Инфоурок / Другое / Другие методич. материалы / Методические рекомендации к выполнению практических работ по ОП «Метеорология» для специальности 20.02.01 Рациональное использование природохозяйственных комплексов
Обращаем Ваше внимание: Министерство образования и науки рекомендует в 2017/2018 учебном году включать в программы воспитания и социализации образовательные события, приуроченные к году экологии (2017 год объявлен годом экологии и особо охраняемых природных территорий в Российской Федерации).

Учителям 1-11 классов и воспитателям дошкольных ОУ вместе с ребятами рекомендуем принять участие в международном конкурсе «Законы экологии», приуроченном к году экологии. Участники конкурса проверят свои знания правил поведения на природе, узнают интересные факты о животных и растениях, занесённых в Красную книгу России. Все ученики будут награждены красочными наградными материалами, а учителя получат бесплатные свидетельства о подготовке участников и призёров международного конкурса.

ПРИЁМ ЗАЯВОК ТОЛЬКО ДО 21 ОКТЯБРЯ!

Конкурс "Законы экологии"

Методические рекомендации к выполнению практических работ по ОП «Метеорология» для специальности 20.02.01 Рациональное использование природохозяйственных комплексов

Такого ещё не было! Скидка 70% на курсы повышения квалификации

Количество мест со скидкой ограничено!
Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок"

(Лицензия на осуществление образовательной деятельности № 5201 выдана ООО "Инфоурок" 20 мая 2016 г. бессрочно).


Список курсов, на которые распространяется скидка 70%:

Курсы повышения квалификации (144 часа, 1800 рублей):

Курсы повышения квалификации (108 часов, 1500 рублей):

Курсы повышения квалификации (72 часа, 1200 рублей):
библиотека
материалов



Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение

«Нижнекамский технологический колледж»



Методические рекомендации

к выполнению практических работ по ОП «Метеорология»

для специальности 280711 Рациональное использование природохозяйственных комплексов



Нижнекамск 2015




Методические рекомендации к выполнению практических работ по ОП «Метеорология» разработаны на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности среднего профессионального образования 280711 Рациональное использование природохозяйственных комплексов и предназначены для оказания методической помощи преподавателям, а также для студентов, осваивающих программу данной дисциплины. Каждая работа включает порядок выполнения работы, основные понятия и определения, описание работы, отчетные материалы и контрольные вопросы.

Ведущей дидактической целью практических занятий является формирование практических умений измерять основные метеорологические характеристики и обрабатывать результаты измерений, а также наблюдать элементы погоды и процессы, происходящие в атмосфере. Полученные умения необходимы при освоении программы ПМ01. Мониторинг загрязнения окружающей природной среды и ПМ 02.Производственный экологический контроль. Наряду с формированием практических умений в процессе практических занятий обобщаются, систематизируются, углубляются и конкретизируются теоретические знания, вырабатывается способность и готовность их использования на практике, развиваются интеллектуальные умения.

Практические занятия проводятся в учебных кабинетах, на прилегающей к колледжу территории и на специально оборудованной метеорологической площадке.

Выполнению ЛПЗ предшествует домашняя подготовка с использованием соответствующей литературы (учебники, лекции и др.) и проверка знаний обучающихся как критерий их теоретической готовности к выполнению задания. Настоящие практические работы носят репродуктивный характер. Формой организации деятельности обучающихся на ЛПЗ является групповая.

Для контроля и оценки уровня развития общих и формирования профессиональных компетенций у обучающихся используются такие формы и методы контроля, как наблюдение за работой обучающихся во время ЛПЗ, анализ результатов наблюдения, экспертная оценка отчетов, самооценка деятельности.








