Метеорологические инструменты или метеорологические инструменты - это оборудование, используемое для определения состояния атмосферы в данный момент времени. У каждой науки есть свои уникальные наборы лабораторного оборудования. Однако метеорология - это наука, которая не использует много лабораторного оборудования, но больше полагается на наблюдение на месте и оборудование дистанционного зондирования . В науке наблюдение или наблюдаемое - это абстрактная идея, которую можно измерить и для которой можно взять данные. Дождь был одной из первых величин, измеряемых исторически. Двумя другими точно измеренными переменными, связанными с погодой, являются ветер и влажность. До 15 века было предпринято множество попыток построить соответствующее оборудование для измерения атмосферных переменных.
История [ править ]
В середине 20 века для измерения погодных явлений использовались дождемер, анемометр и гигрометр. В 17 веке появились барометр и термометр Галилея, а в 18 веке - термометр со шкалами Фаренгейта и Цельсия. В 20-м веке были разработаны новые инструменты дистанционного зондирования, такие как метеорологические радары, метеорологические спутники и профилометры ветра, которые обеспечивают более качественный сбор данных как на региональном, так и на глобальном уровне. Приборы дистанционного зондирования собирают данные о погодных явлениях на некотором расстоянии от прибора и обычно хранят данные там, где находится прибор, и часто передает данные через определенные интервалы в центральные центры обработки данных.
В 1441 году сын короля Седжона , принц Мунджонг, изобрел первый стандартизированный дождемер. Они были разосланы по всей корейской династии Чосон в качестве официального инструмента для расчета земельных налогов на основе потенциального урожая фермера. В 1450 году Леоне Баттиста Альберти разработал анемометр с поворотной пластиной, известный как первый анемометр . [1] В 1607 году Галилео Галилей конструирует термоскоп . В 1643 году Евангелиста Торричелли изобретает ртутный барометр. [1] В 1662 году сэр Кристофер Рен изобрел механический саморазливающийся датчик дождя с опрокидывающимся ведром. В 1714 г.Габриэль Фаренгейт создает надежную шкалу для измерения температуры с помощью ртутного термометра. [2] В 1742 году шведский астроном Андерс Цельсий предложил температурную шкалу «Цельсия», предшественницу нынешней шкалы Цельсия . [3] В 1783 году Гораций-Бенедикт де Соссюр продемонстрировал первый гигрометр для волос . В 1806 году Фрэнсис Бофорт представил свою систему классификации скорости ветра . [4] Запуск в апреле 1960 года первого успешного метеорологического спутника TIROS-1 ознаменовал начало эпохи, когда информация о погоде стала доступной во всем мире.
Это также использовалось для измерения температуры окружающего воздуха.
Типы [ править ]
Термометр измеряет температуру воздуха или кинетическую энергию молекул в воздухе. Барометр измеряет атмосферное давление или давление, оказываемое весом атмосферы Земли над определенным местом. Анемометр измеряет ветра скорость и направление ветра дует в месте , где он установлен. Гигрометр измеряет относительную влажность в определенном месте, которую затем можно использовать для вычисления точки росы . Радиозонды непосредственно измеряют большинство этих величин, за исключением ветра, который определяется путем отслеживания сигнала радиозонда с помощью антенны или теодолита . Дополнение к радиозондам aСеть сбора данных с самолетов организована Всемирной метеорологической организацией (ВМО), которая также использует эти инструменты для сообщения о погодных условиях в соответствующих местах. Зондирующие ракеты или rocketsonde , иногда называется исследование ракеты, представляет собой инструмент, несущие ракеты предназначены для проведения измерений и проведения научных экспериментов , в ходе ее суборбитальный полета.
Пиранометр представляет собой тип актинометры используется для измерения широкополосного солнечного излучения на плоскую поверхность и представляет собой датчик , который предназначен для измерения солнечной плотности потока излучения (в ваттах на квадратный метр) из поля зрения 180 градусов. Облакомер представляет собой устройство , которое использует лазер или другой источник света , чтобы определить высоту облаков. Облакомеры также могут использоваться для измерения концентрации аэрозолей в атмосфере. Потолочный шариспользуется метеорологами для определения высоты основания облаков над уровнем земли в светлое время суток. Принцип, лежащий в основе потолочного воздушного шара, - это воздушный шар с известной скоростью подъема (как быстро он поднимается) и определение того, как долго воздушный шар поднимается, пока не исчезнет в облаке. Умножение скорости подъема на время подъема дает высоту потолка. Дисдрометр представляет собой инструмент , используемый для измерения распределения размера капель и скорости падения гидрометеоров . Дождемеры используются для измерения количества осадков, выпадающих в любой точке суши Земли.
