается ли нарастание отложения и не изменился ли вид отложения.

Если на очищенных при предыдущем осмотре 20-сантиметровых участках постоянных проводов вновь появляется отложение, Т. то это свидетельствует о продолжении нарастания отложения(стадия нарастания).Определяя вид отложения, устанавливают, изменился он или остался таким же, как и при предыдущем осмотре. Если вид отложения изменился, то это свидетельствует об окончании стадии нарастания одного вида отложения и о начале стадии нарастания отложения другого вида (образование сложного отложения).

табл 1

Если при очередном осмотре обнаруживается, что на обоих очищенных ранее 20-сантиметровых участках нижних (постоянных) проводов отложение

не образовалось, то это свидетельствует о прекращении нарастания отложения, т. е. об окончании стадии нарастания. С этого момента начинается стадия сохранения или разрушения отложения.

После окончания стадии нарастания нужно определить строение отложения, измерить его диаметр и толщину на нижних проводах. Если в результате измерения размеров отложения, на нижних проводах станка будет установлено, что диаметр отложения хотя бы на одном из них достиг или превысил размеры, указанные в табл 1, то дополнительно следует измерить диаметр и толщину отложения на верхних (сменных) проводах и определить массу отложения на том из них, диаметр отложения на котором больше.

Если наблюдается сложное отложение, то массу его следует определять, когда диаметр отложения достигает размеров, указанных в табл.1 для вида отложения большей плотности. Например, при отложении зернистой изморози и гололеда массу отложения нужно определять, если диаметр его будет 5 мм, при отложении кристаллической изморози и зернистой изморози--10 мм.

После того как будет установлено, что нарастание отложения закончилось, нужно при осмотрах следить, не началось ли нарастание вновь. Если хотя бы на одном из нижних проводов станка отложение еще имеется, а на очищенных 20-сантиметровых участках нижних (постоянных) проводов отложение со времени предыдущего осмотра не появилось, то это свидетельствует о продолжении стадии сохранения или разрушения отложения. Этот порядок наблюдений сохраняется до тех пор, пока отложения на обоих постоянных проводах станка не разрушатся полностью, после чего случай гололедно-изморозевого отложения считается закончившимся.

Если при очередном осмотре на протяжении стадии сохранения или разрушения отложения на очищенных 20-сантиметровых участках проводов вновь начинается нарастание отложения, то наблюдения следует производить в соответствии с указаниями изложенными ранее. После прекращения нового нарастания необходимо определить его массу обязательно на том сменном проводе, который был установлен после определения массы первого отложения независимо от размеров отложения новой стадии нарастания.

Размер отложения (диаметр и толщина) на нижних проводах станка (меридиональном и широтном) определяется на не очищающейся части провода и характеризует величину отложения, образовавшегося за время от начала возникновения отложения до момента измерения. Поверхность отложения часто бывает неровной. Поперечное сечение в этом случае неодинаково на различных участках провода. Измерение диаметра и толщины отложения делается всегда приблизительно посредине провода, причем исключаются отдельные крупные выступы отложений (иглы, сосульки и т. п.), находящиеся на расстоянии более 2 см друг от друга. При более тесном расположении этих выступов их нужно принимать во внимание. Если на'проводе вблизи его середины отложение повреждено, то измерение следует производить на неповрежденном участке. Для измерения размеров отложения служит штангенциркуль. Если диаметр отложения больше 30 мм, удобнее пользоваться шаблонами Пономарева. Измерения производятся только в двух взаимно перпендикулярных направлениях -- по диаметру и толщине отложения. При измерении отложения штангенциркулем губки его раздвигают так, чтобы они свободно охватили отложение, а затем сдвигают до тех пор, пока расстояние между ними не будет соответствовать диаметру или толщине отложения. После этого отсчитывают положение нониуса нуля на штанге, которое дает размеры отложения в миллиметрах (деления нониуса не отсчитываются). Для измерения отложения с помощью шаблона его накладывают вырезом на провод и в точках соприкосновения шкал шаблона с отложением отсчитывают непосредственно по шкале диаметр и толщину отложения в миллиметрах. При измерении необходимо соблюдать осторожность, чтобы не повредить отложение.