Разработчик: Суслина Ф.Н. –

преподаватель специальных дисциплин

высшей квалификационной категории




































Содержание


Введение…………………………………………………………………………..4


Практическая работа № 1. Измерение температуры поверхности почвы

и обработка результатов измерений……………………………………………..6


Практическая работа № 2. Измерение температуры воздуха, обработка результатов измерений……………………………………………………………9


Практическая работа № 3 Измерение влажности воздуха. Определение характеристик влажности……………………………………………………….11


Практическая работа № 4 Измерение количества выпавших осадков………14


Практическая работа № 5 Измерение атмосферного давления барометром – анероидом. Запись и обработка результатов измерений……………………...17


Практическая работа № 6 Измерение параметров ветра……………………...20


Источники информации…………………………………………………………23
























Введение


ОП « Метеорология» входит в вариативную часть  профессионального  цикла, и направлена на формирование общих и профессиональных  компетенций:

   ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

    ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
    ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

    ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

    ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

    ПК 1.1. Проводить мониторинг окружающей природной среды.

  ПК4.1. Представлять информацию о результатах экологического мониторинга в виде таблиц, диаграмм и геокарт.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:

-строить и анализировать годовой и суточный ход метеорологических величин;

- измерять основные метеорологические характеристики и обрабатывать результаты измерений.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:

- понятие основных терминов;

-  устройство метеорологической площадки и размещение приборов на ней.

- виды и  условные обозначения атмосферных явлений.


При подготовке к практическим занятиям необходимо проработать рекомендуемую тему по лекциям и литературным источникам, а также законспектировать в тетради для практических занятий:

- базовые термины и понятия, необходимые для изучения дисциплины;

- ответы на вопросы.

К практическому занятию студент обязан:

- иметь при себе конспекты лекций, учебники, тетрадь для практических и лабораторных занятий;

- выполнить задания из плана подготовки к предстоящему практическому занятию.

Если студент пропустил практическое занятие, он должен самостоятельно проработать данную тему, предоставить преподавателю краткий конспект 

ответов на вопросы, поставленные к данной теме (отчет по практической работе).

Выполнение студентом плана практических занятий, правильность ответов на поставленные вопросы контролируются преподавателем во время занятий и при контрольном опросе по теме раздела (просматривается тетрадь для практических занятий).

Студент, набравший максимальное количество баллов за активность на практических занятиях по темам, и сдавший все темы не менее чем на 3 балла, получает итоговый зачет по всему курсу.

































Практическая работа № 1


Измерение температуры поверхности почвы и обработка результатов измерений


Цель работы: Получить представление о почвенных метеорологических термометрах, овладеть методикой измерения температуры почвы.


Порядок выполнения работы

1.Ознакомиться с устройством термометров.

2. Выполнить измерения температуры.

3. Ввести поправки для исключения инструментальных погрешностей.


Основные понятия и определения

Поверхность почвы и снежного покрова является подстилающей поверхностью. Она непосредственно взаимодействует с атмосферой и поглощает солнечную радиацию. Подстилающая поверхность участвует в тепло- и влагообмене и оказывает влияние на термический режим нижележащих слоев почвы. В зависимости от назначения метеорологические термометры могут иметь конструктивные особенности. В качестве термометрических жидкостей используются ртуть, этиловый спирт и толуол.

Для измерения температуры поверхности почвы, а также снежного покрова, используются срочный, максимальный и минимальный термометры. Для измерения максимальной температуры за некоторый промежуток времени применяется ртутный максимальный термометр. Цена деления его шкалы 0,5°С; пределы измерения от -35 до 50°С (или от -20 до 70°С), рабочее положение почти горизонтальное (резервуар слегка опущен). Показания максимальных значений температуры сохраняются благодаря наличию в резервуаре 1 штифта 2 и вакуума в капилляре 3 над ртутью. При повышении температуры избыток ртути из резервуара вытесняется в капилляр через узкое кольцеобразное отверстие между штифтом и стенками капилляра и остается там и при понижении температуры (так как в капилляре вакуум). Таким образом, положение конца столбика ртути относительно шкалы соответствует значению максимальной температуры. Приведение показаний термометра в соответствие с температурой в данный момент производят его встряхиванием.

