هل يسقط شيء من السماء؟
قبل بضع سنوات ، كتبت بالفعل بإيجاز عن هذا التطور في أحد معاهد مركز تومسك العلمي. بالطبع ، لا يمكن دائمًا تطوير الأجهزة (خاصةً المراقبة البيئية) في وضع بدء التشغيل "السريع" ، ولكن هناك عدد من التفسيرات لهذا الأمر ، والتي لا تعتمد غالبًا على المطورين. أقترح تحليل الوضع والتعرف على تطوير أدوات مثيرة للاهتمام لمجال محافظ مثل الأرصاد الجوية. ستناقش هذه المقالة مقياس هطول الأمطار البصري، والتي ، في النهاية ، يجب أن تحل بالفعل بطريقة ما محل جهاز الأرصاد الجوية المستخدم لهذه الأغراض - دلو. نعم ، نعم ، أصدقائي ، إنه دلو. دلو Tretyakov هو مقياس منتظم لهطول الأمطار استخدمه Roshydromet لعقود. من ناحية أخرى ، ما الذي يمكن أن يكون أكثر موثوقية من الدلاء؟ ربما ، مجرد حوض ... هذا هو المحافظ الاستثنائي لمجال الأرصاد الجوية. يجب ألا تنتهك أدوات القياس الجديدة السلسلة طويلة المدى من ملاحظات الأرصاد الجوية ، ومن أجل تغيير دلو Tretyakov بأدوات جديدة لتسجيل هطول الأمطار ، يلزم إجراء قياسات مقارنة طويلة الأجل. هل سيكون الربع الأول من القرن الحادي والعشرين كافياً لهذا؟ أقترح مناقشة هذا تحت الخفض!أكثر قليلا عن دلو تريتياكوف
لا أعتقد أن سخرتي في بداية المقالة تهدف بطريقة ما إلى تشويه الأساليب والأدوات الحالية المستخدمة في قياسات الأرصاد الجوية. لا. في وقت واحد ، كانت هذه الأجهزة والتقنيات متقدمة جدًا. النقطة هي أن الوضع يتغير ، العديد من التقنيات المثيرة للاهتمام تجعل من الممكن حل مشاكل الأرصاد الجوية على مستوى جديد بشكل أساسي ، والأهم من ذلك ، تقليل العامل البشري. بعد كل شيء ، يقوم أخصائي الأرصاد الجوية بعمل على إزالة بيانات الأرصاد الجوية في الوظائف الرئيسية لرصد الأرصاد الجوية. هؤلاء الناس مسؤولون للغاية ، لكن هؤلاء هم الناس. بالطبع ، هناك محطات مراقبة جوية تلقائية ، ولكن وفقًا للقواعد ، يتم خدمتها من قبل أشخاص بتردد معين.العودة إلى دلو تريتياكوف. هذا خزان معدني مع مخمدات الرياح ، مثل البتلات التي تخمد تأثير الرياح عندما تمطر. هذه هي الطريقة التي يبدو بها الجهاز الكامل.تم ضبط دلو Tretyakov على ارتفاع معين ، ولسوء الحظ ، لا تتم صيانته بدون خبير أرصاد جوية. يقيس المتخصص كمية الأمطار يدويًا باستخدام مقياس أو مسطرة. بعد القياسات ، من الضروري تصريف المياه من الدلو. بالطبع ، الأداة ليست مناسبة بشكل خاص لتحديد هطول الأمطار الصلبة.بالمناسبة ، أكثر الإصابات شيوعًا في محطة الطقس هي سقوط الأشخاص من السلالم ، لأن العديد من الأجهزة مثبتة على ارتفاع مترين. تخيل القفز كل ثلاث ساعات على سلالم معدنية رطبة أو جليدية؟ قدم ، رعاية اليدين!مقاييس هطول بصرية
بالطبع ، في معظم البلدان ، لم يتم استخدام طرق العصور الوسطى لتسجيل هطول الأمطار مثل استخدام دلو لفترة طويلة. تستخدم في الغالب عدادات هطول بصرية. هنا ، على سبيل المثال ، يتم استخدام أجهزة من هذا النوع في ألمانيا والولايات المتحدة الأمريكية. كما جرت العادة أن نقول "بين شركائنا".في الواقع ، لمثل هذه المهمة ، الاستخدام المعقول لتسجيل الإشارات الضوئية. دقة عالية ، لا حاجة إلى رعاية خاصة ، الأجهزة محمية من التجمد ، لا يوجد عامل بشري. وقد اتخذ نفس مطوري أداة البصريات الروسية للكشف عن هطول الأمطار ، مقياس ترسيب OPTIOS (أداة قياس OPTIC Osmodic).كيف تعمل هذه الأجهزة؟ أساس القياسات هو التحليل المستمر لصور الظل للقطيرات على مستقبل بصري أثناء مرور قطرات المطر عبر موقع القياس.لكن القطرات ليست مفردة؟ نعم ، هناك الكثير من القطرات ، ولكن لهذا ، يتم استخدام خوارزميات لمعالجة الصور المتدفقة ، ويتم استخدام مصفوفات السرعة الممتدة الخاصة ككاشف إشعاع بصري. هذا لا يسمح فقط بتحديد كمية الأمطار (الإجمالية) المتكاملة ، ولكن أيضًا لتحديد نوع هطول الأمطار (المطر والثلج والبرد) ومعدل سقوط القطرات وهيكل هطول الأمطار. يوفر هذا بيانات إضافية مثيرة للاهتمام ، والتي ، على وجه الخصوص ، يمكن استخدامها للبحث العلمي. لذا ، على سبيل المثال ، يبدو توزيع قطرات المطر حسب الحجم ، والأكثر إثارة للإعجاب ، أنه من الممكن تسجيل تساقط الثلوج ، وهو أمر صعب بالفعل في حالة دلو Tretyakov.بالمناسبة ، القطرات ليست كروية على الإطلاق. إنها ممدودة إلى حد ما وتقسم كل شيء تقريبًا على سطح الأرض إلى قطرات أصغر ، على الرغم من ارتفاع القطرات بالطبع. ويرجع توسع القطيرات إلى حقيقة أنها عندما تحلق على سطح الأرض تكتسب سرعة لائقة وحتى أكبر انخفاض في سرعة معينة ينشر حتمًا إلى قطرات صغيرة. يمكن أيضًا تقدير معدل الهبوط.تجرؤ معظم القطرات بسرعة لا تزيد عن 9 م / ث ، وتطير رقاقات الثلج بسرعة قصوى لا تزيد عن 1-2 م / ث. شيء آخر هو البرد. هذه مهمة أكثر خطورة ، والتي يتعامل معها عداد الترسيب الضوئي بشكل جيد أيضًا. بالطبع ، نحن نتحدث عن البرد المنخفض الكثافة. على سبيل المثال ، مثل هذا البرد لا يستحق القياس. من الأفضل حفظ فقط!لكن هذا أمر نادر. بالنسبة للجزء الأكبر ، البرد أصغر بكثير. في 95 بالمائة من الحالات ، لا يزيد حجم التدرجات عن 5 مم ، ولكن سرعتها أعلى ويمكن أن تصل إلى 50 م / ث. هذه هي الطريقة التي تبدو بها صور ظل حجارة البرد من مستقبل الصورة البصرية لمقياس هطول الأمطار.بشكل عام ، تحليل صور الظل مثير للغاية. والواقع أن أشكال وأنواع تساقط الثلوج مثيرة للدهشة.كل هذه مجرد فرص إضافية يقدمها الباحثون. عدادات الترسيب الضوئية تحل المشكلة الرئيسية بشكل موثوق. قم بقياس كمية ونوع وهيكل هطول الأمطار تلقائيًا ، ونقل البيانات للتحليل ويمكن أن تعمل حتى في أشد الظروف قسوة. يمكن للمرء أن يأمل فقط في أن يأتيوا ليحلوا محل الأجهزة القديمة ، ولكن حتى الآن فقط عملية الاختبارات المقارنة مستمرة ، والتي يمكن أن تستغرق وقتًا طويلاً جدًا. إليك كيف ستسير الامور.يجب أن تقف الأجهزة في مكان قريب لعدة أشهر ، ولا يمكن إلا للتجارب المقارنة أن تعطي فرصة لجهاز جديد للظهور في ترسانة خبراء الأرصاد الجوية. بشكل عام ، في الواقع ، هذا وضع سخيف. القياسات الضوئية أكثر دقة ، التصميم الجديد لمقاييس هطول الأمطار يعمل بشكل أفضل مع الثلج ويحدد أيضًا بنية هطول الأمطار. بالطبع ، في المطر ، يمكن تحقيق تقارب النتائج ، ولكن ماذا عن أخطاء القياس؟ التأثير البشري؟ تبخر الماء؟ هذه الأسئلة وغيرها تبقى مفتوحة ...بشكل عام ، يعد تسجيل هطول الأمطار أحد أهم مهام الأرصاد الجوية ، حيث يتم تحديد الطقس ، على وجه الخصوص ، من خلال ما يسمى حاوية المياه العالمية. أو ببساطة - دورة المياه في الطبيعة. لذلك ، يعد تطوير أدوات لتسجيل هطول الأمطار مهمة فنية مهمة.بشكل عام ، الأرصاد الجوية مجال محافظ للغاية. ربما ، لديها تفسيراتها الخاصة ، ولكن من ناحية أخرى ، من الصعب تفسير التقاليد. حتى الآن ، من الضروري قياس درجة الحرارة في محطة الطقس بمقاييس الحرارة وفقًا لـ GOST 1968 (GOST 13646-68). أتساءل ما هي هذه الحاجة؟ تستخدم موازين الحرارة الزئبقية أيضًا لقياس درجة حرارة التربة والمياه في المسطحات المائية وفقًا لمتطلبات GOST 112-78 لعام 1978. كم عدد موازين الحرارة الزئبقية المكسورة في الأرض أو الغرق في الأنهار والبحيرات؟ ربما هذا هو الجوهر الأساسي ، لكنني لا أفهمه. إذا كان بإمكان أي شخص أن يشرح ، يرجى ترك تعليق. وبالطبع ، كلهم يتمتعون بطقس جيد ويوم جيد!Source: https://habr.com/ru/post/ar398823/
All Articles