Как найти атмосферные осадки

Среднегодовое количество осадков

На земную поверхность ежедневно выпадают различные атмосферные осадки. Какое количество атмосферных осадков выпадает за год, определяется постоянным наблюдением и измерением их количества на метеостанциях ежедневно в течении в сего года.

Что такое осадки

Осадки являются одним из трех основных природных процессов, связанных с водой (испарения, конденсация, непосредственно сами осадки), которые все вместе представляют собой влагооборот, непрерывный обмен воды между атмосферой и земной поверхностью. По-другому этот процесс называется круговорот воды в природе. Вода испаряется с поверхности океана, суши, пресноводных водоемов, уносится воздушными потоками в виде пара, конденсируется в облаках, в конечном итоге возвращается на Землю в виде осадками. Средний глобальный запас водяного пара в атмосфере эквивалентен слою воды глубиной 2,5 см, покрывающему всю Землю.

Поскольку среднегодовое количество осадков Земли составляет около 100 см, среднее время, что вода проводит в атмосфере, между ее испарением с поверхности и возвращением ее осадками, составляет около девяти дней. Из водяного пара, переносимого ветрами на всех высотах через данную область, только небольшой процент превращается в осадки и достигает земли в этой области. В больших и широких облачных системах преобразование более эффективно, но даже в грозовых облаках количество дождя и града составляет около 10 процентов от общего количества влаги, попадающей в атмосферу.

Как измеряют количество осадков

При измерении количества осадков необходимо различать количество — определяемое как глубина осадков (рассчитанная так, как если бы это был весь дождь), вылившийся в данной точке в течение определенного интервала времени, — и количество или интенсивность, который определяет глубину воды, которая упала в точке в течение определенного интервала времени. Например, продолжительный умеренный дождь может идти со средней интенсивностью 5 мм / час и, таким образом за 24 часа на земную поверхность выпадают атмосферные осадки объемом 120 мм. Грозовой дождь производит это количество осадков за 20 минут, но при его пиковой интенсивности скорость осадков может стать намного больше, например, 120 мм / час, или 2 мм / минуту.

Объем осадков, выпадающих в течение определенного периода времени, регулярно измеряется во многих местах на поверхности Земли. Для измерения количества выпавших осадков используют датчики дождя. Для измерения интенсивности осадков требуется записывающий дождемер — прибор для измерения количества осадков. Влага, попадающая в коллектор известной площади, непрерывно записывается на движущейся карте или на магнитной ленте. Сейчас проводятся исследования возможности получения непрерывных измерений атмосферных осадков на больших водосборах с помощью радара. Все результаты складываются и получают годовое количество осадков мм.

Помимо незначительного вклада росы и инея, а также опреснительных установок, единственный источник пресной воды для поддержания рек, озер и всей жизни на нашей планете обеспечивается осадками из облаков. Таким образом, осадки необходимы и чрезвычайно полезны для человечества, но чрезвычайно сильные дожди наносят большой вред, вызывая наводнения, эрозию почвы, оползни. Ущерб, нанесенный градом посевам, сооружениям, населению, часто оказывается существенным.

Как рассчитывают количество осадков?

Атмосферные осадки
–
вода в жидком или твёрдом состоянии,
выпадающая из облаков или осаждающаяся
из воздуха на земную поверхность и
какие-либо предметы. Атмосферные осадки,
так же как и температура воздуха,
относятся к одной из наиболее важных
метеорологических величин, являясь
основным источником увлажнения суши,
и представляются большим числом
климатических показателей.
Осадки
бывают жидкими, твердыми и смешанными.

Наибольшее число
показателей приходится на количество
осадков, по которому вычисляются все
основные статистические характеристики,
кроме автокорреляционной функции,
которую
можно вычислить только для месячного
количества осадков, но такая функция
используется лишь для специальных
исследований в теории климата и
малоинтересна для большей части других
задач.