Для измерения минимальной температуры за некоторый промежуток времени используются спиртовые минимальные термометры. Цена деления шкалы 0,5°С; нижний предел измерений варьирует от -75 до -41°С, верхний от 21 до 41°С. Рабочее положение термометра — горизонтальное. Сохранение минимальных значений обеспечивается находящимся в капилляре 1 внутри спирта штифтом — указателем 2. Утолщения штифта меньше внутреннего диаметра капилляра; поэтому при повышении температуры спирт, поступающий из резервуара в капилляр, обтекает штифт, не смещая его. При понижении температуры штифт после соприкосновения с мениском столбика спирта перемещается вместе с ним к резервуару (так как силы поверхностного натяжения плёнки спирта больше сил трения) и остаётся в ближайшем к резервуару положении. Положение конца штифта, ближайшего к мениску спирта, указывает минимальную температуру, а мениск — температуру в настоящий момент. До установки в рабочее положение минимальный термометр приподнимают резервуаром кверху и держат, пока штифт не опустится до мениска спирта.

hello_html_66446bd5.gif













Рис.1-Устройство почвенных термометров. 1- резервуар; 2- штифт; 3-капилляр


Для определения температуры поверхности почвы пользуются ртутным термометром. Деления его шкалы 0,5°С; пределы измерения варьируются: нижний от -35 до -10°С, верхний от 60 до 85°С. Измерения температуры почвы на глубинах 5, 10, 15 и 20 см производят ртутным коленчатым термометром (Савинова). Цена деления его шкалы 0,5°С; пределы измерения от -10 до 50°С. Вблизи резервуара термометр изогнут под углом 135°, а капилляр от резервуара до начала шкалы теплоизолирован, что уменьшает влияние на показания температуры слоя почвы, лежащего над его резервуаром. Измерения температуры почвы на глубинах до нескольких метров осуществляются ртутными почвенно-глубинными термометрами, помещенными в специальных установках. Цена деления его шкалы 0,2 °С; пределы измерения варьируют: нижний -20, -10°С, а верхний 30, 40°С.


Описание работы

Провести наблюдения по максимальному и минимальному и почвенным термометрам и записать в таблицу.

1. Отсчитать показания максимального термометра (до встряхивания).

2. Встряхнуть максимальный термометр.

3. Отсчитать показания максимального термометра после встряхивания.

4. Отсчитать показания мениска спирта минимального термометра (спирт).

5. Отсчитать показания правого конца штифта (штифт).

6. Соединить штифт с мениском спирта.

7. Ввести поправки


Таблица №1

Дата

Показания термометров

Термометры

Отсчет

Поправка

Исправление величин


1.Максимальный термометр





до встряхивания





после встряхивания




2.Минимальный термометр




спирт




штифт




Почвенный термометр, 5 см




Почвенный термометр, 10 см




Почвенный термометр, 15 см





Почвенный термометр, 20 см






Таблица № 2

Поправки к термометрам


От

До

Поправка

1. Максимальный термометр (ТМ – 1)


-20,5

+5,0

+0,1

+5,1

+30,0

0,0

+30,1

+50,3

+0,1

2.Минимальный термометр (ТМ – 2)


-32,0

-25,0

+0,2

-24,9

-10,0+5,0

+0,1

-9.9

+30,0

0,0

+5,1

+40,0

-0,1

+30,1


-0,2



Отчетные материалы

1. Результаты измерений представить в виде таблицы.

2. График температур почвы на глубине (термоизоплет).

3. Отчет о проделанной работе с зарисовками термометров и принципом их работы.


Контрольные вопросы

1. Каковы конструктивные особенности метеорологических термометров?

2. Что такое цена деления шкалы термометра?

3 . Какие жидкости используются в термометрах и почему?

4.Особенность почвенных термометров.



Практическая работа № 2


Измерение температуры воздуха, обработка результатов измерений.


Цель работы: Овладеть методикой измерения температуры воздуха. Ознакомиться с различными видами термометров для замеров температуры воздуха.


Порядок выполнения работы

1.Познакомиться с устройством термометров.

2.Выполнить измерения температуры воздуха.