Дистанционное зондирование, используемое в метеорологии, представляет собой концепцию сбора данных о отдаленных погодных явлениях и последующего получения информации о погоде. Каждый инструмент дистанционного зондирования собирает данные об атмосфере из удаленного места и, как правило, хранит данные там, где он расположен. Наиболее распространенными видами дистанционного зондирования являются радар , лидар и спутники (также фотограмметрия ). В основном радар используется для сбора информации о зоне покрытия и характеристиках осадков и ветра. Спутники в основном используются для определения облачного покрова, а также ветра. СОДАР ( SO NIC D etection й Рanging) - это метеорологический прибор как одна из форм профилометра ветра, который измеряет рассеяние звуковых волн атмосферной турбулентностью. Системы Sodar используются для измерения скорости ветра на разной высоте над землей и термодинамической структуры нижнего слоя атмосферы. Радар и лидар не пассивны, потому что оба используют электромагнитное излучение для освещения определенной части атмосферы. [5] Метеорологические спутники наряду с более универсальными спутниками для наблюдения за Землей, вращающимися вокруг Земли на различных высотах, стали незаменимым инструментом для изучения широкого спектра явлений, от лесных пожаров до Эль-Ниньо .
Метеостанции [ править ]
Метеостанция является средством с инструментами и оборудованием , чтобы сделать наблюдение атмосферных условий для того , чтобы предоставить информацию , чтобы сделать прогнозы погоды и изучение погоды и климата . Измерения , взятые включают в себя температуру , атмосферное давление , влажность , скорость ветра , направление ветра и осадки сумму. Измерения ветра производятся без каких-либо других препятствий, а измерения температуры и влажности проводятся без прямого солнечного излучения или инсоляции.. Ручные наблюдения проводятся не реже одного раза в день, а автоматические - не реже одного раза в час.
Наблюдения за погодой на поверхности [ править ]
Наблюдения за приземной погодой - это фундаментальные данные, используемые для обеспечения безопасности, а также для климатологических целей для прогнозирования погоды и выпуска предупреждений во всем мире. [6] Они могут быть сняты вручную, метеорологом, компьютером с использованием автоматизированных метеостанций или в гибридной схеме с использованием метеорологических наблюдателей для дополнения автоматизированной метеостанции. ИКАО определяет международный стандарт атмосферы , которая является моделью стандартного изменения давления, температуры, плотности и вязкости с высотыв атмосфере Земли и используется для понижения давления на станции до давления на уровне моря. Наблюдения в аэропортах могут передаваться по всему миру с помощью кода наблюдений METAR . Персональные метеостанции, ведущие автоматизированные наблюдения, могут передавать свои данные в мезонет США с помощью программы Citizen Weather Observer Program (CWOP) или на международном уровне через Интернет-сайт Weather Underground . [7] Для определения климата станции традиционно используется среднее значение данных наблюдений за погодой за тридцать лет. [8]
См. Также [ править ]
- Мезомерный
- Метеорологический шар
- Беспроводная сенсорная сеть
Ссылки [ править ]
- ^ a b Джейкобсон, Марк З. (июнь 2005 г.). Основы атмосферного моделирования (мягкая обложка) (2-е изд.). Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета. п. 828. ISBN 978-0-521-54865-6.
- ^ Григулл, У., Фаренгейт, пионер точной термометрии. Теплообмен, 1966, Труды 8-й Международной конференции по теплопередаче, Сан-Франциско, 1966, т. 1.
- ^ Бекман, Олоф, История температурной шкалы Цельсия. , переведенный , Андерс Цельсий (Elementa, 84: 4,2001); английский
- ^ Билл Джайлз ОБЕ (2009). Шкала Бофорта. BBC . Проверено 12 мая 2009.
- Перейти ↑ Peebles, Peyton, [1998], Radar Principles , John Wiley & Sons, Inc., New York, ISBN 0-471-25205-0 .
- ↑ Управление Федерального координатора метеорологии. Программа наблюдений за приземной погодой. Архивировано 6 мая2009 г. на Wayback Machine. Проверено 12 января 2008 г.
- ^ Погода под землей. Персональная метеостанция. Проверено 9 марта 2008.
- ^ Метеорологическое бюро. Климатические средние. Архивировано 6 июля2009 г. на Wayback Machine. Проверено 9 марта 2008 г.