В отличие от других
метеорологических величин количество
осадков не рассматривается по срокам,
а только в суточном разрезе. Вычисляются:
декадное, месячное, сезонное и годовое
среднее, коэффициенты вариации и
асимметрии общего количества осадков
по месяцам и за год, среднее месячное и
годовое количество жидких, твердых и
смешанных осадков; среднее, коэффициенты
вариации и асимметрии суточного максимума
осадков, по месяцам и за год. Поскольку
распределения осадков, так же как и
ветра, выравниваются с трудом и единой
для всей территории или хотя бы для
большого района функции подобрать не
удается, определяется повторяемость
осадков, выраженная в виде среднего
числа дней с осадками по градациям их
количества.

Продолжительность
осадков представляется обычно средним
значением по месяцам и за год, а также
квантилями различной обеспеченности,
получаемыми расчетным способом.
Интенсивность осадков характеризуется
в климатологическом плане средним
значением и повторяемостью различных
значений. Главная трудность в расчетах
среднего количества осадков состоит в
том, что методика их измерения несовершенна
и велика их зависимость от окружающей
местности. В этом смысле осадки аналогичны
ветру.

На метеорологических
станциях измерение количества осадков
производится осадкомерами (до 1950-х годов
использовались дождемеры), а интенсивность
жидких осадков измеряется плювиографами.
Для больших площадей интенсивность
осадков оценивается приближённо с
помощью метеорологических радиолокаторов.

При расчете
водостоков основное значение имеют
жидкие осадки, выпадающие в виде дождей
и требующие немедленного отведения.
Твердые осадки (снег) дают меньший объем
воды при таянии, и ее отведение не связано
со временем выпадения этих осадков.

Для измерения
объема атмосферных осадков, выпавших
в виде дождя, применяют приборы, называемые
дождемерами. Приборы эти бывают
обыкновенные (простые) и самопишущие
(автоматические).

Прибор первого
вида –
металлический открытый сосуд цилиндрической
формы в виде ведра площадью 500 см

(диаметр 25,2 см). Эти дождемеры устанавливают
на столбе высотой 2 м от поверхности
земли. Для предотвращения выдувания
осадков ветром прибор заключают в
конический кожух (рисунок
11).

1 –
приемный сосуд; 2 –
трубка, 3
–
барабан;
4 –
измерительный
цилиндр с поплавком; 5 –
сифон; 6 –
сосуд

Рисунок
11 –
Дождемер простой;

Рисунок
12 –
Самопишущий;

Рисунок
13 –
Запись
на ленте типа дождемер плювиографа

Для измерения
жидких осадков, поступивших
в дождемер,
их сливают в измерительный градуированный
сосуд со шкалой.
Дождемерами
этого типа измеряют общий объем осадков,
выпавших за сутки; объем выпавших осадков
за любой промежуток времени получают
суммированием суточных объемов. Такие
дождемеры весьма просты по своей
конструкции, поэтому они получили
повсеместное распространение.

Однако данные о
среднем объеме осадков за сутки для
расчета дождевой канализации недостаточны.
Для этого необходимо знать продолжительность
отдельных дождей, объем осадков и их
распределение за период каждого дождя.
Такие данные могут быть получены только
с помощью особых приборов, автоматически
регистрирующих весь ход выпадения
дождей. Наибольшее распространение у
нас получил самопишущий дождемер
(плювиограф) поплавкового типа (рисунок
12).

Для сбора выпадающих
осадков служит приемный сосуд, откуда
по трубке осадки поступают в измерительный
цилиндр с поплавком,
который
связан с пером, косающимся
бумажной ленты, надетой на барабан,
чертит на ней линию. Внутри барабана
помещен часовой механизм с суточным
заводом, который за сутки поворачивает
барабан на один оборот.

Для обеспечения
непрерывной работы прибора при любом
количестве осадков в измерительный
цилиндр сбоку вставлен стеклянный
сифон. Изгиб сифона соответствует
верхнему положению пера на ленте прибора.
При наполнении сосуда столб воды
достигает уровня сифона, вода из цилиндра
автоматически переливается в сосуд 6,
и перо опускается вертикально вниз до
своего нулевого положения, после чего
запись выпадения осадков продолжается
тем же порядком.

