> Техника, страница 82 > Станция метеорологическая

Станция метеорологическая

Станция метеорологическая, организация, служащая для производства систе-матич. наблюдений над различными метеорологии. явлениями в атмосфере, изучающая как эти явления, так и влияние их на окружающие условия. Большая протяженность страны и быстрая изменчивость состояния отдельных элементов создают условия необходимости организации целой сети С. м., целесообразно раскинутых по всей исследуемой территории. В зависимости от цели и программы работ сети С. м. разделяются на ряд отдельных типов, например сеть климатологии. С. м., синоптических, актинометрических, морских, ж.-д. с.-х., нефо-скопических, дождемерных и прочие Однако несмотря на разнообразие задач программу работ С. м. строят т. о., чтобы, выполняя определенные задания соответствующей сети, в то же время С. м. производила нек-рый минимум метеорологии, наблюдений, необходимых для каждого пункта, независимо от намеченных целей и уклонов сети. Кроме общей программы основных наблюдений необходимым условием работы являются однородность методов наблюдений, одинаковость сроков производства их, однотипность приборов и однородность методов предварительной обработки собираемого материала. Таким образом сеть С. м. имеет назначением собирание однородного материала наблюдений в большом числе пунктов, что является основой решения ряда научных проблем, касающихся климатич. особенностей страны, и исследования хода динамич. процессов, происходящих в атмосфере. В практич. отношении работы эти дают материал для использования естественных производительных сил страны и для повседневного обслуживания практич. запросов разных отраслей народного хозяйства.

Все С. м. можно подразделить на три разряда в зависимости от числа элементов, какие наблюдаются на этих станциях; по мере необходимости в программу отдельных станций включаются те или иные наблюдения, что придает С. м. характер уже специальных станций. На С. м. III разряда программа ограничивается наблюдениями над ветром и осадками. К этому же разряду относятся специальные гидрометрии. посты на реках и водных бассейнах, если они круглый год ведут систематич. наблюдения. В программу работ С. м. II разряда входит производство наблюдений над следующими метеорологии, элементами: 1) давление воздуха, 2) t° воздуха, 3) t° почвы,

4) влажность воздуха, 5) направление и сила ветра, $) облачность, 7) атмосферные осадки,

8) вскрытие и замерзание вод и 9) разные атмосферные осадки. На С. м. I разряда помимо производства непосредственных наблюдений параллельно по нескольким сериям приборов (с методич. целями) имеется ряд самопишущих приборов, по которым непрерывно регистрируются все изменения, какие происходят в течение времени в отдельных метеорологии, факторах. Сроки производства непосредственных наблюдений установлены одни и те же в строго определенные срочные часы, а именно три раза в день: 7 ч., 13 ч., 21 ч. по местному среднему времени. В СССР все С. м. находятся в непосредственном ведении гидрометеорологии. комитетов СССР, союзных республик и областей. Распределение С. м. разных типов и разрядов по пространству СССР на основании данных ГМК СССР на 1/1 1932 г. представлено в таблице на ст. 911.

В дальнейшем строительстве предусмотрено значительное расширение сети С. м., особенно в колхозах и совхозах. Место установки С. м. должно удовлетворять ряду условий, так как ценность производимых наблюдений зависит от чисто местных причин. Наблюдения С. м. должны характеризовать собой состояние

Распределение С. м. по СССР.

Республики	Опорные С. метров.	Аэрологии. С. метров.	ft со с£ ft О	С. м. III разр.	Горные С. метров.	Высокогорные С. метров.	Итого
РСФСР.	52	75	1 499	1 211	35	2	2 874
УССР.	—	14	308	1 414	—	—	1 736
Узб. ССР	5	5	27	51	1	2	91
Туркм. ССР.	2	4	23	37	3	1	70
Тадж. ССР.	—	—	в	18	4	2	27
БССР.	—	2	40	29	—	—	71
	—	1	96	29	9	—	135
Армян. АССР.	—	—	6	21	46	5	78
Груз. АССР.		2	88	45	36	2 ί	173
Всего.	59	10В	2 090	2 855	134	I 1 и	5 255

метеорологич. элементов достаточного района, поэтому площадка для наружных приборов должна занимать открытую и ровную местность с естественными условиями почвенного и растительного покрова, доступную для вентиляции токов воздуха. Инструменты, к-рыми снабжены метеорологические станции, до последнего времени отличались большим разнообразием типов и точности, и только теперь снабжение приборами стандартизуется.

Для определения давления воздуха применяются ртутные барометры (смотрите): чашечные, сифонные и сифонно-чашечные с делением шкалы на миллиметров, т. ч. с помощью нониуса можно измерять атмосферное давление с точностью до 0,1 миллиметров. В качестве запасного прибора отсчеты ведутся также по металлическим барометрам (анероидам). Наконец для определения изменений давления воздуха на С. м. службы погоды устанавливают самозаписывающие приборы— барографы (смотрите). Последние два типа инструментов являются относительными приборами, поправки которых определяются при совместных длительных наблюдениях по ртутному барометру. На приборы, измеряющие давление воздуха, оказывает значительное влияние t°, почему эти инструменты помещаются всегда в комнате, причем следят за тем, чтобы изменения в t° были по возможности невелики. Давление воздуха представляет собою элемент, сравнительно мало изменяемый от одного пункта к другому, почему нет необходимости все С. м. снабжать этими приборами.

