Правила проведения актинометрических и теплобалансовых наблюдений и работ ахова навакольнага асяроддзя I прыродакарыстанне Гiдраметэаралогiя правiлы правядзення актынаметрычных



жүктеу 7.76 Mb.
бет11/33
Дата17.06.2016
өлшемі7.76 Mb.
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   ...   33

8.4.1.7 В строке «Диск солнца» записываются результаты наблюдений за состоянием диска солнца, выполняемых перед отсчетами показаний сухого термометра. Состояние диска солнца оценивается по таблице 8.3. Строка «Диск солнца» не заполняется, если состояние диска солнца определить невозможно из-за условий погоды (пыльная буря, мгла и т. д.) или если наблюдение производится в часы до восхода или после захода солнца. Если диск солнца не виден в часы, близкие к восходу или заходу, из-за закрытости горизонта, то делаются прочерки.

8.4.1.8 В следующих строках записывается по пять отсчетов сухого и смоченного термометров на нижнем и верхнем уровнях, а также их среднее значение и поправки к ним.

Если по условиям погоды градиентные наблюдения заменяются наблюдениями по сухому и смоченному термометрам в психрометрической будке, то отсчеты записываются в строке «среднее» для записи температуры на верхнем уровне и отмечаются знаком «*». В строке, где должна записываться температура на нижнем уровне, при этом делается прочерк.

Далее записываются вычисленные значения упругости водяного пара [6] на двух уровнях (нижнем и верхнем).
Таблица 8.3 – Состояние диска солнца


Обозначения состояния диска солнца

2 – на солнечном диске и в зоне 5° вокруг него не заметно следов облаков, тумана или клубов дыма, пыли; зона в 5° (10 диаметров солнца) приблизительно соответствует ширине ладони вытянутой руки;

 – солнце просвечивает сквозь облако, туман или клубы дыма; тени от предметов (в том числе от экранов для затенения) и кольца актинометра различимы, трубку актинометра можно нацелить на солнце;

0 – солнце слабо просвечивает сквозь слой плотных облаков; тени от предметов неразличимы; нацелить трубку актинометра на солнце невозможно;

 – окрестности освещены солнцем, но приборы на самой площадке затеняются местными предметами;

– – – диск солнца не виден вследствие большой закрытости горизонта;

П – солнечный диск не виден сквозь плотные облака.


8.4.1.9 Направление ветра записывается в 16 румбах по коду КН-01; при штиле ставится 0.

В строку «Скорость ветра» на нижнем и верхнем уровнях записываются показания анемометров: в правой части – до включения, в левой – после выключения.

При измерении скорости ветра контактными анемометрами число контактов, снятое по счетчику или по ленте регистратора за 10 мин, записывается в строку «Разность».

8.4.1.10 В строке «Атмосферные явления» записываются условными знаками атмосферные явления, которые имели место в срок наблюдений. При отсутствии атмосферных явлений эта графа не заполняется.

Погода между сроками наблюдений (W ) записывается словами согласно коду КН-01.



8.4.1.11 В первой строке «Температура почвы на поверхности и глубинах» записываются четыре отсчета температуры на поверхности почвы (два отсчета по северному термометру, два – по южному). В следующие четыре строки записываются значения температуры почвы для глубин 5, 10, 15, 20 см. Отсчеты показаний термометров записываются в графе «Отсчет».

8.4.1.12 Состояние деятельной поверхности на площадке определяется визуально и записывается сокращенно словами с указанием вида поверхности и ее увлажнения.

По характеру покрова деятельные поверхности подразделяются на:

- покрытые растительностью (трава);

- покрытые растительным и снежным покровом менее 50 % (трава, снег);

- покрытые снегом более 50 % (снег, трава);

- оголенные.

Состояние растительного покрова характеризуется цветом (зеленый, пожелтевший) и густотой (редкая, с просветами, сплошная).

Состояние снежного покрова характеризуется чистотой (чистый, загрязненный) и степенью покрытия (более половины – снег более 50 %; вся поверхность – снег, лед).

Увлажнение растительного покрова характеризуется градациями: сухой, влажный, мокрый (лужи), замерзший.

Увлажнение снежного покрова характеризуется: сухой, влажный, обледеневший.



