Метеорологическое оборудование
Метеорологические приборы (или метеорологические приборы ), в том числе метеорологические датчики ( погодные датчики ), — это оборудование, используемое для определения состояния атмосферы в данный момент времени. Каждая наука имеет свои уникальные наборы лабораторного оборудования. Однако метеорология – это наука, которая не использует большое количество лабораторного оборудования, а больше полагается на оборудование для наблюдения на местах и дистанционного зондирования . В науке наблюдение или наблюдаемое — это абстрактная идея, которую можно измерить и для которой можно взять данные. Дождь был одной из первых величин, которые можно было измерить в истории. Двумя другими точно измеряемыми переменными, связанными с погодой, являются ветер и влажность. До 15 века было предпринято множество попыток создать адекватное оборудование для измерения атмосферных переменных.
История
[ редактировать ]Приборами, использовавшимися для измерения погодных явлений в середине 20 века, были дождемер, анемометр и гигрометр. В 17 веке были разработаны барометр и термометр Галилея, а в 18 веке — термометр со шкалой Фаренгейта и Цельсия. В ХХ веке были разработаны новые инструменты дистанционного зондирования, такие как метеорологические радары, метеорологические спутники и профилометры ветра, которые обеспечивают более качественную выборку данных как на региональном, так и на глобальном уровне. Инструменты дистанционного зондирования собирают данные о погодных явлениях на некотором расстоянии от инструмента и обычно хранят данные там, где расположен инструмент, и часто передают данные через определенные промежутки времени в центральные центры обработки данных.
В 1441 году короля Седжона сын , принц Мунджонг , изобрел первый стандартизированный дождемер. Они были разосланы по всей династии Чосон в Южной Корее в качестве официального инструмента для определения земельных налогов на основе потенциального урожая фермера. В 1450 году Леоне Баттиста Альберти разработал анемометр с качающейся пластиной, известный как первый анемометр . [1] В 1607 году Галилео Галилей конструирует термоскоп . В 1643 году Евангелиста Торричелли изобретает ртутный барометр. [1] В 1662 году сэр Кристофер Рен изобрел механический дождемер с самоопорожняющимся ковшом. В 1714 году Габриэль Фаренгейт создает надежную шкалу для измерения температуры с помощью ртутного термометра. [2] В 1742 году шведский астроном Андерс Цельсий предложил стоградусную температурную шкалу, предшественницу нынешней шкалы Цельсия . [3] В 1783 году первый волосяной гигрометр продемонстрировал Орас-Бенедикт де Соссюр . В 1806 году Фрэнсис Бофорт представил свою систему классификации скоростей ветра . [4] Запуск в апреле 1960 года первого успешного метеорологического спутника TIROS-1 ознаменовал начало эпохи, когда информация о погоде стала доступна во всем мире.
Это также использовалось для измерения температуры окружающего воздуха.
Типы
[ редактировать ]
Термометр измеряет температуру воздуха или кинетическую энергию молекул в воздухе. Барометр измеряет атмосферное давление или давление, оказываемое весом атмосферы Земли над определенным местом. Анемометр измеряет скорость и направление ветра в месте его установки. Гигрометр измеряет относительную влажность в определенном месте, которую затем можно использовать для расчета точки росы . Радиозонды непосредственно измеряют большинство этих величин, за исключением ветра, который определяется путем отслеживания сигнала радиозонда с помощью антенны или теодолита . В дополнение к радиозондам сеть сбора данных с самолетов (ВМО) организует Всемирная метеорологическая организация , которые также используют эти инструменты для сообщения о погодных условиях в своих соответствующих местах. или Зондирующая ракета ракетный зонд , иногда называемая исследовательской ракетой, представляет собой ракету-носитель, предназначенную для проведения измерений и проведения научных экспериментов во время суборбитального полета.
Пиранометр используемый — это тип актинометра, для измерения широкополосного солнечного излучения на плоской поверхности, и представляет собой датчик, предназначенный для измерения плотности потока солнечного излучения (в ваттах на квадратный метр) в поле зрения 180 градусов. Облакомер — это устройство, которое использует лазер или другой источник света для определения высоты нижней границы облаков. Облакомеры также можно использовать для измерения концентрации аэрозолей в атмосфере. Потолочный шар используется метеорологами для определения высоты основания облаков над уровнем земли в дневное время. Принцип потолочного воздушного шара заключается в том, что воздушный шар имеет известную скорость подъема (насколько быстро он поднимается) и определяет, как долго воздушный шар будет подниматься, пока не исчезнет в облаке. Умножение скорости подъема на время подъема дает высоту потолка. Дисдрометр распределения — прибор, используемый для измерения капель по размерам и скорости падения гидрометеоров . Дождемеры используются для измерения количества осадков , выпадающих в любой точке суши Земли.