Для наблюдений температуры воздуха служат: 1) точно проверенный термометр с делениями 0,2°, 2) максимальный ртутный термометр, разделенный на 0,5°, 3) минимальный овой термометр, разделенный на 0,5°, а для одновременного определения влажности воздуха (смотрите) к указанным приборам добавляется еще 4) второй такой же термометр, как и для измерения Г, с делениями 0,2°, с увлажняемым шариком и 5) волосной гигрометр (смотрите). Несмотря на кажущуюся простоту производства наблюдений по указанным приборам отсчеты эти особенно ответственны, потому что на показания приборов влияет солнечная радиация, прямая и отраженная, а также излучение от окружающих предметов и присутствие наблюдателя. Эти приборы находятся на метеорологической площадке и защищены от всевозможных влияний тем, что помещены в особой будке, стенки которой состоят из двойных жалюзи. Для определения погрешности и контроля этой установки рекомендуется после устройства С. м. провести параллельные систематические (в течение одного года) наблюдения по более совершенному прибору для определения t° и влажности—п с и х р о м е т-р у Асмана. Изменения темп-ры и влажности в течение времени определяются на С. м. с помощью автоматически записывающих вариационных приборов—т ермографа и гигрографа, которые также помещаются в особой будке установленного образца. Термографы бывают следующих типов: 1) ртутный термометр с фотографии, или механич. регистрацией, 2) биметаллич. термометры, 3) бур-доновские трубки, наполненные жидкостью с большим коэф-том расширения, и 4) электрич. термографы, основанные на свойстве тонких платиновых нитей изменять сопротивление под влиянием t°; записи производятся механич. путем. В гигрографе воспринимающая часть представляет собою пучок волос, длина которого изменяется при изменении влажности; запись и в этом приборе производится механич. путем.

Количество атмосферных оса дк о в измеряется дождемером (смотрите) с особой воронкообразной защитой Нифера для исключения вредного влияния ветра. Особенно важно определять количество зимних осадков на горных С. м., так как здесь находятся истоки рек, орошающих пустынные и полупустынные районы. Запасы воды, содержащиеся в снежном покрове, определяются с помощью измерейия толщины снежного покрова и плотности его. Для первой цели устанавливаются на специально выбранной площадке, куда не наносится и откуда не сдувается ветром снег, особые рейки, а для измерения плотности снегового покрова пользуются ‘ особыми приборами— снегомерами, принцип устройства которых основан на том, что определяется вес известного объёма снега. Измерение запасов воды в снеге имеет большое с.-х. и гидротехнич. значение, почему указанные определения производятся не только на самой С. м., но также и в ряде’ пунктов окружающей местности экспедиционным путем в моменты, наиболее важные для этой цели, особенно перед началом процесса весеннего таяния снегов. Для непрерывной записи осадков на С. м. употребляют самозаписывающие приборы особого типа для жидких и для твердых осадков. Дождеграф Гельмана представляет собою поплавок, к-рый изменяет свое положение под влиянием притока жидких осадков, поступающих из приемного сосуда. Омброграф Рорданца основан на автоматич. определении изменения веса приемника при выпадении снега; прибор этот требует особенно тщательного ухода за собой.

Наблюдения над ветром, его направлением и силою представляют особенно сложную задачу, ибо ветер—наиболее неустойчивый из всех метеорологич. элементов и резко меняется в зависимости от местных влияний. В нек-рых случаях под воздействием чисто местных причин и завихреваний приборы дают показания направления ветра, совершенно противоположного господствующему потоку воздуха. Поэтому установка приборов, измеряющих ветер на С. м., требует к себе особенного внимания. Приборы устанавливаются на высоком столбе, выше всех окружающих предметов. Дальнейшая застройка вокруг С. м. разрешается лишь по предварительном согласовании с органами Единой гидрометеорология, службы. Для непосредственных отсчетов эле ментов ветра служит анемометр сист. Вильда, состоящий из флюгера, устанавливающегося вдоль потока воздуха и т. о. показывающего направление, откуда дует ветер. В этом же приборе имеется пластинка определенного размера и веса, которая постоянно находится перпендикулярно к потоку и отклоняется под действием этого потока от вертикального положения. Этот угол отклонения служит мерою силы ветра. Соотношение между давлением ветра р, его плотностью ρ и скоростью ν определяется выражением: p=Jcqv², где к—постоянная инструмента. Для более точного отсчета средней скорости ветра на С. м. применяется анемометр сист. Робинзона, к-рый представляет собою крест, расположенный в горизонтальной плоскости на оси вращения; полусферич. чашки, направленные выпуклыми поверхностями в одну и ту же сторону, укреплены на концах креста. Под действием ветра весь крест с чашками приходит в б. или м. быстрое вращение в зависимости от скорости ветра. Упомянем еще об анемометре сист. Дайнса, устройство которого основано на том принципе, что если открытая -трубка помещена в воздушном потоке, то возникает разность давлений внутри трубки и вне ее (обычно называется статич. давлением) в зависимости от квадрата скорости потока. Манометр, соединенный с трубкой, обнаруживает это давление, и следовательно можно определить и скорость ветра. Преимущество указанной системы заключается гл. обр. в том, что с таким прибором можно измерить мгновенную, а не среднюю скорость. На С. м. имеются также ручные анемометры, служащие для контроля станционных установок и производства наблюдений в полевых условиях (а немометрическая разведк а).С.м. типа обсерватории и нек-рые специальные С. м. снабжены самописцами-анемографами—приборами, очень сложными и требующими тщательного ухода. Из этих приборов укажем анемограф Мунро или Рорданца с механической регистрацией и электрические анемографы сист. Фрейберга-Ришара.