8.4.1.13 Таблица «Влажность почвы», которая формируется в конце КМ-16, заполняется только в дни измерения влажности, т. е. 8, 18 и 28 числа в срок 1 ч. Допускается смещение даты на 1 – 2 дня.

При дополнительных измерениях влажности почвы после значительных дождей запись производится в порядке:

- если определение влажности сделано 7 , 17 или 27 числа месяца, то наблюдения в очередной день, т. е. 8, 18 и 28 числа не производятся, и величины записываются в срок 1 ч 8, 18 и 28 числа соответственно;

8.4.1.14 Результаты контроля и сравнения психрометров и анемометров записываются в конце КМ-16 в соответствии с приложением П.

Если отведенных страниц не хватит, то следует вклеить дополнительные страницы.

В соответствующих строках указываются дата и время проверки, номера психрометров и термометров. При сравнении психрометров в естественных условиях записываются высота их подвески, облачность, направление и скорость ветра. В специальных графах помещаются отсчеты по термометрам. Перед каждой группой отсчетов рядом с их порядковым номером отмечается состояние диска солнца в момент наблюдения.

При записи результатов проверки скорости вращения барабана указываются дата и номера психрометров. Далее помещается время оборота барабана каждого проверяемого психрометра, указанное в его сертификате. В следующих строках записывается фактическое время, полученное при трех сериях проверки.

Для анемометров указывается дата сравнения, высота установки, направление и скорость ветра по флюгеру или другому станционному прибору, номера анемометров (контрольного, рабочих и запасного).

В строке «Начальный отсчет» помещаются показания анемометров до включения; в строке «Первый отсчет» – показания после 10 мин их работы, в строке «Второй отсчет» – показания после второй серии проверки.


8.4.2 Первичная обработка результатов наблюдений

8.4.2.1 Первичная обработка температуры воздуха сводится к вычислению среднего из пяти отсчетов (при сокращенной программе – из трех) по сухому и смоченному термометрам для каждого уровня, введению поправок к средним величинам и вычислению по исправленным их значениям упругости водяного пара (е) для каждого уровня с помощью психрометрических таблиц. А также вычислению разности температуры и упругости водяного пара на различных уровнях (0,5 и 2 м) по формулам:
Δt = t0,5t2, (8.6)
Δe = e0,5e2. (8.7)
8.4.2.2 Обработка наблюдений за ветром сводится к вычислению средней скорости ветра за 10 мин. Если наблюдения велись ручным анемометром, то для вычисления средней скорости необходимо разность между конечным и начальным отсчетами разделить на 600 с. По полученному числу делений в секунду с помощью сертификата данного анемометра определить скорость ветра в м/с. При использовании контактных анемометров скорость ветра определяется с помощью поверочного графика по числу контактов за 10 мин. Вычисляется разность между скоростью ветра на разных высотах по формуле:

Δu = u2u0,5. (8.8)
8.4.2.3 Обработка наблюдений за температурой почвы производится в соответствии с ТКП 17.10-09. К каждому из отсчетов вводится поправка, а затем подсчитывается среднее значение t почвы.

При наблюдениях по сокращенной программе, когда температура на поверхности почвы измеряется только в основные сроки и с точностью до целого градуса, на месте десятых долей ставится 0.



8.4.2.4 Обработка результатов определения влажности почвы производится на специально отведенных страницах КМ-16. В них указывается дата определения, время начала и конца бурения, номер повторности, глубина взятия образца, номера стаканчиков, их масса, масса с пробой влажной и высушенной почвы. На этой же странице записываются результаты обработки.

Обработка наблюдений над влажностью почвы производится в соответствии с ТКП 17.10-09. Влажность на каждой глубине вычисляется путем деления веса испарившейся воды на вес сухой почвы, выражается в процентах и записывается с точностью до 0,1 %. Затем вычисляется средняя из четырех определений влажности на каждой глубине. Средняя влажность всего слоя 0 – 20 см определяется как среднее арифметическое из средних влажностей на глубинах 0 – 10 и 10 – 20 см и записывается с точностью до 1 %. Форма для записи и вычисления влажности почвы приведена на рисунке П.5 (приложение П).



8.4.2.5 Обработка результатов сравнения психрометров до и после смены батиста состоит в следующем:

- для каждого термометра вычисляется среднее из пяти отсчетов, вводится поправка и записывается исправленная величина. По исправленным значениям вычисляется упругость водяного пара;

- вычисляется разность между средней температурой по сухому термометру контрольного психрометра и средними температурами по сухим термометрам рабочих и запасного психрометров.