3. Записать результат в таблицу и ввести поправки.


Таблица№ 1

Дата

Показания термометров

Термометры

Отсчет

Поправка

Исправленная величина


1.Максимальный термометр





до встряхивания





после встряхивания




2.Минимальный термометр




спирт




штифт




Почвенный термометр, 5 см




Почвенный термометр, 10 см




Почвенный термометр, 15 см





Почвенный термометр, 20 см






Основные понятия и определения

На метеорологических станциях измеряют температуру воздуха термометрами максимальным, минимальным (описание приводится в лабораторной работе № 1), в качестве срочного термометра используется сухой термометр психрометра. Чтобы получить сопоставимые значения температуры используют шкалы, которые строятся на основании реперных (опорных) точек. Обычно реперными точками являются точка таяния льда и точка кипения воды при нормальном атмосферном давлении. В метеорологии получили распространение шкалы, которые предложили Фаренгейт, Реомюр, Цельсий, Кельвин. В практической метеорологии в большинстве стран Европы пользуются шкалой Цельсия, а в США и Англии – шкалой Фаренгейта.


Отчетные материалы

1. Результаты измерений представить в виде таблицы.

2. Отчет о проделанной работе с зарисовками термометров и принципом их работы.


Контрольные вопросы

1. Как изменяется температура воздуха в течение суток, года?

2. Какие термометры используются для измерения температуры воздуха?

3. Что такое активная и эффективная температуры?

4. От чего зависит температура воздуха?



Практическая работа № 3


Измерение влажности воздуха. Определение характеристик влажности


Цель работы: Изучить_приборы для замера влажности. Овладеть методикой измерения влажности воздуха.


Порядок выполнения работы

1.Познакомиться с устройством гигрометров и психрометров.

2.Выполнить измерения влажности воздуха.

3. Записать результат в таблицу и ввести поправки.


Основные понятия и определения

Психрометр - прибор для измерения влажности воздуха и его температуры. Состоит, из двух термометров — сухого и смоченного. Сухой термометр показывает температуру воздуха, а смоченный, теплоприёмник которого обвязан влажным батистом, его собственную температуру, зависящую от интенсивности испарения, происходящего с поверхности его резервуара. Вследствие расхода теплоты на испарение показания смоченного термометра тем ниже, чем суше воздух, влажность которого измеряется По показаниям сухого и смоченного термометров с помощью психрометрической таблицы, номограмм или счётных линеек, рассчитанных по психрометрической формуле, определяется упругость водяного пара или относительная влажность. При отрицательных температурах ниже — 5°С, когда содержание в воздухе водяных паров очень мало, психрометр даёт ненадёжные результаты, поэтому в этом случае пользуются волосным гигрометром.

Существует несколько типов психрометров: станционные, аспирационные и дистанционные. В станционных психрометрах термометры укрепляются на специальном штативе в метеорологической будке. Основной недостаток станционных психрометров — зависимость показаний смоченного термометра от скорости воздушного потока в будке.

В аспирационном психрометре термометры укреплены в оправе, защищающей их от повреждений и теплового воздействия прямых солнечных лучей, и обдуваются с помощью аспиратора (вентилятора) потоком исследуемого воздуха с постоянной скоростью около 2 м/сек. При положительной температуре воздуха аспирационный психрометр —наиболее надёжный прибор для измерения влажности и температуры.



. hello_html_m2e89baf1.gif

Рис.1-Психрометр аспирационный. 1-термометры; 2- аспиратор (вентилятор); 3-оправа

Гигрометр - прибор для измерения влажности воздуха. Существует несколько типов гигрометров, действие которых основано на различных принципах: весовой, волосной, плёночный и др. Весовой (абсолютный) гигрометр состоит из системы U-образных трубок, наполненных гигроскопическим веществом, способным поглощать влагу из воздуха. Через эту систему насосом протягивают некоторое количество воздуха, влажность которого определяют. Зная массу системы до и после измерения, а также объём пропущенного воздуха, находят абсолютную влажность.

