Лесная метеорология Лаб. 2 Лаб. 2 измерение температуры воздуха и почвы
 Скачать 2.29 Mb.
|
Лесная метеорологияЛаб. №2 Лаб. №2 ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА И ПОЧВЫДля количественной оценки температуры в настоящее время используются три шкалы: стоградусная, абсолютная Фаренгейта. В качестве основной шкалы с 1968 г. принята международная практическая температурная шкала МПТШ-68, основывающаяся на нескольких реперных точках: тройная точка - 0,01°С; кипения воды - 100°С; точка плавления льда - 0°С; кипения кислорода — 182,96°С и т д. Эта шкала позволяет использовать при измерениях как международную практическую температуру Цельсия (t°С), так и международную практическую температуру Кельвина (ТК). В СНГ и в большинстве других стран мира для измерения температуры используется шкала Цельсия (°С). Нижняя реперная точка этой шкалы (0°) соответствует точке плавления льда; верхняя (100°) – соответствует точке кипения воды при нормальном давлении (1013 гПа). Промежуток между этими точками разбит на 100 равных частей. 1/100 этого промежутка и носит название один градус Цельсия (tºC). Шкала КельвинаВ теоретической метеорологии используется абсолютная термодинамическая шкала Кельвина К. По этой шкале точка плавления льда (0°С) соответствует 273К. В абсолютной шкале температура не может принимать отрицательных значений. Связь данных температур определяется соотношением t °С= Т К– 273,16°С. Шкала Фаренгейта(1686–1736)Почти всю жизнь прожил в Голландии, где занимался изготовлением точных метеорологических приборов. В 1709 изготовил спиртовой, в 1714 – ртутный термометр. Для ртутного термометра Фаренгейт построил шкалу, имеющую три реперные точки: 0° соответствовал температуре смеси вода – лед – нашатырный спирт, 96° – температуре тела здорового человека, в качестве контрольной температуры было принято значение 32° для точки таяния льда. Температура кипения чистой воды по шкале Фаренгейта составила 212°. В этой шкале интервал между точками таяния льда и кипения воды разделён на 180˚, причём точке таяния льда приписано значение +32F. Таким образом, величина одного градуса Фаренгейта равна 5/9 ˚С, а нуль шкалы Фаренгейта приходится на −17,8 ˚С. Шкала Фаренгейта применяется во многих англоязычных странах, хотя постепенно уступает место шкале Цельсия. Шкала Фаренгейта(1686–1736),В некоторых странах (Англии, США) до настоящего времени используется внесистемная устаревшая шкала Фаренгейта °F. t °С= (t F– 32) *5/9 t F = t °С*9/5+32 Температуры воздуха измеряется термометрами в стационарных условиях используются 3 термометра: 1. психрометрический (сухой), 2. максимальный и 3. минимальный. Термометры установлены в ПСИХРОМЕТРИЧЕСКОЙ БУДКЕ. Установка станционного термометров в штативе (а) и в метеорологической будке (б): 1 – штатив; 2 – сухой термометр; 3 – смоченный термометр; 5 – минимальный термометр; 6 – максимальный термометр; 7 – стаканчик с дистиллированной водой. Устанавливаются термометры на метеорологической площадке в психрометрической будке в специальном штативе: психрометрический термометр - в вертикальном положении, минимальный и максимальный - в горизонтальном, причем максимальный с небольшим наклоном в сторону резервуара. Резервуары термометров располагаются на высоте 2 м от поверхности почвы. измерения температуры воздуха производят 8 раз в сутки с точностью 0,1 ºСПсихрометрический термометр ТМ-4 используется для измерения температуры воздуха в срок наблюдений и является наиболее точным и чувствительным метеорологическим термометром. В качестве термометрической жидкости используется ртуть. Это термометр с шаровидным резервуаром и металлическим колпачком на верхнем его конце (колпачок необходим для крепления термометра в штативе). Цена деления шкалы термометра 0,2°С. Максимальная температура воздухаМаксимальный термометр ТМ- 1 (рис. 5) служит для измерения самой высокой (за некоторый промежуток времени, обычно между двумя сроками наблюдений. Термометр максимальный ТМ-1: 1- штифт; 2- резервуар; 3-капилляр. Минимальная температура воздухаМинимальный термометр ТМ-2 предназначен для измере-ния минимальной температуры за некоторый промежуток времени и тем-пературы в срок наблюдения. Это спиртовой термометр с ценой деления шкалы 0,5°С. Он имеет цилиндрический резервуар или резервуар в виде вилки. Для определения минимальных температур в капиллярной трубке термометра внутри столбика спирта находится легкий штифт из цветного темного стекла с утолщениями на концах Измерение температуры воздуха в лесуБудка Селянинова Устанавливают будку Селянинова на деревянном столбе так, чтобы до резервуаров термометров от поверхности земли было 1,5 м. Для измерения температуры воздуха в лесу в походных условиях используют также аспирационный психрометр. Это компактный, легкий, удобный в работе прибор, не требующий при измерениях защиты от радиации. Измерения им можно проводить на любой доступной высоте. Для измерения температур поверхности почвы, а также снежного покрова, используются термометры: срочный, максимальный и минимальный. На метеорологических станциях и постах для установки почвенных термометров подготавливается площадка размером 4 х 6 м, растительный покров с площадки убирается, поверхность почвы взрыхляется. Термометры укладываются на поверхность почвы, при этом их несколько вдавливают в почву с таким расчетом, чтобы резервуар и защитная стеклянная оболочка наполовину погружались в нее. Устанавливают термометры в центре площадки резервуарами на Восток, срочный и минимальный термометры ─ строго оризонтально, максимальный термометр ─ с небольшим наклоном в сторону резервуара. Максимальный и минимальный термометры используются те же, что и при измерении температур воздуха. Срочный термометр ТМ-3 ртутный с цилиндрическим резервуаром цена деления 0,5 °С. Измерение температуры почвы на разных глубинахДля измерения температур почвы на разных глубинах используются коленчатые термометры Савинова, термометр-щуп и вытяжные почвенно-глубиные термометры. С этой же целью могут использоваться дистанционные термометры сопротивления (установка М-54-2 для измерения температуры почвы на разных глубинах в 10 точках), электротермометры (АМ-2М-1 для измерения температур почвы в пахотном слое) и др. По сравнению с жидкостными, термометры сопротивления и электротермометры более сложны, дороги, иногда недостаточно точны (АМ-2М-1 имеет точность измерений ± 1 °С) и менее удобны для наблюдений в условиях леса. Поэтому данные термометры в настоящих указаниях не рассматриваются. Коленчатые термометры Савинова применяются для измерения температур почвы на глубинах 5, 10, 15 и 20 см (Рис. 10). На метеостанциях и постах их устанавливают на одной площадке с термометрами для измерения температур поверхности почвы. В лесу, как правило, наблюдения проводятся под пологом естественной растительности. Термометр-щуп АМ-6 является переносным полевым прибором и предназначен для измерения температур почвы на глубинах от 3 до 40 см. Он состоит из жидкостного толуолового термометра, помещенного в специальную пластмассовую или металлическую оправу 2. Термометры почвенные вытяжные ТПВ-50предназначены для измерения температур почвы на глубинах от 20 до 320 см под естественной растительностью. Комплект вытяжных термометров состоит из 5 или 8 термометров. Комплект из 5 термометров служит для измерения температуры почвы на глубинах 20, 40, 80, 160 и 320 см, комплект из 8 термометров на глубинах 20, 40, 60, 80, 120, 160, 240 и 320 см. Термометры ртутные с ценой деления шкалы 0,2°С. Термометры почвенные вытяжные ТПВ-50Наблюдения по вытяжным термометрам проводят круглогодично. По термометрам до глубины 40-60 см отсчеты снимают 8 раз в сутки; начиная с глубины 80 см и более ─ 1 раз в сутки, так как с этой глубины суточные колебания температур почвы становятся незначительными. Определить среднюю годовую температуру воздуха в абсолютной шкале и в градусах Фаренгейта. Привести соответствующую формулу перевода и расчет: Вариант 1 Нью-Йорк 12,7 °С и Москва 5,8°С Вариант 2. Чикаго 9,9 °С и Сочи 14,2°С Вариант 3 Лос-Анжелес 17,0°С и Петербург 5,8°С. Вариант 4 Пекин 12,9 °С и Псков 5,9°С. Вариант 5 Севастополь 11,3°С, Архангельск +1,1 °С Вариант 6. Петербург 5,8°С и Якутск -9,3 °С. |