MERENJE VISINE PADAVINA

Παρουσίαση με θέμα: "MERENJE VISINE PADAVINA"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 MERENJE VISINE PADAVINA
padavine su veoma promenjiv meteorološki elemenat i u vremenu i u prostoru i zavise u velikoj meri od lokalnih uslova: - zbog toga je potrebno postaviti veliki broj padvinskih stanica na malim rastojanjima. Instrumenti za merenje padavina mogu biti: - mehanički instrumenti (različite vrste kišomera i pluviografa) instrumenti koji mere padavine “na daljinu“(radari, laseri i radiometri na satelitima ili na Zemljinoj površini). Osnovni instrumenti za merenje visine padavina su: kišomer, instrument koji se najčešće koristi za merenje padavina na meteorološkim stanicama, brdski kišomer za merenje obilnijih padavina, totalizator koji služi za prikupljanje padavina u dužem vremenskom periodu u oblastima gde ne postoje mogućnosti za svakodnevno osmatranje.

2 KIŠOMER instrument čija se konstrukcija gotovo nije promenila od samog početka merenja padavina u XVII veku; to je običan cilindrični sud, čije se dimenzije, oblik i visina na koju se postavlja, razlikuju od države do države; u našoj hidrometeorološkoj službi u upotrebi je Helmanov kišomer izrađen od pocinkovanog lima; sastoji se od gornjeg suda koji služi za prijem padavina i donjeg suda sa kanticom koji služi za prikupljanje padavina; oko otvora gornjeg suda poprečnog preseka 200 cm2, nalazi se mesingani prsten oštre ivice, a za njegovo dno pričvršećen je levak, kroz koji se sliva voda u kanticu, zapremine nešto veće od 1 l; kantica se postavlja u donji sud u ležište koje drži kanticu u sredini suda, tako da vrh levka ulazi tačno u otvor na kantici; gornji sud se navlači na donji, a zatim na gvozdeni nosač koji se pričvršćuje za stub; otvor kišomera se postavlja u vodoravni položaj na visini od 1 m; u krajevima gde snežni pokrivač prelazi pola metra, kišomer se postavlja na veću visinu iznad tla.

3 - uz svaki kišomer ide i menzura čije su dimenzije u skladu sa dimenzijama suda kišomera;
- uz Helmanov kišomer koristi se menzura poprečnog preseka 20 cm2 sa izgraduisanom podelom od 1 do 10 (duži podeoci označavaju cele, a kraći desete delove milimetra); kada su padavine u kišomeru u čvrstom stanju, kišomer se skida sa nosača i unosi u toplu prostoriju, da bi se padavine otopile; kišomer se stavlja dalje od izvora toplote i poklapa, da sneg ili druge vrste padavina pri topljenju ne bi isparavale; kada se sav sneg otopi, voda se meri menzurom na isti način kao i kišnica; na svakoj meteorološkoj stanici treba da postoje dva kišomera, jer u slučaju snežnih padavina, jedan kišomer se unosi u prostoriju da se sneg otopi, a drugi postavlja na njegovo mesto; - redovnim merenjem padavina u 6 UTC (7 SEV) utvrđuje se ukupna količina padavina za prethodnih 24 h i beleži kao suma padavina za taj dan kada je merenje izvršeno.

4 - pored metalnih kišomera, postoje i kišomeri napravljeni od providnog stakla ili plastike;
- određivanje visine padavina može se vršiti sipanjem u menzuru, merenjem težine padavina ili korišćenjem izgraduisanog štapa, dok na nekim kišomerima postoji izgraduisana skala, pa se očitavanje visine padavina vrši direktno na instrumentu; na tačnost merenja padavina kišomerom najviše utiče vetar, koji ometa upadanje padavina u otvor kišomera, naročito snega; u nekim meteorološkim službama zaštita od vetra se postiže postavljanjem štita u obliku levka oko otvora kišomera ili različitim aerodinamičnim oblicima suda kišomera radi što manjeg narušavanja polja vetra oko instrumenta; koriste se i ukopani kišomeri, čiji se otvori nalaze u ravni sa površinom tla (negativni uticaj vetra je najmanji, ali se povećava opasnost od slivanja padavina i upadanja lišća i drugih nečistoća u kišomer); - pored vetra, na tačnost merenja utiče isparavanje nakupljenih padavina, kao i gubitak vode zbog zadžravanja, lepljenja vode na unutrašnjim zidovima gornjeg suda i kantice.