Действие волосного гигрометра основано на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять свою длину при изменении влажности воздуха, что позволяет измерять относительную влажность от 30 до 100%. Волос 1 натянут на металлическую рамку. Изменение длины волоса передаётся стрелке 3, перемещающейся вдоль шкалы.

hello_html_m49302313.gif

Рис.2 -волосной гигрометр. 1-волос; 2-металлическая рамка; 3-стрелка; 4-шкала. Пленочный гигрометр. 1-пленочная мембрана; 2-стрелка;3-шкала

Плёночный гигрометр имеет чувствительный элемент из органической плёнки, которая растягивается при повышении влажности и сжимается при понижении. Изменение положения центра плёночной мембраны 1 передаётся стрелке 2. Волосной и плёночный гигрометры в зимнее время являются основными приборами для измерения влажности воздуха. Показания волосного и плёночного гигрометра периодически сравниваются с показаниями более точного прибора — психрометра, который также применяется для измерения влажности воздуха.



Описание работы

Произвести наблюдения по станционному психрометру:

1. Сменить батист на резервуаре смоченного термометра, дистиллированную воду в стаканчике.

2. Отсчитать показания сухого термометра с точностью до 0,1°.

3. Отсчитать показания смоченного термометра.

4. Записать отчеты в таблицу и ввести поправки (табл. 1, 2).

5. С помощью психометрических таблиц найти характеристики влажности воздуха и записать в таблицу № 1


Таблица № 1


отсчет

поправка

Исправленная величина

1.Сухой термометр (град)




2 .Смоченный термометр (град)




3 . Относительная влажность (f)





Поправки к отчетам сухого и смоченного термометров.

Психрометрический термометр (сухой)


от

до

поправка

-6,8

-1,5


-1,4

+40,0


Психрометрический термометр (смоченный)


-9,9

+15,0

0,0

+15,1

+40,0

+0,1


Отчетные материалы

1. Результаты измерений представить в виде таблицы.

2. Отчет о проделанной работе с зарисовками термометров и принципом

их работы.


Контрольные вопросы

1.Дайте основные характеристики влажности воздуха.

2. В чем заключается психрометрический метод определения влажности воздуха?

3.Особенности гидрометрического (сорбционного) метода определения влажности воздуха.

4. Назовите приборы для определения влажности воздуха.

5. Как определить температуру точки росы с помощью конденсационного гигрометра?



Практическая работа № 4


Измерение количества выпавших осадков


Цель работы: Изучить приборы для замера влажности. Овладеть методикой измерения влажности воздуха.


Порядок выполнения работы:

1.Изучить приборы для измерения жидких и твердых осадков и зарисовать их.

2.Провести наблюдения на приборах по замеру осадков.

3.Обработать полученные результаты и записать их.

4.Вычислить интенсивность осадков по формуле.

5.Построить по данным среднемесячного количества выпавших осадков (табл.1) график.


Основные понятия и определения

Осадкомер - прибор для измерения атмосферных жидких и твёрдых осадков. Осадкомер конструкции В. Д. Третьякова состоит из сосуда (ведра) с приёмной площадью 200 см2 и высотой 40 см, куда собираются осадки, и специальные защиты, предотвращающей выдувание из него осадков. Устанавливается осадкомер так, чтобы приёмная поверхность ведра находилась на высоте 2 м над почвой. Измерение количества осадков в мм слоя воды производится измерительным стаканом с нанесёнными на нём делениями; количество твёрдых осадков измеряют после того как они растают.

Плювиограф - прибор для непрерывной регистрации количества, продолжительности и интенсивности выпадающих жидких осадков.

