有什么东西从天上掉下来吗?

几年前,我已经简短地写过关于托木斯克科学中心之一研究所的发展情况。当然,并非总是可以在“快速”启动模式下进行设备的开发(尤其是环境监控),但是对此有很多解释,而这些解释通常并不依赖于开发人员。我建议分析这种情况,并熟悉针对诸如气象学这样的保守领域的有趣工具的发展。本文将讨论光学降水仪,最终应该已经以某种方式取代了用于这些目的的气象设备-铲斗。是的,是的,朋友,这是水桶。特列季亚科夫的水桶是Roshydromet使用数十年的常规降水量计。另一方面,还有什么比水桶更可靠的呢?可能只有一个盆地。这是气象领域的特殊保守主义。新的测量仪器不应违反长期的气象观测资料,并且为了用新的降水记录仪器代替特列季亚科夫的铲斗,需要进行长期的比较测量。21世纪第一季度足以满足此要求吗?我建议在削减的情况下讨论这个问题!

有关Tretyakov铲斗的更多信息


不要以为我在本文开头的讽刺意味在于以某种方式否定了用于气象测量的现有方法和仪器。不行一次,此类设备和技术非常先进。关键是情况正在发生变化,许多有趣的技术使从根本上解决气象问题成为可能,并且最重要的是减少了人为因素。毕竟,气象学家在气象观测的关键岗位上开展了有关删除气象数据的工作。这些人非常负责,但是这些人。当然,这里有自动气象站,但是根据规则,它们由一定频率的人提供服务。


回到特列季亚科夫桶。这是一个带有风门的金属水箱,这种花瓣可以在下雨时减弱风的影响。这是完整设备的外观。


特列季亚科夫的铲斗设定为一定的高度,不幸的是,没有气象学家,它的维护是不可能的。专家使用刻度尺或直尺手动测量降雨量。测量后,有必要将水从桶中排出。当然,该仪器不是特别适合于确定固体沉淀物。


顺便说一句,在气象站上最常见的伤害是人从楼梯上跌落,因为许多设备安装在2米的高度。想象一下,每三个小时在潮湿或冰冷的金属楼梯上跳跃吗?脚,双手保重!

光学测雨仪


当然,在大多数国家/地区,很早就没有使用中世纪的降水记录方法,例如使用水桶。通常使用光学降水计。在此,例如,在德国和美国使用这种设备。现在习惯说“在我们的合作伙伴中”。


确实,对于这样的任务,最合理地使用光信号记录。精度高,无需特别护理,设备防冻,没有人为因素。俄罗斯用于探测降水的光学仪器OPTIOS降水仪(OPTIC渗透压测量仪)的开发者也走了同样的道路。



这样的设备如何工作?测量的基础是当雨滴穿过测量位置时,在光接收器上连续分析液滴的阴影图像。


但是,水滴不是单一的吗?是的,有很多滴,但是为此,使用了用于流图像处理的算法,并使用特殊的扩展速度矩阵作为光辐射检测器。这不仅可以确定降水的总量(总量),还可以确定降水的类型(雨,雪,冰雹),液滴的下落速度和降水的结构。这提供了其他有趣的数据,尤其是可用于科学研究的数据。因此,例如,雨滴按大小分布的分布,最显着的是,有可能记录降雪,这在特列季亚科夫铲斗的情况下已经很困难。


顺便说一下,这些液滴根本不是球形的。它们有些拉长,几乎地球表面上的所有东西都被分成了较小的部分,尽管在高度上,液滴当然更大。液滴的膨胀是由于这样的事实,当它们飞到地球表面时,它们获得了不错的速度,即使以某个速度最大的液滴也不可避免地分散成小液滴。掉落率也可以估算。


大多数液滴敢于以不超过9 m / s的速度飞行,而雪花以不超过1-2 m / s的最大速度飞行。另一件事是冰雹。这是一项更严峻的任务,光学降水仪也可以很好地应对。当然,我们在谈论低强度的冰雹。例如,这样的冰雹不值得测量。最好只是保存!


但这是罕见的。在大多数情况下,冰雹要小得多。在95%的情况下,梯度的大小不超过5 mm,但是它们的速度更高,可以达到50 m / s。这就是来自降水量计光学图像接收器的冰雹阴影图像的样子。


通常,对阴影图像的分析非常令人兴奋。确实,降雪的形式和类型令人惊讶。


所有这些只是研究人员提供的其他机会。光学降水仪可靠地解决了主要问题。自动测量降水量,类型和结构,传输数据进行分析,即使在最恶劣的条件下也可以工作。人们只能希望它们能够取代旧设备,但是到目前为止,只有比较测试的过程正在进行中,这可能需要很长时间。这是怎么回事。


仪器应在附近放置数月,只有比较实验才能使新设备有机会出现在气象学家的武器库中。通常,实际上,这是一种荒谬的情况。光学测量更准确,新的降水量计设计更适合与雪搭配使用,还可以确定降水的结构。当然,在下雨天,也许可以实现结果的收敛,但是测量误差呢?人类的影响?水蒸发?这些问题和其他问题仍然悬而未决...

总的来说,降水记录是气象学最重要的任务之一,因为天气尤其取决于所谓的世界水容器。或简单地说- 自然界中的水循环。因此,开发用于记录降雨的仪器是一项重要的技术任务。

通常,气象学是一个非常保守的领域。它可能有自己的解释,但另一方面,很难解释传统。到目前为止,必须根据GOST 1968(GOST 13646-68)用温度计测量气象站的温度。我想知道这样的需求是什么?根据1978年GOST 112-78的要求,水银温度计也用于测量水体中土壤和水的温度。有多少水银温度计在地下破裂或淹没在河流和湖泊中?也许这是基本的本质,但我不理解。如果有人可以解释,请发表评论。而且,当然,所有人都天气晴朗,并祝您愉快!

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN398823/


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