При определении массы берется отложение с участка длиной 25 см на том из верхних проводов, диаметр отложения на котором больше:

-- если отложение на проводе рыхлое, снеговидное (например, кристаллическая изморозь), то перед снятием провода с гололедного станка под его середину подводится ванна с раскрытой крышкой и надевается на провод. Крышка закрывается и застегивается, а ванна остается висеть на проводе. Свободные концы провода очищаются от отложения так, чтобы не сдвинуть ванну. Затем, подняв провод за концы, его вместе с ванной снимают со станка и на его место устанавливают запасной провод;

-- если отложение плотное (например, гололед), то перед снятием провода необходимо пилой сделать в корке льда два кольцевых надреза на расстоянии 25 см друг от друга и приблизительно на одинаковых расстояниях от концов провода. Каждый из этих надрезов расширяют в сторону концов провода на 2 см или больше, раздавливая лед щипцами. Затем на сохраненное отложение длиной 25 см надевают ванну. Очистка концов провода от плотного отложения может производиться уже в помещении;

-- если по какой-либо причине часть отложения перед определением его массы разрушилась и на- сменном проводе не осталось неповрежденного участка длиной 25 см, то следует измерить массу либо наиболее длинного сохранившегося участка отложения на сменном проводе, либо нетронутой части отложения на постоянном проводе. В этом случае снятие проводов для определения массы отложения делается так же, как в случае рыхлого отложения. Если длина неповрежденного участка менее 10 см, то масса не определяется. Ванна со снятым проводом вносится в теплое помещение и ставится горизонтально.

После того как отложение растает, ванна открывается, капливоды на участке провода, находящегося внутри ванны, стряхиваютсяв нее. Талая вода осторожно сливается в измерительный стакан осадкомера, а ванна закрывается и ставится наклонно для сбора воды, оставшейся на стенках ванны. Через несколько минут ванна снова раскрывается, и собравшаяся вода доливается в измерительный стакан. Уровень измеряемой воды в стакане осадкомера отсчитывается с точностью до целых делений. Половина деления стакана округляется в сторону большего значения. Если уровень воды меньше половины первого деления, записывается 0, если равен половине,--1.

5. Приборы

Оборудование для наблюдений за гололедно-изморозевыми отложениями

Для наблюдений за гололедно-изморозевыми отложениями применяется гололедный станок (рис 1.10.1а). Он состоит из трех стоек 3 с укрепленными на них двумя парами проводов /, которые служат приемниками отложения льда. Стойки могут быть металлическими или деревянными. Они устанавливаются на метеорологической площадке вертикально на расстоянии 90 см друг от друга так, чтобы в плане образовался прямой угол, одна сторона которого направлена с севера на юг, а другая -- с запада на восток. Провода прикрепляются к стойкам с помощью скоб 2 так, что одна пара направлена с севера на юг (меридиональная), а вторая-- с запада на восток (широтная). Проводами служат четыре отрезка проволоки диаметром 5 мм. Концы каждого отрезка согнуты под прямым углом так, чтобы горизонтально располагающийся участок имел длину 90 см. При отсутствии провода диаметром 5 мм можно использовать провод диаметром 4 или 6 мм. При этом в результаты измерений необходимо внести соответствующие поправки. Нижние провода (широтный и меридиональный) подвешиваются на длинных скобах. Скобы привинчиваются к стойкам таким образом, чтобы провода висели на расстоянии 10 см от стоек на высоте 190 см от поверхности почвы. Верхние провода (широтный и меридиональный) подвешиваются на коротких скобах. Скобы привинчиваются к стойкам так, чтобы провода находились на высоте 220 см от поверхности почвы. Нижние провода при наблюдениях не снимаются и называются постоянными. По изменению величины отложения на них определяется процесс нарастания. На этих проводах измеряются размеры отложения. Верхние провода снимаются для определения массы отложения и называются сменными.