. hello_html_m28a2b734.gif


Рис.1_ внутреннее устройство плювиографа 1-воронка; 2-сливная трубка; 3-цилиндрическая камера; 4-поплавок; 5-стержень; 6-стрелка; 7-барабан; 8-трубка; 9-стеклянный сифон;10-муфта


Плювиограф 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 1 и сливную трубку 2 попадают в цилиндрическую камеру 3, в которой помещен полый металлический поплавок 4. На верхней части вертикального стержня 5, соединенного с поплавком, укреплена стрелка 6 с насаженным на ее конце пером. Для регистрации осадков рядом с поплавковой камерой на стержне устанавливается барабан 7 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 8, в которую вставляется стеклянный сифон 9 с металлическим наконечником, плотно соединенным с трубкой специальной муфтой 10. 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.

Снегомер ВСН-1 - плотномер, прибор для измерения плотности снежного покрова. Основная часть снегомера — полый цилиндр определённого сечения с пилообразным краем, который при измерении погружают отвесно в снег до соприкосновения с подстилающей поверхностью, а затем вырезанный столбик снега вынимают вместе с цилиндром. Если взятую пробу снега взвешивают, то снегомер называют весовым, если растапливают и определяют объём образовавшейся воды, то — объёмным. Плотность снежного покрова находят, вычисляя отношение массы взятой пробы к её объёму. Начинают применять гамма-снегомеры основанные на измерении ослабления снегом гамма-излучения от источника, помещенного на некоторой глубине в снежный покров.

Интенсивность осадков – это количество выпавших осадков (мм) за 1 мин.

Рассчитывается по формуле:

N=r/t , где N – интенсивность осадков

r – слой осадков (сумма выпавших осадков)

t –время выпадения осадков.


Описание работы

С использованием формулы решить следующие задачи

1. За 30 мин.на территории Нижнекамска выпало 9,3 мм осадков. Определить интенсивность осадков.

2. В результате сильного ливня количество выпавших осадков за 10 мин составило 30,5 мм. Сколько воды (в тоннах) выпало за 1 мин на площадь 1 га?

3. В течение 10 мин на поверхность земли выпало 4,5 мм, осадков. Сколько воды в тоннах выпало на площадь 1 га?


По таблице №1 построить график выпавших осадков (гистограмму)


месяц

январь

февраль

март

апрель

май

июнь

Кол-во осадков, мм

28

22

24

35

53

70


месяц

июль

август

сентябрь

октябрь

ноябрь

декбрь

год

Кол-во осадков, мм

51

45

37

32

37

25

449


Отчетные материалы

1. Схема и описание прибора

2. График выпавших осадков

3. Выполненные задачи.

4. Отчет о проделанной работе

5. Ответы на вопросы


Контрольные вопросы

1. Дайте определение осадков, назовите их фазовые состояния.

2. В каких единицах измеряются осадки?

3. Как рассчитать интенсивность осадков?

4. Назовите приборы для измерения количества осадков.

5. Как по графику плювиографа определить интенсивность осадков?

6. Объясните разницу в ветровой защите осадкомера и дождемера Третьякова





Практическая работа № 5


Измерение атмосферного давления барометром – анероидом. Запись и обработка результатов измерений


Цель работы: Изучить устройство приборов для измерения атмосферного давления, овладеть методикой измерения.


Порядок выполнения работы:

1. Изучить и зарисовать устройство приборов для измерения атмосферного давления

2. Снять показания с барометра анероида, записать их и ввести поправки

3. Усвоить единицы измерения давления и их соотношение


Основные понятия и определения

Атмосферное давление представляет собой силу, которая действует на единицу поверхности. Величина атмосферного давления определяется весом столба воздуха единичного сечения (1 м2) , высотой от данной поверхности до верхней границы атмосферы. В среднем, вес такого столба, высотой от уровня моря до верхней границы атмосферы составляет 101325 Н.

Различия атмосферного давления в пространстве являются причиной движения воздуха. Его изменения во времени указывают на прохождение атмосферных фронтов, циклонов и антициклонов. Сведения об атмосферном давлении необходимы для составления синоптических карт и прогнозов погоды. Нормальное давление (среднее для атмосферы на уровне моря) составляет 101325 Па, 1013,25 мб, 760 мм. рт. ст.

