наставление_3_1. Гидрометеоиздат
 Скачать 5.65 Mb.
|
|
1.6. Приборы и установки для регистрации продолжительности солнечного сияния 1.6.1. Устройство гелиографа универсальной модели ГУ-1 приведено на рис. 1.6.1. Основанием прибора является плоская металлическая плита с двумя стойками 1. Между стойками на горизонтальной оси 2 укреплена подвижная часть прибора, состоящая из колонки 3 с лимбом 4 и нижним упором 7, скобы 6 с чашкой 5 и верхним упором 15 и стеклянного шара 8, который является сферической линзой. На одном из концов горизонтальной оси закреплен сектор 9 со шкалой широт. При перемещении горизонтальной оси 2 прибора с запада на восток и повороте верхней части прибора вокруг нее ось колонки 3 устанавливается параллельно оси вращения Земли (оси мира. Для закрепления установленного угла наклона оси колонки служит винт 11. 207 Верхняя часть прибора может поворачиваться вокруг оси колонки 3 и фиксироваться в четырех определенных положениях. Для этого используется специальный штифт 12, который вставляется через отверстие лимба 4 водно из четырех отверстий диска 13, закрепленного на оси 2. Совпадение отверстий лимба 4 Рис. 1.6.1. Гелиограф универсальный модели ГУ-1. / — стойка, 2 — горизонтальная ось 3 — колонка 4 — лнмб, 5 — чашка скоба, 7 — упор 8 — стеклянный шар 9 — :ектор, 10 — указатель широты, / / — винт для закрепления угла наклона оси 12 — штифт 13 — диск 14 — индекс на диске 15 — верхний упор. и диска 13 определяется по совпадению меток А, Б, В и Г на лимбе 4 с индексом 14 на диске. 1.6.2. Рекомендации по установке гелиографа. Гелиограф должен быть установлен прочно, чтобы исключить возможность его качания. При установке гелиографа на бетонном столбе в его верхнем основании нужно пробить отверстия, в которых с помощью цемента укрепить болты с гайками для крепления деревянной площадки. 208 При установке прибора на деревянном столбе не следует привинчивать или прибивать площадку под гелиограф непосредственно к торцу столба. Для ее крепления по бокам верхнего края столба привинчиваются две поперечные перекладины, к которым крепится деревянная площадка. Для предохранения от воздействия влаги деревянная площадка многократно прокрашивается. Площадка на столбе должна быть строго горизонтальной, что проверяется в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для установки гелиографа по географической широте станции ось гелиографа наклоняют и, ослабив стопорный винт 11, поворачивают верхнюю часть прибора вокруг горизонтальной оси 2, устанавливая шкалу широт в таком положении, чтобы указатель широты 10 совпал с делением шкалы широт, соответствующим широте места наблюдений (с точностью до 0,5°). Например, если широта станции 51°27', то индекс надо установить посредине между делениями 51 итак как 27' равны приблизительно 0,5°. После установки по широте указатель широт закрепляется стопорным винтом. Для установки гелиографа по линии географического меридиана необходимо — в солнечный день незадолго до наступления истинного полдня гелиограф с заложенной соответственно сезону лентой установить на середине площадки столба шаром на юг, те. совместив индекс диска сметкой Б на лимбе — по таблице приложения 3.1 определить, в какой час ими нуту поместному среднему солнечному времени наступает в данный день истинный полдень — определить московское (зимнее) время, которое будут показывать часы наблюдателя в истинный полдень, введя постоянную разность между средним солнечным временем данной станции и московским (зимним) временем — в момент, соответствующий наступлению истинного полдня, гелиограф поворачивают таким образом, чтобы светящаяся точка оказалась на центральной линии ленты, совпадающей с такой же линией на чашке прибора. Перед закреплением гелиографа основание его очерчивают карандашом для того, чтобы в дальнейшем можно было установить, что прибор с места не сдвинут. После закрепления гелиографа необходимо еще раз проверить его установку по уровню и ориентировку по меридиану. По окончании установки необходимо составить график закрытости горизонта, указав, с какой стороны и какими предметами закрыт горизонт, их высоту и расстояние до предметов. При изменении условий закрытости горизонта соответствующие исправления должны быть сделаны и на графике. 1.6.3. Рекомендации по контролю работы гелиографа и обработке лент Характер записи на лентах позволяет судить о тех или 14 Заказ № 66 209 иных недостатках в организации наблюдений за продолжительностью солнечного сияния — запись на правой и левой частях ленты имеет неодинаковую ширину. Этот дефект проявляется в совершенно ясные дни и может быть вызван неконцентричностью поверхностей чашки и шара или неправильным положением шара. Такая же запись, если она наблюдается непостоянно, может получиться, если один конец ленты вышел из пазов — время окончания записи на одной ленте не согласуется с моментами начала записи наследующей ленте на одну и туже величину (рис. 1.6.2). В этом случае имеет место нарушение не { 1 2 3 I I А 5 ' 6 f 7 8 j «сйкЬз 0 | 1,0 |l , I ! / l 10 Л 13 t s fmmmmH : ^^ 14 15 IS Л { I 16 "f. /7 18 n^r is 0,5 20 ( 2l 22 23 24 Л J Рис. 1.6.2. Запись на ленте гелиографа в случае нарушения фокусного расстояния. обходимого расстояния между чашкой и шаром (фокусного расстояния, а протяженность записи гелиографа, полученная за час, не соответствует расстоянию между двумя часовыми линиями на ленте. Для обработки записей такого гелиографа следует изменить шкалу стандартной ленты, уменьшив или увеличив каждый из часовых промежутков в соответствии стем, образуется ли систематический излишек записи или, наоборот, запись систематически получается укороченной — запись гелиографа систематически получается не параллельной продольной линии и верхнему (нижнему) срезу лент при наклоне одного из концов записи. Это указывает на негорнзон- тальное положение прибора по линии запад—восток (рис. 1.6.3) или неправильную установку по истинному меридиану. Если запись гелиографа от восхода до захода в ясный день получается несимметричной относительно средней вертикальной линии ленты, те. начало и конец записи находятся не на одинаковом расстоянии от часовой линии, то более вероятно предположить неправильную установку гелиографа относительно меридиана. Неправильная установка гелиографа по меридиану может быть обнаружена и по расхождению времени снятия или наложения ленты со временем окончания записи на одной ленте и начала, ее на последующей. Расхождение на смежных лентах будет при этом всегда одного знака, те. время начала прожога будет в этом случае на всех лентах либо больше (при сдвиге гелиографа к западу, либо меньше (при сдвиге гелиографа к востоку) времени, отмеченного наблюдателем. Сдвиг гелиографа по меридиану должен быть учтен при обработке лент Рис. 1.6.3. Запись на ленте гелиографа при нарушении горизонтальности установки прибора по линии запад восток. — непараллельность линии записи срезу ленты (запись слишком искривлена по сравнению с кривизной ленты) может иметь место при наклоне прибора по линии север—юг и при неправильной его установке по широте. По такой записи не всегда можно установить, какой причиной вызван изгиб записи. Тем не менее, если в безоблачный день концы записи расположены симметрично относительно изгиба середины записи, а высоты их над линией среза приблизительно равны, то с большей вероятностью можно предположить, что установка неправильна по широте. Кроме того, линия записи в период равноденствия располагается не посередине ленты, а ближе к ее верхнему или нижнему срезу. При большой неточности установки прибора по широте запись может выйти за пределы ленты, из-за чего лента с получившимся прожогом станет непригодной к использованию. Пример записи гелиографа, неправильно установленного по широте, приведен на рис. 1.6.4; — потеря записи на лентах возникает по целому ряду причин, основная из них — затенение гелиографа. При затенении гелиографа при восходе или заходе солнца запись может получиться аналогичной записи, получающейся при неправильной установке прибора относительно меридиана, те. несимметричной относительно средней линии ленты (рис. 1.6.5). 14* 211 Затенение гелиографа в промежутке между началом и концом записи можно заметить при рассмотрении записей солнечного сияния заряд ясных дней в течение месяца. При этом в некоторый период времени замечается пробел в записи приблизительно на одном и том же часовом промежутке (рис. 1.6.6). - 4 5 6 7 0,8 8 1.0 В 1 23SY\ 1,0 10 I Estate 12 I 12 «eJssiss 1,0 ft Щ Щ г Ал. ю I i,o k о \ 18 ь 20 Рис. 1.6.4. Запись на ленте гелиографа при неправильной установке прибора по широте. Продолжительность затенения необходимо выявить путем непосредственных наблюдений за наличием солнечного сияния около гелиографа, установить его причину и сделать соответствующие записи в книжке КМ. Рис. 1.6.5. Запись на лентах гелиографа в случае затенения прибора при восходе и заходе солнца. Если потеря записи из-за затенения превышает в сумме 0,2 что по возможности ее следует восполнить непосредственными наблюдениями. К потере записи на ленте могут приводить также невыполнение наблюдателями требований к производству наблюдений неправильная закладка лент в чашку гелиографа, несвоевременный переход от лент одного типа к другому, несвоевременная смена лент и загрязнение шара. Кажущиеся излишки или недостачи записи за часовой промежуток времени, неодинаковые в разные дни, указывают на нали- 12 < 12 13 1,0 13 \ — — ft 1,0 ft 1,0 1,0 15 1,0 15 1 s a s s i 1,0 В 17 I I IS ! 1,0 \ 1,0 1,0 0, 16 i 17 I I I 1,0 \ 1,0 18 I ' 1 <9 4 IS ^ S S s * * * ^ I 1,0 0,2 20 —1— 1 20\ 1 12 13 I H— /4 15 1 1,0 1,0 1,0 161 17 1,0 \ 1.0 1,0 0,3 19 20 I — h - I Рис. 1.6.6. Запись на лептах гелиографа при затенении прибора в промежутке ч. чие у гелиографа люфта между закрепляющим штифтом и отверстием диска. При контроле установки гелиографа и его ориентировки по характеру записей на лентах сопоставлять моменты начала и окончания записи с временем наложения ленты следует только после введения в последнее поправок для перехода к истинному времени. Необходимо также помнить, что время начала и конца регистрации сияния на ленте не совпадает с действительным временем восхода и захода солнца из-за инерции шаровой стеклянной линзы и условий установки гелиографа. 1.7. Приборы и установки для измерения температуры почвы на глубинах 1.7.1. Коленчатые термометры Савинова 1 представляют собой комплект из четырех стеклянных ртутных термометров с цилиндрическими резервуарами, концы которых округлены (рис. 1.7.1). Термометры изогнуты под углом 135° вместе, отстоящем от резервуара на 2—3 см. Это позволяет устанавливать термометры 1 На метеорологических станциях для производства измерений температуры поверхности почвы, температуры почвы на глубинах на участках без растительности и под естественным покровом должны применяться термометры ТМЗ> ТМ1, ТМ2, ТМ5, ТМ10 (ГОСТ 112—78). 213 в почве так, чтобы резервуар и часть термометра до изгиба находились в горизонтальном положении подслоем почвы, а часть термометра со шкалой располагалась над почвой. Каждый термометр имеет шкалу только в той части термометра, которая располагается над почвой и доступна для отсчетов. Ниже шкалы оболочка термометра заполнена ватой и сургучными прослойками. 1.7.2. Правила установки коленчатых термометров Савинова. При установке коленчатых термометров необходимо выполнить следующие рекомендации. Перед установкой термометров в почву на их оболочку следует нанести масляной краской специальные метки. Для этого термометр кладется на лист бумаги с нанесенной на нем сантиметровой или миллиметровой сеткой. Резервуар его располагается параллельно горизонтальным линиям сетки так, чтобы одна из этих горизонтальных линий проходила через его середину (рис. 1.7.2). Метку следует нанести на том месте оболочки термометра, которое будет совпадать с горизонтальной линией, отстоящей от линии, проходящей через середину резервуара термометра, на расстоянии, равном глубине погружения термометра в почву. Метка наносится заблаговременно, чтобы к моменту установки термометров краска успела высохнуть. Для установки термометров в почве делается выемка длиной 40 см, шириной 25—30 см с одной отвесной стенкой, которая расположена с отклонением от линии восток—запад к северу примерно на угол 30°. На рис. 1.7.3 отвесная стенка обозначена отрезком ОА'. Термометры устанавливаются резервуарами к северу на расстоянии 10 см один от другого начиная с наибольшей глубины. Для этого вдоль отвесной стенки выемки (по линии ОА') укладывают Рис. 1.7.1. Коленчатый термометр Савинова. прямую рейку и от нижней ее грани отмеряют глубину, на которую нужно установить термометр. На заданной глубине должна находиться ось резервуара термометра. В отвесной стенке выемки на отмеченной глубине делают углубление чистой деревянной палочкой. Рис. 1.7.2. Нанесение кольцевой метки на оболочку коленчатого термометра. Термометр вдвигается в почву до самого изгиба. При этом почва должна плотно прилегать к резервуару термометра. После этого выемку вокруг термометра засыпают землей, слегка ее уплотняя. Таким же образом устанавливаются и все следующие J_ Л и-Гч л ^•л Рис. 1.7.3. Схема расположения выемки при установке коленчатых термометров. t Ю термометры. После установки всех термометров выемку засыпают землей вровень с поверхностью всего участка. Для установки коленчатых термометров можно применять специальный шаблон. Рекомендуемый шаблон состоит из двух частей наземного шаблона и ножа (рис. 1.7.4). Наземный шаблон изготавливается из трех деревянных (желательно твердого дерева) реек, которые скрепляются шпильками и шипами. После зачистки шаблон вываривается в олифе или парафине. 215 ^Мож изготавливается из жесткой стали с последующей закалкой. Нижняя режущая кромка ножа затачивается. Для установки коленчатых термометров Савинова шаблонна кладывается на поверхность подготовленного участка так, чтобы короткая планка шаблона ВС была направлена по линии севера) Рис. 1.7.4. Шаблон для установки коленчатых термометров. а — общий вид б — наземная часть в — нож. юг, перпендикулярная сторона шаблона АВ по линии запад востока скошенная АС примерно с юго-востока на северо-запад. Нож нижней заточенной стороной вставляется в пазы наземного шаблона и опускается в почву (утапливается) до отказа, пока деревянная планка, на которой укрепляется стальная пластинка ножа, не соединится плотно 'с рейкой наземного шаблона АС. 216 Не сдвигая шаблона, удаляют землю вдоль поверхности ножа внутри треугольника шаблона до тех пор, пока не покажутся пазы на нижней кромке ножа. После этого вставляют резервуары термометров через паз ножа в почву, одновременно укладывая наклонную (шкаловую) часть термометра в паз наземного шаблона. Когда установка закончена, нож осторожно вынимают, следя затем, чтобы термометры не сместились. Присыпают их землей до Уровня наземного шаблона, затем осторожно снимают наземный шаблон и подравнивают почву окончательно до уровня участка. 1.7.3. Вытяжной почвенно-глубинный термометр представляет собой стеклянный ртутный термометр с цилиндрическим резервуаром и стеклянной шкалой. Для измерения температуры почвы на глубине установки термометр 2 помещается в специальную оправу 3 с металлическим наконечником 1 (рис. 1.7.5). Для лучшего теплового контакта и увеличения температурной инерции пространство между резервуаром термометра и стенками металлического наконечника заполняется медными или латунными опилками. Отверстие в металлическом наконечнике, через которое насыпаются опилки, заливается мастикой. Оправа имеет специальную продольную прорезь 7 для штифта, с помощью которого она прикрепляется к концу деревянного стержня 5 так, что может перемещаться вдоль стержня на 0,5—0,8 см. При этом оправа не должна раска- Рис. 1.7.5. Вытяжной почвенно-глубинный термометр. / — металлический наконечник 2 — термометр 3 — оправа, 4 — фетровые кольца, 5 — деревянный стержень 6 — кол- лачок с кольцом, 7 — прорезь для штифта 8 — труба термометра 9 — латунный наконечник. чиваться относительно оси стержня. Жесткое крепление оправы к стержню запрещается. На другом конце стержня закреплен металлический колпачок 6 с кольцом. Внутри колпачка имеется фетровая (или войлочная) кольцевая прокладка. Для уменьшения обмена воздуха внутри трубы на стержне 5 также укрепляются плотные фетровые войлочные) кольца 4. Стержень с термометром вставляется в эбонитовую или ви- нифлексовую трубу 8 с медным или латунным наконечником 9. Через наконечники металлические опилки осуществляется тепловой контакт между резервуаром термометра и почвой или грунтом. Большая масса наконечника и медных опилок обеспечивает постоянство температуры термометра при отсчете показаний. В правильно собранном виде термометр должен касаться нижнего конца трубы, а верхний колпачок фетровой прокладкой должен плотно ложиться на верхний срез трубы, и стержень должен ходить в трубе с некоторым трением. Для термометров, устанавливаемых на глубинах 1,60; |