¿Algo está cayendo del cielo?

Hace un par de años, ya escribí brevemente sobre este desarrollo de uno de los institutos del Centro Científico Tomsk. Por supuesto, el desarrollo de dispositivos (especialmente monitoreo ambiental) no siempre es posible en el modo de inicio "rápido", pero hay una serie de explicaciones para esto, que a menudo no dependen de los desarrolladores. Propongo analizar la situación y familiarizarse con el desarrollo de instrumentos interesantes para una esfera tan conservadora como la meteorología. Este artículo discutirá el medidor de precipitación óptica, , , - — . , , , . — , . , ? , … . , , . XXI ? !

No piense que mi sarcasmo al comienzo del artículo tiene como objetivo denigrar los métodos e instrumentos existentes utilizados para las mediciones meteorológicas. No Hubo un tiempo en que tales dispositivos y técnicas estaban muy avanzados. El punto es que la situación está cambiando, muchas tecnologías interesantes hacen posible resolver los problemas de meteorología a un nivel fundamentalmente nuevo y, lo más importante, reducir el factor humano. Después de todo, el meteorólogo lleva a cabo trabajos sobre la eliminación de datos meteorológicos en puestos clave de observaciones meteorológicas. Estas personas son extremadamente responsables, pero estas son personas. Por supuesto, hay estaciones automáticas de observación del clima, pero de acuerdo con las reglas, son atendidas por personas con cierta frecuencia.


Volviendo al cubo de Tretyakov. Este es un tanque de metal con amortiguadores de viento, tales pétalos que amortiguan el efecto del viento cuando está lloviendo. Así es como se ve el dispositivo completo.


El cucharón de Tretyakov está configurado a cierta altura y, desafortunadamente, su mantenimiento no se realiza sin un meteorólogo. El especialista mide la cantidad de lluvia manualmente usando una escala o regla. Después de las mediciones, es necesario drenar el agua del balde. Por supuesto, el instrumento no es particularmente adecuado para determinar la precipitación sólida.


Por cierto, la lesión más común en una estación meteorológica es la caída de personas desde las escaleras, ya que muchos dispositivos se instalan a una altura de 2 metros. ¿Te imaginas saltar cada tres horas en escaleras de metal mojadas o heladas? Pies, manos cuidate!

Medidores ópticos de precipitación

Por supuesto, en la mayoría de los países, los métodos medievales de registro de precipitaciones, como el uso de un balde, no se han utilizado durante mucho tiempo. Se utilizan principalmente medidores de precipitación óptica. Aquí, por ejemplo, dispositivos de este tipo se utilizan en Alemania y los Estados Unidos. Como es habitual decir, "entre nuestros socios".


De hecho, para tal tarea, el uso más razonable de la grabación de señal óptica. Alta precisión, no se necesita cuidado especial, los dispositivos están protegidos contra la congelación, no hay factor humano. Los desarrolladores del instrumento óptico ruso para detectar la precipitación, el medidor de precipitación OPTIOS (instrumento óptico de medición osmódica), también tomaron el mismo camino.



¿Cómo funcionan estos dispositivos? La base de las mediciones es el análisis continuo de imágenes de sombras de gotas en un receptor óptico a medida que las gotas de lluvia pasan a través del sitio de medición.


Pero las gotas no son individuales? Sí, hay muchas caídas, pero para esto, se utilizan algoritmos para el procesamiento de imágenes en streaming y se utilizan matrices especiales de velocidad extendida como detector de radiación óptica. Esto permite no solo determinar la cantidad integral (total) de precipitación, sino también determinar el tipo de precipitación (lluvia, nieve, granizo), la tasa de caída de las gotas y la estructura de la precipitación. Esto proporciona datos interesantes adicionales, que, en particular, se pueden utilizar para la investigación científica. Así, por ejemplo, la distribución de las gotas de lluvia por tamaño se ve y, lo que es más notable, es posible registrar nevadas, lo cual ya es difícil en el caso del cubo Tretyakov.


Por cierto, las gotas no son esféricas en absoluto. Son algo alargados y casi todo en la superficie de la Tierra está dividido en otros más pequeños, aunque a una altura, por supuesto, las gotas son más grandes. La expansión de las gotas se debe al hecho de que cuando vuelan a la superficie de la Tierra ganan velocidad decente e incluso la mayor caída a una velocidad determinada se dispersa inevitablemente en pequeñas. La tasa de caída también se puede estimar.


La mayoría de las gotas se atreven a una velocidad de no más de 9 m / s, y los copos de nieve vuelan a una velocidad máxima de no más de 1-2 m / s. Otra cosa es el granizo. Esta es una tarea más seria, que el medidor óptico de precipitación también hace frente. Por supuesto, estamos hablando de granizo de baja intensidad. Por ejemplo, tal granizo no vale la pena medir. ¡Mejor solo ahorrar!


Pero esto es una rareza. En su mayor parte, el granizo es mucho más pequeño. En el 95 por ciento de los casos, los gradientes no tienen más de 5 mm de tamaño, pero su velocidad es mayor y pueden alcanzar hasta 50 m / s. Así es como se ven las imágenes sombreadas de granizo del receptor de la imagen óptica del medidor de precipitación.


En general, el análisis de imágenes de sombra es muy emocionante. De hecho, las formas y tipos de nevadas son sorprendentes.


Todas estas son solo oportunidades adicionales que brindan los investigadores. Los medidores ópticos de precipitación resuelven de manera confiable el problema principal. Mida automáticamente la cantidad, el tipo y la estructura de la precipitación, transmita datos para el análisis y puede funcionar incluso en las condiciones más severas. Uno solo puede esperar que vengan a reemplazar los dispositivos antiguos, pero hasta ahora solo el proceso de pruebas comparativas está en curso, lo que puede llevar mucho tiempo. Así es como va.


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En general, la meteorología es un campo extremadamente conservador. Probablemente, tiene sus propias explicaciones, pero por otro lado, es difícil explicar las tradiciones. Hasta ahora, es necesario medir la temperatura en una estación meteorológica con termómetros según GOST 1968 (GOST 13646-68). Me pregunto cuál es esa necesidad. Los termómetros de mercurio también se utilizan para medir la temperatura del suelo y el agua en los cuerpos de agua de acuerdo con los requisitos de GOST 112-78 de 1978. ¿Cuántos termómetros de mercurio se rompen en el suelo o se ahogan en ríos y lagos? Tal vez esta es la esencia subyacente, pero no lo entiendo. Si alguien puede explicar, por favor deje un comentario. Y, por supuesto, ¡todos tienen buen clima y que tengan un buen día!