Барометр (рис. 1) - прибор для измерения атмосферного давления Наиболее точными стандартными приборами являются ртутные барометры: ртуть благодаря большой плотности позволяет получить в барометре сравнительно небольшой столб жидкости, удобный для измерения. Ртутные барометры представляют собой два сообщающихся сосуда, наполненных ртутью; одним из них служит запаянная сверху стеклянная трубка длиной около 90 см, не содержащая воздуха. За меру атмосферного давления принимается давление столба ртути, выраженное в мм рт. ст.(миллиметры ртутного столба) или в мб(миллибары). Для определения атмосферного давления в показания ртутного барометра вводят поправки: 1) инструментальную, исключающую погрешности изготовления; 2) поправку для приведения показания барометра к 0°С, т.к. показания барометра зависят от температуры (с изменением температуры меняется плотность ртути и линейные размеры деталей барометра); 3) поправку для приведения показаний барометра к нормальному ускорению свободного падения (gn = 9,80665 м/сек2), она обусловлена тем, что показания ртутных барометров зависят от географической широты и высоты над уровнем моря места наблюдений.

В зависимости от формы сообщающихся сосудов ртутные барометры подразделяют на три основных типа: чашечные, сифонные и сифонно-чашечные. Практически применяют чашечные и сифонно-чашечные барометры. На метеорологических станциях пользуются станционным чашечным барометром. Он состоит из барометрической стеклянной трубки, опущенной свободным концом в чашу С. Вся барометрическая трубка заключена в латунную оправу, в верхней части которой сделана вертикальная прорезь; на краю прорези нанесена шкала для отсчёта положения мениска ртутного столба. Для точной наводки на вершину мениска и отсчёта десятых долей применяется особый визир n, снабженный нониусом и перемещаемый винтом b.


hello_html_m226adecf.gif


Рис.1-Типы ртутных барометров. 1-трубка барометрическая; 2-чаша


Отсчёт высоты ртутного столба производят по положению ртути в стеклянной трубке, а изменение положения уровня ртути в чашке учитывается применением компенсированной шкалы так, что отсчёт по шкале получается непосредственно в миллибарах. При каждом барометре имеется небольшой ртутный термометр T для введения температурной поправки. Чашечные барометры выпускаются с пределами измерения 810—1070 мб и 680—1070 мб; точность отсчёта 0,1 мб.

Все ртутные барометры — абсолютные приборы, т.к. по их показаниям непосредственно измеряют атмосферное давление.

Барометр-анероид (рис.2)- прибор для измерения атмосферного давления. hello_html_ma286890.gif

Рис. 2 – Анероид. А -металлическая коробка; 2-стрелка; 3-шкала

.

Приёмной частью анероида служит круглая металлическая коробка А с гофрированными основаниями, внутри которой создано сильное разрежение. При повышении атмосферного давления коробка сжимается и тянет прикрепленную к ней пружину; при понижении давления пружина разгибается и верхнее основание коробки поднимается.

Перемещение конца пружины передаётся стрелке В, перемещающейся по шкале С. (В последних конструкциях вместо пружины применяют более упругие коробки.) К шкале анероида прикреплен дугообразный термометр, который служит для внесения поправки в показания анероида на температуру. Для получения истинного значения давления, показания анероида нуждаются в поправках, которые определяются сравнением с ртутным барометром. Поправок к анероиду три: на шкалу —зависит от того, что анероид неодинаково реагирует на изменение давления в различных участках шкалы; на температуру — обусловлена зависимостью упругих свойств анероидной коробки и пружины от температуры; добавочная, обусловленная изменением упругих свойств коробки и пружины со временем. Погрешность измерений анероида составляет 1-2 мб.


Отчетные материалы

1. Результаты измерений представить в виде таблицы.

2. Сделать отчет о проделанной работе

3. Ответить на вопросы


Контрольные вопросы:

1. Какие единицы измерения атмосферного давления вы знаете?

2. Как изменяется давление с высотой?

3. О чем свидетельствуют изменения атмосферного давления во времени?