5 BRDSKI KIŠOMER koristi se u planinskim predelima, gde su padavine obilnije; istog je oblika i konstrukcije kao obični kišomer, ali većih dimenzija (poprečni presek 500 cm2, a kantica ima zapreminu od 3 l); postavlja se na tronogi stativ, čija je visina podešena tako da otvor kišomera bude na 2 m visine; uz ovaj kišomer ide i menzura koja odgovara poprečnom preseku od 500 cm2; ako ne postoji posebna menzura, može se koristiti i obična, ali se očitana vrenost mora podeliti sa 2,5; postavljanje, održavanje i postupak merenja je isti kao i kod običnog kišomera.

6 TOTALIZATOR kišomer koji služi za prikupljanje padavina u dužem vremenkom periodu; koristi se na nepristupačnim lokacijama, gde nema naseljenih mesta i mogućnosti za merenje padavina običnim ili brdskim kišomerom; sud za prikupljanje padavina kod totalizatora je velike zapremine - oko 100 l; na gornjem delu suda nalazi se otvor sa prstenom, poprečnog preseka kao i kod običnog kišomera cm2;  - na donjem delu suda se nalazi otvor sa zavrtnjem za ispuštanje padavina; sud se monitira na tronogi stativ, tako da visina kišomera bude na 3,3 m iznad tla; oko otvora instrumenta se postavlja štit od vetra u obliku prstena; sud totalizatora se sipa rastvor kalcijum-hlorida ili nekog drugog antifriza, radi sprečavanja zamrzavanja vode; sipa se i vazelinsko ili neko drugo ulje, čija je uloga da spreči isparavanje vode; mesto na koje se postavlja totalizaor ne sme biti izloženo jakom vetru, ali ne sme biti ni u zavetrini gde se stvaraju snežni nanosi.

7 merenje padavina se vrši jedanput ili dvaput godišnje;
skine se zavrtanj na otvoru totalizatora i montira nastavak sa slavinom; zatim se odvrne slavina da bi voda iz totalizatora istekla u merni sud. U trenutku kada krene da izlazi ulje, slavina se zatvara; od izmerene količine vode, oduzmima se količina sipanog antifriza da bi se dobila stvarna vrednost količine padavina; tačnost merenja totalizatorom je prilično mala, odstupanja mogu biti i do 100%; ipak, i takva merenja imaju značaj u dobijanju prostorne raspodele padavina za oblasti gde mreža padavinskih stanica nije dovoljno gusta.

8 PLUVIOGRAFI (OMBROGRAFI)
- instrumenti za neprekidno registrovanje padavina, kojima se meri njihova količina, intenzitet i trajanje. Prema principu rada pluviografi se mogu podeiti na: pluviografe sa plovkom, pluviografe sa klackalicom, pluviografe koji funkcionišu na principu vage. PLUVIOGRAF SA PLOVKOM - padavine se slivaju u sud u kome se nalazi plovak; vertikalno kretanje plovka pri porastu nivoa vode u sudu sistemom poluga se prenosi na pero ili se pretvara u digitalni signal; u našoj meteorološkoj službi najviše je u upotrebi pluviograf po Helmanu; površina gornjeg otvora sa mesinganim prstenom je kao kod kišomera cm2.