Наблюдения над температурой почвы на С. м. производятся с помощью обычных термометров небольшой точности (до 0,5°), а также максимальными и минимальными термометрами, причем эти приборы располагаются на поверхности почвы. Для измерения t° на глубине употребляются или коленчатые термометры без оправы сист. Савинова или термометры Шукевича в эбонитовых оправах. Еще на бблыних глубинах устанавливают вытяжные почвенные термометры. На специальных с.-х. С. м. устанавливают несколько серий почвенных термометров.

Испарение воды в естественных условиях измеряют с.помощью испарителя Рыка-чева—с почвы и прибором Любославского—с поверхности водоемов. Весовой испаритель Вильда, установленный в специальной будке, имеет лишь относительное значение.

Для определения продолжительности сияния солнца на С. м. применяют гелиографы Кемпбеля-Стокса или Величко. В первом приборе запись получается на разграфленной ленте из темносинего картона, помещенной сзади стеклянного однородного шара, т. ч. лучи солнца фокусируются на ленте и прожигают ее во время солнечного сияния. Прибор Величко состоит из полого цилицдра с тремя щелями, внутри закладывается ферро-пруска-

новая бумага с соответствующими вырезами. После проявления на ленте легко отсчитать время сияния солнца и продолжительность сияния. Имеется ряд типов приборов для измерения величины солнечной радиации, применяемых на С. м. Из них отметим прежде всего наиболее простой радиационный термометр, представляющий собою обычный термометр, термометрии. сосуд которого (шар в приборе Араго-Деви и полусфера в инструменте Калитина) зачернен и находится в пустоте. Специальные актинометрии. С. м. снабжаются пиргелиометром (смотрите) сист. Михельсона—прибором, весьма удобным как для наблюдений на станциях, так и в экспедиционных условиях. Инструмент этот позволяет определять с большой степенью точности величину прямой солнечной радиации. В качестве самопишущих приборов обычно пользуются актипографом (смотрите) сист. Савинова.

Наблюдения над движением облаков производятся с помощью нефоскопа (смотрите) Бессона, который представляет собою род грабель, устанавливаемых вдоль движения наблюдаемого облака, причем измеряется время прохождения отмеченной точки облака между отдельными стержнями на приборе. Количества облаков обычно определяется наглаз, а вид облачного покрова по специальному атласу.

Особый тип С. м.—это аэрологические станции, на которых производятся исследования состояния атмосферы в б. или м. высоких слоях. Самый простой тип аэрологии. станций—п плотные, которые имеют целью производство наблюдений над направлением и силою ветра с помощью небольших воздушных шаров-пилотов, наполняемых водородом и поднимающихся без всяких приборов в высоту. Визируя через равные промежутки времени шар-пилот теодолитом и производя отсчеты вертикального и горизонтального кругов, можно вычислить значения искомых элементов на разных высотах. Результаты получаются более точными при наблюдениях с двух точек, находящихся друг от друга на определенном расстоянии (базис) и соединенных между собой телефоном. Полный цикл аэрологии, наблюдений на станции заключает в себе измерение t°, влажности, облачности и элементов ветра на различных высотах. Облачность определяется с земли обычным путем, остальные же наблюдения производятся особыми самопишущими приборами—метеорографами (смотрите). В этом приборе на одном и том же вращающемся барабане получаются записи изменений темп-ры влажности и давления, а в некоторых метеорографах (змейковых) записывается также и скорость ветра. Раньше метеорографы помещались в особой корзинке, прикрепленной к свободному шару с водородом (баллон-зонд). На некоторой высоте оболочка шара разрывалась и метеорограф с записями приборов приходилось разыскивать, где он упадет. В настоящее время для подъемов метеорографов предпочтительнее пользуются или самолетами или особыми воздушными змеями.

На морских С. м. помимо метеорология, элементов производятся также наблюдения над состоянием моря—1° воды, уровнем, течениями, волнением, прозрачностью и прочие.

Лит.: Руководство метеорологич. станции II разр., Л., 1928. В. Пришлецов.