На разграфленной
ленте барабана по горизонтали фиксируется
время, а по вертикали –
высота слоя выпавшего дождя Н (рисунок
13) Продолжительность дождя оценивается
с точностью до 2 мин, а высота слоя
выпавших осадков –
с точностью до 0,05 мм. При отсутствии
осадков перо вычерчивает прямую линию.
Высота слоя выпавшего снега определяется
простым дождемером. Для этого сосуд
дождемера с твердыми осадками вносится
в помещение, снег тает, а высота слоя
воды, полученной в результате таяния,
измеряется.

Плювиограф –
прибор для непрерывной регистрации
количества, продолжительности и
интенсивности выпадающих жидких осадков.
Он состоит из приемника и регистрирующей
части, заключенной в металлический шкаф
высотой 1,3 м. Приемный сосуд сечением
500 кв. см, находящийся в верхней части
шкафа, имеет конусообразное дно с
несколькими отверстиями для стока воды.
Осадки через воронку и сливную трубку
попадают в цилиндрическую камеру, в
которой помещен полый металлический
поплавок. На верхней части вертикального
стержня , соединенного с поплавком,
укреплена стрелка с насаженным на ее
конце пером. Для регистрации осадков
рядом с поплавковой камерой на стержне
устанавливается барабан с суточным
оборотом. На барабан надевается лента,
разграфленная таким образом, что
промежутки между вертикальными линиями
соответствуют 10 мин времени, а между
горизонтальными – 0,1 мм осадков. Сбоку
поплавковой камеры имеется отверстие
с трубкой, в которую вставляется
стеклянный сифон с металлическим
наконечником, плотно соединенным с
трубкой специальной муфтой. При выпадении
осадков вода через сливные отверстия,
воронку и сливную трубку попадает в
поплавковую камеру и поднимает поплавок.
Вместе с поплавком поднимается и стержень
со стрелкой. При этом перо чертит на
ленте кривую (так как одновременно
происходит вращение барабана), крутизна
которой тем больше, чем больше интенсивность
осадков. Когда сумма осадков достигнет
10 мм, уровень воды в сифонной трубке и
поплавковой камере становится одинаковым,
и происходит самопроизвольный слив
воды из камеры через сифон в ведро,
стоящее на дне шкафа. При этом перо
должно прочертить на ленте вертикальную
прямую линию сверху вниз до нулевой
отметки ленты. При отсутствии осадков
перо чертит горизонтальную линию.

Рисунок 14 –
Запись на ленте плювиографа

Рисунок 15 –
Плювиограф

Осадкомер –
прибор для измерение твердых и жидких
осадков. Состоит из приемного сосуда,
планочной защиты и тагана. Приемный
сосуд представляет собой ведро
цилиндрической формы площадью 200 см
,
перегороженное усеченной диафрагмой
с отверстием для стока. Для уменьшения
испарения осадков из приемного сосуда
в летнее время отверстие диафрагмы
прикрывается воронкой с небольшими
отверстиями в центре. С наружной стороны
ведра припаян носик для слива собранных
осадков. Защита осадкомера состоит из
16 изогнутых по специальному шаблону
пластин. Верхние концы пластин
располагаются в одной горизонтальной
плоскости с верхним срезом приемного
сосуда. Осадки измеряются с помощью
специального измерительного стакана,
имеющего деления, соответствующие 2 см

жидких осадков в приемном сосуде высотой
0 1 мм.

1 –
воронка,
2 –
диафрагма,
3 –
ведро, 4 –
колпачок,
5 –
носик, 6 –
планочная
защита, 7 –
подставка,
8 –
лесенка,
9 –
измерительный
стакан

Рисунок 16 –
Осадкомер

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Любой прогноз погоды неизменно включает в себя информацию об атмосферных осадках. Они представляют собой воду, которая в жидком или даже твердом состоянии падает с неба или выделяется из воздуха. Самые привычные нам варианты осадков: снег, дождь, град, но есть и более редкие их разновидности: морось, мокрый снег, ледяные иглы, снежные зерна и прочие. Непосредственно из воздуха выделяются такие варианты с жидкостью: изморозь, роса или иней. Холодные осадки могут еще и переохладиться, тогда дождь, морось и туман превращаются на земле в гололед.