Практическая работа № 6


Измерение параметров ветра


Цель работы: Изучить приборы для измерения скорости и направления ветра. Овладеть методикой измерения.


Порядок выполнения работы:

1. Изучить приборы для измерения параметров ветра

2. Выполнить замеры параметров ветра с помощью ручного анемометра

4. Проанализировать полученные результаты


Основные понятия и определения

Ветром называют движение воздуха в горизонтальном направлении. Его характеризуют направлением и скоростью. При метеорологических измерениях определяют среднее направление и среднюю скорость ветра. Анемометр - (от анемо... и ...метр), прибор для измерений скорости ветра и газовых потоков (рис. 1). Наиболее распространён ручной чашечный анемометр, измеряющий среднюю скорость ветра. hello_html_3eec76a9.gif

Рис.1 – Анемометр ручной и с мельничной вертушкой


Горизонтальная крестовина с 4 полыми полушариями (чашками), обращенными выпуклостью в одну сторону, вращается под действием ветра, т. к. давление на вогнутое полушарие больше, чем на выпуклое. Это вращение передаётся стрелкам счётчика средней скорости ветра за это время. При небольшой завихренности потока средняя скорость ветра за 100 сек определяется с погрешностью до 0,1 м/сек. Для определения средней скорости потока воздуха в трубах и каналах вентиляционных систем применяют крыльчатые анемометры, приёмной частью которых служит многолопастная мельничная вертушка. Погрешность этих анемометров — до 0,05 м/сек. Мгновенные значения скорости ветра определяются другими типами анемометров, в частности анемометрами, основанными на манометрическом способе измерений, а также термоанемометрами.


Флюгер (рис. 2) - (от нем. Flugel или голл. vieugel – крыло), прибор для определения.направления и измерения скорости ветра Направление ветра (см. рис.) определяется по положению двухлопастной флюгарки, состоящей из 2 пластин 1, расположенных углом, и противовеса 2. Флюгарка, будучи укреплена на металлической трубке 3, свободно вращается на стальном стержне. Под действием ветра она устанавливается по направлению ветра так, что противовес направлен навстречу ему. На стержень надета муфта 4 со штифтами, ориентированными соответственно основным румбам. По положению противовеса относительно этих штифтов и определяют направление ветра. Скорость ветра измеряется при помощи отвесно подвешенной на горизонтальной оси 5 металлической пластины (доски) 6. Доска вращается вокруг вертикальной оси вместе с флюгаркой и под действием ветра всегда устанавливается перпендикулярно потоку воздуха. В зависимости от скорости ветра доска флюгера отклоняется от отвесного положения на тот или иной угол, отсчитываемый по дуге 7. Флюгер ставят на мачте на высоте 10–12 м от поверхности земли. Кроме этого, атмосферное давление измеряют Флюгером Вильда и анерумбометрами. В настоящее время эти приборы оснащают цифровыми преобразователями, которые позволяют снимать показания в необходимом режиме и находясь в помещении.

hello_html_m28af6fed.gif

Рис.2 - Флюгер 1- пластина; 2- противовес;3-трубка металлическая; 4-муфта; 5-ось горизонтальная; 6-пластина металлическая (доска); 7-дуга


Отчетные материалы

1. Отчет о проделанной работе

2. Схемы и принцип устройства приборов для замера атмосферного давления

3. Ответы на контрольные вопросы


Контрольные вопросы

1. Почему в метеорологии измеряют среднее направление и среднюю скорость ветра?

2. Когда необходимо выполнять поверку анемометров?

3. Что является причиной возникновения ветров









Источники информации


Голицын А.Н. Инженерная геоэкология-М.: Оникс, 2010

Гуральник И.И. и др. «Метеорология» - С-П-б. Гидрометиздат., 2012

«Психрометрические таблицы» - С-П-б. Гидрометиздат., 2007

Стернза Т.М. «Метеорологические приборы и измерения» - С-П-б. Гидрометиздат., 2009

25



Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 25 октября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru

Общая информация

Номер материала: ДВ-064147

Похожие материалы