9 - kroz dovodnu cev padavine se slivaju u cilindrični sud sa plovkom za koji je povezana poluga sa perom koje na pluviografskoj traci registruje padavine; pluviografska traka se postavlja na valjak sa satnim mehanizmom, koji jedan pun krug napravi za 24 časa; u trenutku kad pluviograf registruje 10 mm padavina, dolazi do pražnjenja cilindričnog suda pomoću specijalnog uređaja za prinudno pražnjenje ili kroz sifon koji radi na principu spojenih sudova; za vreme pražnjenja suda, instrument ne registruje padavine koje se u tom trenutku ulivaju u sud, što dovodi do grešaka u merenju, posebno kod padavina većeg intenziteta; - tokom zime, cilindrični sud se može zagrevati da bi se otopile padavine u čvrstom stanju ili sprečilo zamrzavanje vode u sudu; međutim, greške pri merenju mogu biti znatne zbog isparavanja, tako da se pluviografi sa plovkom uglavnom koriste na temperaturama iznad 0 0C; - pluviograf se postavlja u krug meteorološke stanice na isti način kao i kišomer; - zamena pluviografske trake se vrši svakog dana u 6 UTC, (7 SEV) a satni mehanizam se navija jednom nedeljno – obično ponedeljkom.

10 Sa pluvigrafske trake može se očitati:
količina padavina [mm] vreme početka i kraja kiše, dužina trajanja kiše [min] intenzitet kiše = količina/trajanje [mm/min]

11 PLUVIOGRAF SA KLACKALICOM
- najčešće koristi kod automatskih meteoroloških stanica za registrovanje padavina; - sastoji se od levka u koji pada kiša i klackalice na kojoj se nalazi na dva dela razdvojen sud u koji se sliva kiša iz levka; padavine se iz levka slivaju samo u jedan deo suda i to onaj koji se nalazi u gornjem položaju; pri tačno određenoj količini padavina, gornji kraj klackalice pada i prazni se taj deo suda, a padavine počinju da se ulivaju u drugi deo suda koji se sada nalazi u gornjem položaju; - kretanje klackalice se mehaničkim putem prenosi na brojač ili pero koje se podiže pri pražnjenju suda i ispisuje trag na pluviografskoj traci.

12

13 - kretanje klackalice može se registrovati i preko kontaktnog signala pri svakom pražnjenju;
- ovaj električni signal može se slati u “data logger”” automatskih meteoroloških stanica ili na daljinu, tako da registrirni deo instrmenta može biti i na znatnom rastojanju od prijemnog dela; - iako je veoma pogodan za automatizaciju, ovaj pluviograf ima nedostataka koji mogu znatno uticati na tačnost merenja; - najveće greške se javljaju pri merenju padavina velikog intenziteta, kada se u sud koji se prazni ulije određena količina padavina koja ostaje neregistrovana; - zaglavljivanje kišomera sa klackalicom se može desiti usled mehaničke neispravnosti, prisustva manjih životinja; - tokom zime, može se koristiti grejač za topljenje padavina u čvrstom stanju, ali su greške koje se javljaju zbog vetra i isparavanja pri topljenju snega velike, pa se ovaj tip pluviografa ne preporučuje za merenje padavina zimi u oblastima gde se temperature zadržavaju ispod nule duži vremenski period.

14 PLUVIOGRAF NA PRINCIPU VAGE
- meri sve vrste padavina; težina suda sa sakupljenim padavinama se meri vagom, koja može raditi na principu tegova ili opruge; pri promeni težine, vertikalno kretanje opruge ili tegova prevodi u kružno kretanje pisača ili digitalni signal; obično nemaju mogućnost samopražnjenja; mogu primiti od 150 do 750 mm padavina; da bi se sprečio gubitak vode isparavanjem, u sud se može sipati, kao i kod totalizaotra, vazelinsko ili neko drugo ulje; naročito pogodni za merenje snega, grada, sugradice i drugih padavina u čvrstom stanju, jer nije neophodno da se obezbedi njihovo topljenje; tokom zimskog perioda, obično se sipa određena količina antifriza da bi voda bila u tečnom stanju; problemi koji utiču na tačnost merenja ovim, kao i drugim vrstama pluviografa su vetar i zadržavanje padavina, posebno vlažnog snega i ledene kiše, na zidovima instrumenta.