Дистанционное зондирование, используемое в метеорологии, представляет собой концепцию сбора данных об удаленных погодных явлениях и последующего получения информации о погоде. Каждый инструмент дистанционного зондирования собирает данные об атмосфере из удаленного места и обычно хранит данные там, где находится инструмент. Наиболее распространенными видами дистанционного зондирования являются радар , лидар и спутники (также фотограмметрия ). Основным применением радара является сбор информации о зоне действия и характеристиках осадков и ветра. Спутники в основном используются для определения облачного покрова, а также ветра. SODAR ( SO nic Detection ) — это метеорологический инструмент , And представляющий собой Ranging одну из форм профилометра ветра, который измеряет рассеяние звуковых волн атмосферной турбулентностью. Содарные системы используются для измерения скорости ветра на различных высотах над землей и термодинамической структуры нижнего слоя атмосферы. Радар и лидар не являются пассивными, поскольку оба используют электромагнитное излучение для освещения определенной части атмосферы. [5] Метеорологические спутники наряду со спутниками наблюдения Земли более общего назначения, вращающимися вокруг Земли на различных высотах, стали незаменимым инструментом для изучения широкого спектра явлений, от лесных пожаров до Эль-Ниньо .
Метеостанции
[ редактировать ]Метеостанция прогнозов — это объект с приборами и оборудованием для проведения наблюдений за атмосферными условиями с целью предоставления информации для составления погоды и изучения погоды и климата . Проведенные измерения включают температуру , атмосферное давление , влажность , скорость ветра , и направление а также количество осадков . Измерения ветра проводятся как можно более свободно от других препятствий, а измерения температуры и влажности не подвергаются прямому солнечному излучению или инсоляции . Ручные наблюдения проводятся не реже одного раза в день, а автоматические наблюдения проводятся не реже одного раза в час.
Наблюдения за приземной погодой
[ редактировать ]
Наблюдения за приземной погодой являются фундаментальными данными, используемыми в целях безопасности, а также в климатологических целях для прогнозирования погоды и выпуска предупреждений по всему миру. [6] Они могут быть получены вручную, метеорологом, с помощью компьютера с использованием автоматических метеостанций или в гибридной схеме с использованием метеорологов для дополнения автоматизированной метеостанции. ИКАО . определяет Международную стандартную атмосферу , которая представляет собой модель стандартного изменения давления, температуры, плотности и вязкости в зависимости от высоты в атмосфере Земли и используется для снижения давления на станции до давления на уровне моря Наблюдения в аэропортах могут передаваться по всему миру с помощью кода наблюдений METAR . США Персональные метеостанции, ведущие автоматизированные наблюдения, могут передавать свои данные в мезонет с помощью программы Citizen Weather Observer Program (CWOP) или на международном уровне через интернет-сайт Weather Underground . [7] Для определения климата на станции традиционно используются средние данные погодных наблюдений за тридцать лет. [8]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Джейкобсон, Марк З. (июнь 2005 г.). Основы моделирования атмосферы (мягкая обложка) (2-е изд.). Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета. п. 828. ИСБН 978-0-521-54865-6 .
- ^ Григулл, У., Фаренгейт, пионер точной термометрии. Теплопередача, 1966, Материалы 8-й Международной конференции по теплопередаче, Сан-Франциско, 1966, Vol. 1.
- ^ Бекман, Олоф, История температурной шкалы Цельсия. , в переводе , Андерс Цельсий (Elementa, 84:4,2001); Английский
- ^ Билл Джайлз ОБЕ (2009). Шкала Бофорта. Би-би-си . Проверено 12 мая 2009 г.
- ^ Пиблс, Пейтон, [1998], Принципы радиолокации , John Wiley & Sons, Inc., Нью-Йорк, ISBN 0-471-25205-0 .
- ^ Управление федерального координатора метеорологии. Программа наблюдения за приземной погодой. Архивировано 6 мая 2009 г. на Wayback Machine . Проверено 12 января 2008 г.
- ^ Погода под землей. Персональная метеостанция. Проверено 9 марта 2008 г.
- ^ Метеорологическое бюро. Климатические средние значения. Архивировано 6 июля 2009 г. на Wayback Machine . Проверено 9 марта 2008 г.