На станциях, где высота снежного покрова превышает 50 см, необходимо устанавливать более высокие стойки, к которым привинчиваются скобы для установки проводов на высотах 240 и 270 см. На станциях, где высота снежного покрова превышает 100 см, нужно устанавливать более высокие стойки со скобами для проводов на высотах 290 и 320 см. Провода необходимо поднимать по мере увеличения высоты снежного покрова. При уменьшении высоты снежного покрова (от таяния, уплотнения и т. п.) провода следует соответственно опускать. Кроме рабочих проводов, подвешенных на гололедном станке, в его комплект входит запасной провод для замены одного из верхних сменных проводов при его снятии для определения массы отложения. Для того чтобы во время наблюдений отличить иней от изморози, рядом с гололедным станком устанавливается ледоскоп (см. п. 1.10.2). Удобно его смонтировать прямо на стойках гололедного станка. Для этого на западной и южной сторонах стойки укрепляется на штырях 4 две вертикально натянутые проволоки диаметром 0,1--0,2 мм. Нижний штырь следует укрепить на высоте 140 см от земли, а верхний -- на 30 см выше. Проволоки натягиваются на удалении 10 см от стоек. У основания одной из стоек станка следует укрепить фанерный круг ледоскопа 5. Чтобы его можно было перемещать вверх по мере увеличения высоты снежного покрова, в стойке просверливаются горизонтальные отверстия через 5 см друг от друга. Кроме стоек и проводов в комплект гололедного станка входят:

-- лесенка, такая же, как у психрометрической будки. Лесенку следует установить так, чтобы она не касалась стоек;

-- ванна для оттаивания гололедного отложения. Она представляет собой металлический (обычно латунный) цилиндр длиной 25 см, раскрывающийся на две половины. Вырезы в боковых стенках ванны служат для помещения в них провода как при симметричном, так и при несимметричном отложении льда на нем.

Станции, где максимальное значение отложения не превышает

100 мм, должны иметь ванны диаметром 15 см. На станциях, где отложения достигают больших значений, должны быть ванны двух размеров: диаметром 15 и 25 см;

-- пила. Она предназначена для пропиливания прорези в плотных видах отложений (гололед) при накладывании ванны. Пила должна быть небольшого размера с мелкими зубцами 1,5--2 мм. При отсутствии стандартной пилы можно использовать любую другую пилу, пригодную для указанной цели;

-- щипцы и скребок. Они служат для очистки проводов от отложения льда. Рыхлое отложение удаляется скребком. Если корка льда твердая и скребком ее удалить не удается, то вначале ее раздавливают щипцами, а затем очищают провод скребком;

-- штангенциркуль ГОСТ 166--80 (СТ СЭВ 704--77, СТ СЭВ 707--77, СТ СЭВ 1309--78) (рис. 1.10.4) и шаблоны Пономарева. Они предназначены для измерения размеров отложения. На станциях, где диаметр отложений не превышает 30 мм, достаточно пользоваться только штангенциркулем. На станциях, где бывают отложения большого диаметра, нужны шаблоны Пономарева. Шаблоны представляют собой прямоугольник из прозрачного материала (оргстекла, целлулоида и т. п.), в средней части которого имеется вырез с нанесенными по его краям делениями шкалы. Малый шаблон (рис. 1.10.5а) предназначен для измерения размеров отложения до 50 мм, большой (рис. 1.10.56)--до 100 мм.

На станциях, где наблюдаются большие гололедно-изморозевые отложения, размеры которых превышают 10 см, следует пользоваться специально изготовленными шаблонами;

-- измерительный стакан СО-200 ГОСТ 6800--68.

Ледоскоп является вспомогательной установкой для визуальных наблюдений за инеем, изморозью и гололедом. Он состоит из круглой деревянной рейки / длиной 190 см, диаметром 6 см, верхний конец которой заострен. На расстоянии 50 см от нижнего конца рейки через каждые 5 см просверливается 20 сквозных отверстий, в которые можно вставлять по две деревянные или проволочные шпильки 3. Рейка на 50 см закапывается

в землю. На станциях, где высота снежного покрова превышает 1 м, используется рейка большей длины, а количество отверстий увеличивается. Деревянный круг 2 диаметром 30 см с отверстием в центре диаметром 6,3 см надевается на рейку и удерживается в горизонтальном положении на нужной высоте двумя шпильками, вставленными с противоположных сторон в соответствующие отверстия. Деревянный круг вместе с удерживающими его шпильками поднимается по мере увеличения высоты снежного покрова.