15 OPTIČKI KIŠOMER služi za detekciju vrste i intenziteta padavina;
sastoji se od jednog izvora i jednog detektora svetlosti; - posle fokusiranja kroz sočivo, snop svetlosti prolazi kroz atmosferu i kroz drugo sočivo se usmerava na foto-detektor; - padavine (kapljice vode ili kristalići leda) koji padaju kroz snop svetlosti izazivaju promene intenziteta svetlosti. - amplituda i frekvencija ovih fluktuacija zavise od veličine kapljica, njihove brzine padanja i broja kapljica u snopu svetlosti.

16 MERENJE VISINE SNEŽNOG POKRIVAČA
INSTRUMENTI: SNEGOMERI (stalni i pokretni ) - drvene letve dužine 1-3 m, zavisno o mogućoj visini snega na datoj lokaciji. Stalni snegomer - za redovna merenja visine snežnog pokrivača na stanicama gde je sneg redovna pojava. Pokretni snegomer - za merenja visine snežnog pokrivača na stanicama gde je sneg retka pojava ili u slučaju da nema stalnih snegomera ili su oštećeni. JEDINICA: centimetar (cm) MESTO ZA MERENJE: treba da bude stalno, po mogućnosti izvan kruga stanice; - da je ravno ili s nagibom terena na kojem je stanica; - da nije u senci i da nije prolozno; da nije suviše izloženo vetru (zbog nanošenja i razvejavanja snijega); - da je tlo travnato, a trava pokošena u jesen. Pokretni snegomer Stalni snegomer

17 - svakom se snegomeru prilazi s iste strane do udaljenosti
na tako odabranom mestu treba postaviti tri stalna snegomera u temenima jednakostraničnog trougla na rastojanju od 10 m tako da se nulti podeok na skali nalazi u ravni sa tlom; TERMINI OSMATRANJA: 7 sati po zvaničnom vremenu POSTUPAK MERENJA Stalni snegomer - svakom se snegomeru prilazi s iste strane do udaljenosti 1-2 m da se ne bi remetio sneg oko njega; snegomer snegomer snegomer - ako je snegomjer oblepljen snegom, treba ga očistiti dugačkom letvom na čiji se vrh pričvrsti lagana daščica, a skinuti sneg baciti podalje od snegomera; ako je sneg neposredno oko letve otopljen ili je niži ili viši zbog delovanja vetra, treba se orijentisati prema visini okolne površine snega. očita se vrednost visine snega na svim snegomerima, pa se izračuna srednja vrednost.

18 MJERENJE VISINE NOVOG SNIJEGA
Pokretni snegomer - merenje se vrši na jednoj ili na tri tačke; treba strogo voditi računa o tome da se što manje poremeti snežni pokrivač; prilikom merenja snegomer se zabada u sneg u vertikalnom položaju do tla, a zatim očita visina u celim centimetrima. - ukoliko ima snežnih nanosa, mere se visine 2-3 najviša nanosa posle merenja visine snežnog pokrivača; MJERENJE VISINE NOVOG SNIJEGA visina novog snega napadalog u posljednja 24 sata meri se takođe u cm u 7 sati po zvaničnom vremenu; u tu svrhu postavlja se u blizini mesta za merenje visine snežnog pokrivača belo obojena daska (50x50 cm) tako da gornja površina bude nešto malo ispod površine okolnog snega; - visina novog snega meri se pokretnim snegomerom (ili običnim lenjirom); - po završetku merenja, sneg se sa daske ukloni, a daska obriše i ponovno utisne u sneg.