Аналогичная разность вычисляется для упругости водяного пара.

При обработке результатов проверки скорости вращения барабана аспиратора вычисляется среднее из трех отсчетов τср и разность между временем τ по сертификату и средним фактическим временем:

Δ = τ – τср. (8.9)


После обработки в строке «Заключение о годности» делается запись о пригодности или непригодности приборов для дальнейшей работы.

При обработке результатов сравнения анемометров вычисляются разности между первым отсчетом n1 и начальным отсчетом n0, между вторым отсчетом n2 и первым отсчетом n1. Полученные разности делятся на 600, т. е определяется число делений в секунду. По этим данным из сертификатов находятся средние скорости ветра за время первой и второй проверок.

Далее для каждого анемометра вычисляется средняя из скоростей за обе проверки и разность между средней скоростью по контрольному и проверяемому анемометру. Аналогично проводится обработка результатов сравнения контактных анемометров.
8.4.3 Технический контроль результатов наблюдений

8.4.3.1 Текущий контроль книжек КМ-16 на станции производится ежедневно. Дежурный наблюдатель проверяет все вычисления, проделанные наблюдателем предшествующей смены. По окончании месяца на станции производится полный контроль книжки. Этот контроль может выполняться только квалифицированным техником или начальником станции.

При проведение контроля прежде всего необходимо проверить, правильно ли вносятся данные в книжку во время наблюдений. Кроме того, проверяется правильность:

- вычисления средних температур воздуха и деятельной поверхности за каждый срок и введения поправок к ним;

- вычисления упругости водяного пара;

- вычисления скорости ветра;

- вычисления разностей температуры воздуха, упругости водяного пара и скорости ветра;

- шифровки направления ветра, состояния диска солнца и деятельной поверхности, атмосферных явлений;

- определения влажности почвы;

- обработки результатов контрольных сравнений психрометров и анемометров;

- расчета высоты подвески психрометров в зимний период при снежном покрове.

Следует тщательно проверить, соблюдены ли все правила по заполнению строк, отчетливо ли поставлен знак минус у отрицательных и плюс у положительных величин, там где это необходимо.
8.5 Обработка материалов теплобалансовых наблюдений и расчет тепловых потоков
8.5.1 Общие положения

8.5.1.1 Обработка результатов теплобалансовых наблюдений включает:

- определение теплофизических характеристик почвы и параметров, входящих в расчетные формулы (8.3) и (8.4) (с, a, S1 и S2);

- вычисление разностей температуры воздуха (Δt), упругости водяного пара (Δе) и скорости ветра (Δu) для уровней 0,5 и 2 м.;

- определение коэффициента турбулентности на уровне 1 м (k1);

- расчет составляющих теплового баланса Р, L и V;

- составление месячной таблицы теплобалансовых наблюдений ТМ-16;

Обработка материалов теплобалансовых наблюдений на станциях и расчеты составляющих теплового баланса производятся за каждый срок наблюдений по средним декадным и средним месячным значениям радиационного баланса, температуры на поверхности почвы и на глубинах, разностей скорости ветра, температуры и влажности воздуха.

В результате расчета определяются средние декадные и средние месячные значения потока тепла в почве, турбулентного потока тепла и затрат тепла на испарение для каждого срока и их суммы за декаду и за месяц. Для специальных целей по этой же методике потоки могут вычисляться и по значениям, осредненным за любой другой интервал времени, в том числе и за конкретные сроки наблюдений, однако они будут иметь меньшую точность.


8.5.2 Расчет потока тепла в почве

8.5.2.1 Расчеты потока тепла в почве производятся по формулам (8.3) или (8.4) за интервалы времени 3 или 6 ч (τ = 180 или 360 мин) и заносятся в отдельную таблицу ТМ-16р, которая прилагается к ТМ-16.

Прежде чем произвести расчет P1 или Р2, определяются теплофизические характеристики почвы: при расчете P1 определяется только объемная теплоемкость (с), а при расчете Р2 еще и коэффициент температуропроводности почвы ().