И так как осадки – это выпадение жидкости, люди попытались оценить ее объем. Так появился термин «количество осадков». Вот только как понимать – какое количество является нормальным, а какое уже сопоставимо со стихийным бедствием?

💚 ПО ТЕМЕ: Что такое «эффект бабочки»: примеры и значение термина.

Что такое количество осадков в миллиметрах?

На самом деле количество осадков – простая мера. Фактически это – высота слоя воды, измеряемая в миллиметрах. Слой этот как будто бы накапливается на ровной поверхности, если бы жидкость не стекала в почву и не испарялась. Вода в реальности не всегда растекается, во время сильных дождей можно увидеть, как по улицам текут настоящие реки. А метеорологи почему-то говорят о выпавших всего 15 мм осадков. Но это число можно напрямую привязать к массе, ведь речь идет о жидкости на единице площади. Другими словами, количество осадков – это масса воды на квадратный метр. Те самые 15 мм – это 15 килограмм воды, полтора ведра. А на гектар всего лишь 1 мм осадков даст целых 900 ведер воды. И это – немало! А рельеф земной поверхности подразумевает стекание воды с возвышенностей в низменные участки, где и формируются те самые лужи и ручьи.

Со снегом немного иная картина, к этому виду осадков применимо еще и понятие высота снежного покрова. Сам снег вовсе не одинаковый, крупицы могут быть разного размера, мокрыми или сухими. Вертикальный профиль температуры и влажность определяют структуру снежинок. Если температура низкая, а ветер слабый, то крупные снежинки словно бы налезают друг на друга. В результате снежный покров быстро прирастает объемом, но при этом остается неплотным. Действует и обратное правило – сильный ветер с мелким снегом формируют невысокий и плотный слой.

А как же тогда оценить выпавшие осадки в обоих случаях? Надо просто растопить снег и получить те самые миллиметры воды. Информация потребуется не просто для сравнения двух видов осадков, но и для понимания уровня влогонакопления. Так удается узнать объем полученной почвой влаги за сезон.

Можно осуществить некоторую корреляцию высоты снежного покрова с объемом выпавших осадков. 1 мм осадков в жидком эквиваленте соответствуют 1-1,5 сантиметра снежного покрова.

💚 ПО ТЕМЕ: Люди тонули в пиве: пивное наводнение в Лондоне 1814 года.

Как измеряют количество осадков?

Метеостанции снабжены специальными емкостями, осадкомерными ведрами. Из них специальный человек каждый день в 9 и в 21 час сливает выпавший объем влаги в специальный мерный сосуд. Он и показывает то самое количество. Твердые осадки, как снег или град, просто растапливают. Сечение этого ведра составляет 200 квадратных сантиметров, а располагается оно на высоте 2 метра. Чтобы осадки не выдувались из емкости, ее защищает специальный футляр.

💚 ПО ТЕМЕ: Самое холодное и жаркое место на Земле и другие погодные рекорды.

Итак, настало время соотнести метеорологические данные с привычными нам понятиями. Вот как можно оценить силу дождя:

• Слабый дождь – 1-5 мм осадков;
• Умеренный дождь 5-15 мм осадков;
• Сильный дождь – 15-25 мм осадков;
• Ливень – 25+ мм осадков.

Смотрите также:

🔥 Смотрите также:

• Виагра, суперклей и еще 8 привычных вещей, используемых не по задумке создателей.
• Почему кукушки подбрасывают свои яйца и что происходит с птенцом (видео)?
• 80 знаковых исторических фотографий.

🍏 Мы в Telegram и YouTube, подписывайтесь!