19 MERENJE GUSTINE SNEGA Na osnovu visine i gustine snega može se odrediti: količina vode koju sneg sadrži i koja će pri topljenju nakvasiti zemlju; zaštitne osobine snežnog pokrivača, jer toplotna provodljivost snega zavisi od njegove gustine (novonapadali sneg ima malu gustinu, slabije provodi toplotu, pa bolje štiti zemljište i biljke od izmrzavanja, dok je stari sneg sabijen, ima veću gustinu i bolje provodi toplotu, pa lošije štiti od izmrzavanja). INSTRUMENTI: SNEGOMERNA VAGA HELMANOVA VADILICA MESTO ZA MERENJE treba da ima površinu od m2 i mora se nalaziti uz mesto gde se meri visina snežnog pokrivača; - i to mjesto treba u jesen dobro izravnati i na njemu pokositi travu. TERMINI OSMATRANJA: Redovna merenja: svakog petog dana kada je visina snega ≥ 5 cm i to 5, 10, 15, 20, 25. i poslednjeg dana u mesecu.

20 SNEGOMERNA VAGA Vanredna merenja obavljaju se:
- prvog dana kojeg je novi snežni pokrivač u 7 sati dosegnuo visinu bar 5 cm, bez obzira na to koji je dan u mesecu; - na dan kada je izmereno 10 ili više cm novog snega (treba izmeriti gustinu snega u celom sloju); - svakog dana za vreme brzog topljenja snijega. SNEGOMERNA VAGA SASTOJI SE od obične rimske vage (kantara), cilindra i lopatice; - vaga na poluzi ima pomični teg (1) sa zarezom koji pokazuje broj podeoka na poluzi (velika crta označena brojem odgovara masi od 50 g, a 10 manjih podeoka između dve velike crte 5 g); cilindar je dugačak 60 cm, poprečnog preseka 50 cm2 na donjoj strani je zatvoren poklopcem (2) koji se može skinuti, a na gornjoj strani cilindra pričvršćen je prsten (3) s oštrim rubom; na cilindar je navučen pomični obruč (4) s kukom za vešanje (5);

21 - na cilindru je urezana skala u cm, čija se 0 poklapa s oštrim rubom prstena;
lopatica je nešto šira od cilindra i služi za odgrtanje snega i podvlačenje ispod cilindra pri uzimanju uzorka snega. POSTUPAK MERENJA cilindrični sud se zabode u sneg, otvorom na dole, do površine tla; - ako visina snežnog pokrivača premašuje dužinu cilindra, onda se uzorak snega ne uzima odjedanput, već u dva ili tri maha; - na skali sa spoljne strane suda izmeri se visina snežnog pokrivača (h); cilindar sa snegom se okači na vagu i pomera se teg na skali dok se ne uspostavi ravnoteža; tada se očita podeok na vagi (n). Gustina snega se izračunava po sledećoj formuli: [g/cm3]

22 HELMANOVA VADILICA SASTOJI SE od cilindra izrađenog od lima i lopatice; cilindar je dugačak 60 cm, poprečnog preseka 100 cm2; na gornjem kraju cilindra je ručica za držanje, a donji je slobodan za zabadanje u sneg; - na cilindru je izrađena centimetarska podela za merenje visine uzetog uzorka (h); - lopatica je nešto šira od cilindra i služi za podvlačenje ispod cilindra pri vađenju uzorka snega. POSTUPAK MERENJA - postupak pri uzimanju uzorka snega pomoću Helmanove vadilice isti je kao kod snegomerne vage , samo se ne meri masa snega, već se iz vadilice sneg odmah stavi u neki sud i topi u toploj sobi; - visina (n) dobijene vode izmeri se menzurom za kisomer u mm. Gustina snega se izračunava po sledećoj formuli: [g/cm3]

23 Израчунавање садржаја воде у снежном покривачу
Садржај воде у снежном покривачу одређује се када и густина снега, изражава се у mm и означава висину воде која би се добила ако би се снежни покривач истопио. Садржај воде у снежном покривачу једнак је: Q = 10 • h • ρ [mm] , где је : h – средња висина снега у cm измерена снегомером на три мерна места (а не помоћу цилиндра или вадилице ), ρ – средња густина снега измерена у g/cm³.