8.5.2.2 Объемная теплоемкость влажной почвы определяется по ее плотности, удельной теплоемкости и влажности. Ее можно представить в виде суммы теплоемкости сухой части почвы (сп) и теплоемкости воды (св), содержащейся в единице объема влажной почвы. Расчет объемной теплоемкости почвы производится по формуле:
c = cп g + cв g w, (8.10)
где с – объемная теплоемкость влажной почвы, Дж/(м3·К);

сп – удельная теплоемкость сухой почвы, Дж/(кг·К);

gплотность почвы, г/см3;

св – удельная теплоемкость воды, Дж/(кг·К);

wвлажность, %.

При расчете объемной теплоемкости сухой части почвы плотность ее в период между определениями принимается постоянной, а удельная теплоемкость различных почв (сп) находится из таблицы 8.4. В формуле первое слагаемое (спg) для почвы на данной станции меняется мало, второе же слагаемое (свgw) изменяется в связи с изменением влажности почвы.


Таблица 8.4 – Удельная теплоемкость сухой части различных почв (cп)


Вид почвы

Удельная теплоемкость,

кДж/(кгК)



Вид почвы

Удельная теплоемкость,

кДж/(кгК)



Торф

2,18

Суглинок

0,84

Гумус

1,84

Лесной суглинок

0,80

Чернозем суглинистый

1,26

Песок

0,80

супесчаный

1,09

Супесь

0,71

выщелоченный

0,84

Подзол

0,75

оподзоленный

0,84

Солонец

0,59

Глина

0,92






Расчеты объемной теплоемкости проводятся для декад и месяца, в связи с чем используются средние декадные и средние месячные значения влажности почвы (wср).



8.5.2.3 Средние декадные и средние месячные значения wcp вычисляются с учетом величин, полученных при основных и дополнительных определениях влажности почвы:

- если запись результатов определения влажности почвы произведена 8 числа, то


1

w Iср = –– (w' + w8), (8.11)

2
где w Iср – средняя влажность за 1 декаду;



w' – влажность за последнюю декаду предшествующего месяца по состоянию на 28 число;

w8 – влажность за 8 число данного месяца.

Аналогично подсчитывается влажность за 2 декаду (берется влажность за 8 и 18 числа). Влажность за месяц получается как среднее из трех декад.



8.5.2.4 Средняя за декаду и месяц величина S1 вычисляется по формуле
S1 = ∑Si = S0 + S5 + S10 + S15 + S20, (8.12)
где S0 = 20 · 0,082 Δt0;

S5 = 20 · 0,333 Δt5;

S10 = 20 · 0,175 Δt10;

S15 = 20 · 0,156 Δt15;

S20 = 20 · 0,004 Δt20.

Величины Δt0, Δt5, Δt10, Δt15 и Δt20 есть средние за тот же период разности температуры почвы в последующий и предыдущий сроки наблюдений на глубине, соответствующей индексу при Δt. Например, Δt0 – разность температур на поверхности почвы в последующий и предыдущий сроки, Δt5 – аналогичная разность температур на глубине 5 см и т. д.

Вычисление S1 производится по следующей схеме:

- находятся средние за период разности температур почвы в последующий и предыдущий сроки на всех глубинах (Δti), т. е. вычисляются Δt0, Δt5, Δt10, Δt15, Δt20;

- разности Δti умножаются на соответствующие численные коэффициенты для разных глубин i ≈ 0,5, 10, 15, 20 см и находятся величины S0, S5, S10, S15, S20 (при ручной обработке эти величины находятся с помощью таблицы П.1);

- полученные произведения подставляются в формулу (8.6).

По этой схеме вычисляются S1 между всеми соседними сроками наблюдений.

8.5.2.5 При расчете P1 и Р2 за интервал 22 – 1 ч по ежедневным данным расчет S1 производится по температуре почвы в 22 ч данных суток и в 1 ч следующих суток. При определении потока за тот же интервал по средней декадной и средней месячной температуре используется ее значение за 22 ч данной декады или месяца, а средняя температура за срок 1 ч рассчитывается следующим образом:

- при вычислении средней температуры за первую декаду из декадной суммы температур за срок 1 ч на каждой глубине вычитается температура в этот же срок за 1-е число и прибавляется температура за 11-е число.


Пример – Декадная сумма температур на глубине 5 см в срок 1 ч составляет 143,5°. