исследование. Исследование. Модуль 1 Климатология и метеорология
 Скачать 3.03 Mb.
|
|
Модуль 1 «Климатология и метеорология» ВВЕДЕНИЕ Климатология — это наука о климате, т.е. о совокупности атмосферных условий, свойственной тому или иному месту в зависимости от его географической обстановки. Климат является, таким образом, одной из физико-географических характеристик местности. В качестве таковой он влияет на хозяйственную деятельность людей: на специализацию сельского хозяйства, географическое размещение промышленности, воздушный, водный и наземный транспорт. Целью практики является закрепление теоретических знаний, полученных в ходе изучения дисциплины, ознакомление с методикой проведения, обработки и анализа метеорологических наблюдений на метеорологической станции, а также микроклиматических наблюдений в разных условиях почвенного – растительного покрова, рельефа и увлажнения. Задачи учебной практики: 1. Закрепить основные теоретические знания метеорологии и климатологии. 2. Овладеть навыками работы с метеорологическими приборами 3. Научиться обрабатывать материалы метеорологических наблюдений. Место проведения учебной практики: Амурская область, г. Благовещенск Методы исследований: прямые и косвенные наблюдения, теоретические методы, картографический метод, физико – математический анализ. ХАРАКТЕРИСТИКА КЛИМАТА РАЙОНА ПРАКТИКИ Амурская область обладает уникальным набором природных ресурсов и особенными климатическими условиями. В то же время для Амурской области характерно значительное отличие естественных условий различных территорий, входящих в ее состав. Так, на Севере широко представлены горный рельеф, таежные леса. Климат суровый, продолжительность отопительного сезона составляет 9-10 месяцев в году. Юг характеризуется равнинным рельефом, более мягким климатом, остепненными широколиственными и смешанными лесами, лесостепными участками, плодородными почвами. Для южной части Амурской области свойственны холодная зима, но теплое и даже жаркое лето. Количество теплых дней здесь составляет около 150 в году и это позволяет в открытом грунте выращивать все сельскохозяйственные культуры. Уникально также и удивительное смешение растительного и животного мира севера и юга, прослеживаемое на большей части территории области. Центральная часть региона совмещает особенности северной и южной частей. Климат Амурской области ультра-континентальный с муссонными чертами. По количеству часов солнечного сияния зимой Амурская область занимает одно из первых мест в России. Господствует умеренный континентальный воздух, зимой вторгается арктический. Средняя температура воздуха в июле: от +17° на севере до +21° на юге. Количество теплых дней с температурой воздуха выше +10°С : от 86 дней на севере до 134 дней на юге. Абсолютный максимум +42°С. Зимой средние температуры воздуха в январе: от -26°С на юге до -32°С на севере. Абсолютный минимум: -58°. Осадки выпадают преимущественно в теплый период. Зимой малоснежная. Снежный покров от 17 см на юге до 42 см на севере. В южной части земля зимой промерзает до 2,5-3 метров и полностью оттаивает к началу июля. Средняя и северная части Амурской области — островная многолетняя мерзлота максимальной мощностью 70-80 м. Четко выражены времена года. Лето преимущественно жаркое, на севере — теплое, дождливое, но со значительным количеством солнечного сияния. Зима холодная, сухая, с маломощным снежным покровом, с большим кол-вом солнечного сияния. Климат в г. Благовещенск В Благовещенск зимы более продолжительные и значительно более холодные. Погода в Благовещенске, ввиду очень небольшой теплоёмкости воздуха, в температурном режиме очень зависит от продолжительности солнечного сияния и поступающего солнечного тепла. Поэтому декабрь холоднее февраля, а июнь лишь чуть холоднее, чем август. В Благовещенске континентальный вариант умеренного муссонного климата. Континентальность климата проявляется в большой годовой (43°С) и суточной (10-15°С) амплитуде температуры. Муссонность климата выражается в направлении сезонных ветров, активной циклонической деятельности и большом количестве осадков в теплое время года. Лето жаркое со значительным количеством солнечного сияния. Зима холодная, сухая, с маломощным снежным покровом. Температурный рекорд был зафиксирован 25 июня 2010 года, когда температура воздуха в городе поднялась до отметки +39,4 °C МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ Метеорологические наблюдения – это измерения и качественные оценки метеорологических элементов и явлений. Метеорологическая станция – это учреждение для производства метеонаблюдений в месте, выбранном с учетом определенных требований в отношении рельефа местности, близости зданий и населенных пунктов. Метеостанция состоит из метеоплощадки, где расположены основные метеоприборы для метеонаблюдений, отапливаемого здания, где устанавливаются барометры и барографы, содержится запасной инвентарь и ведется обработка наблюдений. Метеостанция оборудуются стандартной для данной сети аппаратурой, с помощью которой производятся наблюдения в установленные сроки и в определенной последовательности. Почти все наблюдения производятся на метеоплощадке, которая должна располагаться на участке, типичном для физико – географических условий окружающей местности. Участок по возможности должен быть открытым, ровным, удалённым от строений, деревьев, на расстоянии не менее, десятикратной их высоты, не ближе 100 м от крупного водоема. Размеры метеоплощадки определяются количеством приборов и установок, необходимых для той или иной программы наблюдений. Площадка ориентируется так, чтобы ее стороны были направлены с севера на юг, с запада на восток. Приборы и оборудование на площадке размещают так, чтобы они не влияли на показания соседних, территория должна содержаться в полном порядке и чистоте (травянистый покров скашивается, естественное залегание снежного покрова зимой не нарушается). Во время летней учебной практике проводились наблюдения над следующими метеорологическими элементами: 1)температурой воздуха, 2)давление воздуха; 3)влажностью воздуха; 4) облачностью и формами облаков; 5) атмосферными осадками; 6) ветром; 7) температурой почвы; 8) прозрачностью атмосферы; 9) продолжительностью солнечного сияния. Кроме того, отмечают различные атмосферные явления: росу, иней, ливневый дождь, грозу, град, туман, дымку, зарницу, радугу и т.д. Почвенные термометры Савинова - служат для измерения температуры почвы на глубинах 5, 10, 15 и 20 см. Это ртутные термометры со вставной шкалой из молочного стекла; цена деления шкалы 0,5°. Резервуар с остальной частью термометра составляет угол 135°. От резервуара до начала шкалы термометр имеет термоизоляцию, состоящую из золы и ваты. Термоизоляция необходима для того, чтобы температура вышележащих слоев почвы не влияла на показания термометра. Устанавливаются почвенные термометры Савинова на той площадке, что и термометры для измерения температуры поверхности почвы. Сначала выкапывают узкую и неглубокую траншею в направлении с востока на запад. Землю вынимают пластами. Северную стенку траншеи делают отвесной. После того, как траншея готова, в отвесную стенку на нужной глубине горизонтально вдавливают резервуары термометров. Затем траншею засыпают землей, сохраняя последовательность вынутых пластов земли с постепенной трамбовкой. Наблюдения по термометрам Савинова производятся только в теплое время года. При наступлении заморозков термометры убирают, так как при замерзании поверхностного слоя почвы они часто ломаются. Отсчеты по термометрам Савинова производят последовательно, начиная с термометра, установленного на глубине 5 см.  Рис.1.1 – Установка термометра Савинова Гигрометр психометрический ВИТ-2 прибор предназначен для измерения относительной температуры и влажности воздуха. Принцип действия, основан на соотношении показаний, в разности увлажненного и сухого термометров, в зависимости от состояния воздушной среды. Состоит из температурной шкалы и двух капилляров. Конец одного из капилляров опускается в стеклянную колбу, а основание второго капилляра обматывается фитилем из ткани. Каждый психометрический гигрометр ВИТ оснащается специальной таблицей. Таблица позволяет на основе разности показаний температуры, вычислить относительную влажность воздуха. Основные правила работы с прибором 1. Вначале снимаются показания по «увлажненному» и «сухому» термометрам. 2. С точностью до 0,1 В°С определяется температура по термометрам. При этом вводятся отмеченные показания, которые указываются в паспорте. 3. Разность температур по «увлажненному» и «сухому» термометрам вычисляется, и вводятся поправки посредством алгебраического сложения. 4. Определяется относительная важность воздуха согласно психометрической таблице. Искомая относительная влажность будет на пересечении строк температуры по «сухому» термометру и разности температур по «сухому» и «увлажненному» термометру.  1.2 – Установка гигрометра Термометры (сухой термометр психрометра Августа). Это самый точный термометр: имеет вставную шкалу из молочного стекла с ценой деления 0,2°. Отсчеты производятся с точностью до 0,1°. Эти термометры очень чувствительные и малоинерционные. Резервуар термометра имеет форму шара. На верхнем конце защитной трубки имеется металлический колпачок с закраиной, который служит для установки термометра. Психрометрические термометры изготовляются с различными пределами шкалы: ртутные (от +41 до -35°) и ртутноталиевые (от+35 до -55°). Последние применяются в районах с низкими температурами воздуха. Для измерения температуры воздуха в полевых условиях применяют сухой термометр аспирационного психрометра и термометр-пращ. Термометр аспирационного психрометра ртутный, имеет вставную шкалу из молочного стекла, цена деления шкалы 0,2°. От психрометрического станционного термометра он отличается меньшими размерами и формой резервуара. Этот термометр является частью аспирационного термометра, служащего для измерения температуры и влажности воздуха в полевых условиях. Максимальный термометр ртутный, с делениями шкалы 0,5°. Показания с него снимают в 13 и 21 час. После снятия показаний термометр встряхивают (До тех пор, пока столбик ртути не соединится с ртутью в резервуаре) и снова кладут в будку в горизонтальном положении (чтобы нейтрализовать действие силы тяжести на столбик ртути). Минимальный термометр спиртовой, с делениями шкалы 0,5°. Показания с него снимают раз в сутки, в 7 часов. При наблюдениях делают отсчет по концу штифта, противоположному резервуару термометра, и по спирту (температура в момент наблюдения). Затем термометр перевертывают резервуаром вверх и держат так до тех пор, пока штифтик не дойдет до мениска спирта; тогда ему снова придают горизонтальное положение и кладут в будку. При определении температур по ртутным термометрам; надо брать отсчет по крайнему положению вершины выпуклого мениска, а по спиртовым - по положению нижней точки вогнутой поверхности мениска. При обработке наблюдений следует вносить поправки показания всех термометров по аттестату соответствующего прибора. Барометр - прибор для измерения атмосферного давления изготовляются различных моделей. Для непрерывной регистрации применяются барографы. Чашечный барометр имеет следующее устройство. Стеклянная трубка, запаянная сверху и наполненная дистиллированной ртутью, погружена нижним открытым концом в пластмассовую или металлическую чашку с ртутью. Чашка сообщается с наружным воздухом через отверстие, закрываемое винтом. Воздух в верхней части стеклянной трубки отсутствует, поэтому действием внешнего давления воздуха на поверхность ртути в чашке столбик ртути в трубке поднимается до определенной высоты. Вес столба ртути будет равен атмосферному давлению. Стеклянная трубка с ртутью помещается в металлическую оправу, привинченную к чашке. В верхней части этой оправы сделан продольный сквозной прорез для наблюдений за положением столбика ртути в трубке. На одной стороне прореза нанесена шкала в мм рт.ст. или гПа. Для отсчета десятых долей внутри оправы находится кольцо с нониусом, перемещаемым вдоль шкалы с помощью винта. В средней части оправы вмонтирован термометр, по которому измеряют температуру прибора перед отсчетом высоты ртутного столба. На метеорологической станции ртутный барометр помещается в специальном шкафчике, укрепленном на стене. В шкафу барометр подвешивается за кольцо к специальному крючку. Уровень ртути в чашке вследствие колебаний атмосферного давления может оказаться выше или ниже нуля шкалы. Для исключения ошибок в определении высоты ртутного столба из-за такого несовпадения применяется особая, так называемая компенсированная шкала с делениями меньше 1 мм. Чтобы найти высоту ртутного столба, соответствующую величине атмосферного давления в том или ином пункте, к отсчету по барометру вводится ряд поправок: инструментальная, температурная, поправки на ускорение силы тяжести в зависимости от широты места и его высоты над уровнем моря. Поправки ртутного барометра. Температурная поправка. Атмосферное давление Р равно весу ртутного столба в барометрической трубке. Но для простоты удобства атмосферное давление характеризуют обычно не весом, а высотой ртутного столба Н. Вес этого столба ртути можно представить как произведение: Р = Нdg, где d – плотность ртути, g – ускорение силы тяжести. Величины d и g не обладают полным постоянством; поэтому непосредственные отсчеты высоты ртутного столба Н по барометру, сделанные при разных температурах и различных ускорениях силы тяжести, несравнимы между собой. Их нужно привести к стандартным («нормальным») условиям путем введения соответствующих поправок. При повышении температуры ртуть расширяется, плотность ее уменьшается, и высота ртутного столба оказывается завышенной по сравнению с наблюдениями при температуре 0°, которая и принимается за «нормальную».  Рис. 1.3 – Барометр Осадкомер – является прибором для измерения количества осадков. Производится оно два раза в сутки: в 8ч и 20ч по местному времени. Измерение количества осадков может быть автоматизированным и ручным. На станциях гидрометеорологической сети используется второй метод. Для измерений служит прибор, называемый осадкомер О-1 (осадкомер Третьякова). Он представляет собой комплект различных приборов и установок: 2 осадкосборных сосуда; 2 воронки; крышка; таган (место для установки осадкосборных сосудов); ветровая защита; 2 измерительных стакана. Основной частью, являются осадкосборные сосуды. Иногда их ещё называют осадкомерные ведра. Очевидно, что эти вёдра служат для сбора и накопления осадков. Они представляют собой металлические цилиндры высотой 40 см. Площадь приемного отверстия составляет 200 см2. Внутри, примерно посередине ведра, припаяна конусообразная диафрагма. Она служит опорой для воронки. С внешней стороны к осадкосборному сосуду припаян носик, для слива осадков. Носик закрывается колпачком, служащим также для уменьшения испарения. Также к осадкосборным сосудам прилагается крышка. Она используется при смене сосудов (чтобы при смене ведер во время осадков, последние не попадали в сосуды и не искажали результатов), а так же при взвешивании твердых осадков (если они не успели растаять ко времени измерения). Установка осадкомера как и многие приборы устанавливаются на метеоплощадке, осадкомер устанавливается таким образом, чтобы приемное отверстие осадкосборного сосуда находилось на высоте 2 м над землёй. Для удовлетворения этого условия используется столб, у которого верхней части располагается таган для установки вёдер. Вокруг тагана устанавливается ветровая защита. Она состоит из 15 планок (пластинок) в форме трапеций. Планки крепятся к металлическому кольцу, с помощью имеющихся в них "ушек". Кольцо крепится к столбу с таганом с помощью трёх укосин. Между собой пластинки сверху и снизу связаны цепочками, которые позволяют им свободно колебаться.  Рис. 1.4 – Осадкомер Флюгер – прибор для измерения направления и скорости ветра с вращающейся на вертикальном стержне пластинкой, флажком. При определении направления ветра по флюгеру наблюдатель должен стать рядом с мачтой, на протяжении двух минут наблюдать за положением показателя флюгарки и замечать его среднее местоположение по отношению к штифтам, которые показывают стороны горизонта. Для определения скорости ветра наблюдатель должен отойти от мачты и стать в направлении, перпендикулярном положению флюгарки. На протяжении двух минут необходимо следить за колебаниями доски и определить ее среднее положение за этот промежуток времени по отношению к штифтам. В книжку наблюдений записывается направление ветра и номер того штифта, около которого или между, которыми наблюдалось среднее положение доски. По флюгеру также определяется и характер ветра. Направление ветра считается постоянным, если в течение наблюдений противовес колеблется в пределах одного румба. В других случаях ветер определяется как изменчивый. Ветер называется ровным, если доска на протяжении двух минут колеблется около одного штифта или между двумя соседними штифтами. Если амплитуда колебаний составляет более двух штифтов, то ветер характеризуют как порывистый. Скорость ветра при помощи флюгера измеряется с точностью до 0,1 м/с, направление ветра – с точностью до 5º, при записи направления ветра в румбах показания округляются до румба.   Рис. 1.5 – Флюгер с пластинами ХАРАКТЕРИСТИКА ПОГОДЫ ЗА ПЕРИОД НАБЛЮДЕНИЯ Паспорт метеопоста Местоположение г. Благовещенск, ул. Амурская дом 34. Абрис участка с привязкой к ближайшим улицам и заметным ориентирам: дома. Удаленность от оград - отсутствует, отдаленность от зданий 15 – 20 м, от деревьев 2 – 3 м. Этажность дома – 6 этажей, материал кирпич. Расстояние от водоёма- водоёмов рядом нет. Рельеф однородный, без возвышенностей. Степень увлажнения почвы – средний. Характер подстилающей поверхности: растительность интенсивная, высота травостоя около 5 – 10 см. Видовой состав деревьев: осина, карагач, высота деревьев до 10 м. |