Из куска 5-миллиметровой проволоки длиной 87 см изгибается кольцо 4 диаметром 20 см, концы проволоки по 12 см с каждой стороны загибаются внутрь кольца. Кольцо надевается на рейку, и загнутые концы проволоки вставляются в отверстие, просверленное в 10 см от ее верхнего заостренного конца. Для закрепления проволоки в это же отверстие плотно вставляется деревянная пробка. Г-образный стерженек 5, изогнутый из той же проволоки, вбивается в заостренный конец рейки так, чтобы он возвышался над ней на 15 см. Отогнутая горизонтальная часть стерженька равна 10 см. Между горизонтальным кольцом и концом Г-образного стерженька натягивается тонкая проволочка или нить 6 толщиной 0,2--0,3 мм.

Ледоскоп устанавливается на метеорологической площадке так, чтобы соседние установки были на достаточном расстоянии от него (желательно 3--4 м). При наличии на метеоплощадке гололедного станка ледоскоп устанавливается либо рядом с ним, либо на стойках гололедного станка. С помощью ледоскопа производятся только визуальные наблюдения, никаких измерений не делается. Для наблюдений деревянный круг всегда устанавливается несколько выше уровня снега. После окончания выпадения снега нужно тщательно вычистить или вытереть деревянный круг и проволоку. Отложение на тщательно вытертом перед этим круге снеговидного осадка и отсутствие его на тонкой нити свидетельствуют о том, что образуется иней. Появление снеговидного отложения на тонкой нити и отсутствие его на деревянном круге указывает на то, что имеет место образование изморози (кристаллической или зернистой). Изморозь также образуется на проволочном кольце и Г-образном стерженьке. Гололед наблюдается на всех частях ледоскопа. Наблюдения по ледоскопу производятся при каждом посещении метеорологической площадки

Данные наблюдений, полученные по ледоскопу, в наблюдательные книжки не записываются. При появлении на ледоскопе или на окружающих станцию предметах инея, изморози или гололеда эти явления отмечаются условными символами в строке «Атмосферные явления» книжки КМ-1 с указанием времени их начала и окончания. Иногда отложение появляется и исчезает на ледоскопе и на окружающих предметах на станции неодновременно. В этих случаях за начало явления следует принимать самый ранний момент его появления, а за время окончания -- самый поздний момент его исчезновения независимо от того, где это явление раньше появилось или позже исчезло-- на ледоскопе или на других предметах.

Снегомер весовой ВС-43

предназначен для определения плотности снега при проведении снегомерных съемок. Он состоит из металлического цилиндра и весов. На одном конце цилиндра имеется кольцо с режущими зубьями, а другой конец закрывается крышкой. Для измерения высоты вырезаемого столба снега с наружной стороны цилиндра нанесена сантиметровая шкала; нуль шкалы совпадает с нижним срезом кольца. Свободно перемещающееся по цилиндру кольцо с ручкой служит для подвешивания цилиндра к весам. Для уравновешивания весов служит груз, скользящий по линейке весов.

6. Технический контроль

Полный технический контроль результатов метеорологических наблюдений в КМ-1

Книжка КМ-1 предназначена для записей результатов метеорологических наблюдений, проводимых в единые сроки ( основные и промежуточные) 00, 03, 06, 09, 12, 15, 18, 21. При полном техническом контроле необходимо проверить правильность и своевременность заполнения титульного листа, третьей страницы - приборы, служащие для наблюдений; даты, сроки, которые заполняются накануне первого дня месяца.

На титульном листе должно быть записано: наименование республиканского или территориального управления по гидрометеорологии (одно из 39), год, месяц, название станции ее координатный номер, область, (республика, край), высота над уровнем моря барометра ( в метрах с десятыми долями) и метеорологической площадки (в метрах), инициалы и фамилия начальника станции, наблюдателей. Все эти сведения должны соответствовать данным "Технического дела станции" и "Перечню условно-постоянных характеристик станции", высланного в центр обработки.

На с. 3 книжки КМ-1 в разделе "Приборы, служащие для измерений должны быть записаны номера (заводские, поверочные) приборов, используемых для наблюдений в данном месяце. Записанные номера должны соответствовать фактическим, имеющимся на приборах, в поверочных свидетельствах и в выписках из поверочных свидетельств (инструментальные поправки).

Для барометра должна быть выписана дата последней поверки и постоянная поправка (сумма инструментальной поправки и поправок для приведения показаний барометра к нормальной силе тяжести, зависящей от географической широты и высоты барометра над уровнем морф Постоянная поправка сообщается УГМ после обработки результатов поверки барометра при инспекции станции. Должна быть указана марка станционных часов.

Проверяется полнота и правильность записи дат сроков на всех страницах книжки КМ-1. Над первой колонкой каждой развернутой страницы должен быть записан первый срок наблюдений в метеорологических сутках - время московское (зимнее), а через дробь - поясное декретное (зимнее). В период, когда действует "летнее” время, через дробь пишется время поясное декретное (зимнее) плюс один час (например, 18/22 или I8/22+I на станциях в 1У часовом поясе). Над последующими колонками аналогично должны быть записаны все другие сроки, над последней - срок вечерний, после которого начинаются новые метеорологические сутки.

На с.4 книжки КМ-1 ("Сведения о переменах на станции") проверяют своевременность записи о переменах, происшедших на станции. Запись должна быть сделана сразу же после переустановки приборов, их замены, обнаружения существенных неисправностей, перевода стрелки гигрометра, смены батиста, перерыва в наблюдениях и т.п. и в хронологической последовательности. Обращается внимание на правильность и четкость записи, на наличие даты, времени, подписи.

При изменении состава наблюдателей проверяется своевременность и правильность соответствующих записей. Должны быть записаны инициалы, фамилии, даты выбытия наблюдателей и зачисления.

При контроле записей на с. 4 в разделе "Даты проверки приборов" особое внимание уделяется своевременности проверок. Правильность установки флюгеров проверяется первого числа каждого месяца и сразу же после ветра скоростью 20 м/с и более, гололеда, пыльной бури и других экстремальных условий. Проверяется ориентировка и исправность флюгеров, прочность мачты, крепление и натяжение ее оттяжек, вертикальность флюгеров. Проверка состояния и ориентировки анеморумбометра, вертикальность его датчика проводится каждые 10 дней, а при экстремальных условиях (гололед, метели, сильные ветры, пыльные бури) - через 2-3 дня. Осадкомерные сосуды проверяются на течь не реже двух раз в месяц (I и 15 числа).

Поверка точки нуля термометров на станции проводится в сроки, установленные годовым планом (план утверждается службой средств измерения УГМ).

На с. 4 проверяется правильность подчеркивания типа участка для ежедневных наблюдений за снежным покровом. Участок считается защищенным, если сплошные препятствия (строения, кустарник, лес, не продуваемые заборы и т.п.) расположены на расстоянии не ближе 10 м и не дальше их десятикратной высоты от границы участка, хотя бы с трех сторон, в том числе и со стороны преобладающего направления ветра. Участок относится к открытому, если ближайшие препятствия находятся на расстоянии не менее чем двадцатикратная высота этих препятствий, а одиночные - не ближе десятикратной их высоты, и участок доступен действию ветра любого направления. Участок, который нельзя отнести к полностью открытому или защищенному, считается полу защищённым.

В книжке КМ-1 на с.4 ежемесячно вычисляется добавочная поправка минимального термометра, а на станциях, где в зимний период наблюдается температура ниже - 36°, в период с температурой воздуха в пределах от - 20 до -36° вычисляется и добавочная поправка спиртового низкоградусного термометра.

При техническом контроле вычислений добавочной поправки минимального термометра проверяют правильность вычислений ежедневных разностей между исправленными значениями отсчетов по сухому психрометрическому термометру и исправленными инструментальной (шкаловой) поправкой отсчетами по спирту минимального термометра по результатам наблюдений в два ночных срока. Обращается внимание на правильность знаков разностей (плюс-минус) и на исключение отдельных значений, отличающихся от большинства разностей более чем на 0,4°.

Общее количество разностей должно быть порядка 40-50. Проверяется вычисление алгебраической суммы разностей за месяц, среднего значения и правильность округления до десятых долей. Это будет добавочная поправка минимального термометра, которая используется для вычисления значений минимальной температуры воздуха в следующем месяце при создании оперативной информации (при составлении телеграмм по коду KH-I, передаче данных обслуживаемым организациям и т.п.). Аналогично контролируются вычисления добавочной поправки спиртового низкоградусного термометра (месяц предшествующий периоду с температурами ниже - 36°). Проверяется правильность вычислений всех разностей между исправленными значениями отсчетов по сухому психрометрическому термометру и исправленными шкаловой (инструментальной) поправкой значениями отсчетов по спиртовому низкоградусному термометру (записаны в строке «Смоченный термометр» в период с температурой - 20….36°), исключение разностей, отличающихся

Более чем на 0,4°, вычисление алгебраической суммы (число слагаемых 40... 50) и среднего значения, его округление до десятых долей градуса. Это. Будет добавочная поправка спиртового низкоградусного термометра. Она используется для исправления отсчетов по спиртовому низкоградусному термометру при температуре воздуха ниже - 36° (ртутные термометры в Ш убраны).

На с. 5 книжки КМ-1 контролируется правильность записей, кодирования и обработки результатов ежедневных наблюдений за снежным покровом и состоянием подстилающей поверхности.

Результаты наблюдений за состоянием подстилающей поверхности, проводимые в утренний срок (срок, ближайший к 8 часам поясного декретного (зимнего) времени\должны быть записаны в колонку "Состояние поверхности" сокращенно, словами и цифрами кода КН-01 для Е? или Е группы пятого раздела 4. Необходимо учитывать степень покрытия снежным покровом окрестностей станции. При наличии снежного покрова (снегом или льдом покрыто более I балла видимой окрестности) состояние подстилающей поверхности (Ё?) характеризуется и кодируется по таблице 9.2 Наставления гидрометстанциям и постам, вып. 3, ч1. В колонке "Состояние поверхности снега" может быть одна из следующих записей: Л 0, Слеж I , Мкр I, Слеж 2, Мкр 2, Слеж 3, Мкр 3,Мкр 4,Слеж 4, Сух 5, Сух 6, Сух 7, Сух 8, Сугр 9.

При отсутствии снежного покрова или при его наличии не более1балла (лед, снег) состояние поверхности почвы Е характеризуется по таблице 9.1 Наставления, вып. 3, ч.1. В колонке "Состояние поверхности может быть одна из следующих записей: Сух 0, Ел I, Сыр 2, Замерз 4 (определяется на участке для напочвенных термометров), Вода 3, Лед 5, Пыль 6, Песок 6, Пыль 7, Песок 7, Пыль 8, Песок 8, Сух 9 (определяются на местности, окружающей метеорологическую площадку). Характеристика Лед 5 применяется в том случае, если снегом или льдом покрыто не более I балла видимой окрестности.

При контроле правильности записи результатов ежедневных наблюдений за снежным покровом убеждаются в их полноте и правильности. В колонке "Степень покрытия снегом окрестностей станции должна быть записана оценка по десятибалльной шкале: 10 - вся видимая окрегс1ность (без учета лесных массивов, водоемов, оголенных отвесных участков гор) покрыта снегом, ледяной коркой, талой водой; 0 - видимая окрестность покрыта менее половины балла; строка не заполнена - на всей видимой окрестности нет снежного покрова и т.д. В колонке "Характеристика залегания снежного покрова" должна быть записана характеристика словами (сокращенно) и цифрами кода КН-01 (таблица 13.2 в Наставлении, вып. 3, ч.1): Равн 0, Равн I, Равн 2, Нер 3, Нер 4, Нер 5, Очн 6, Очн 7, Очн 8, Прот 9.

...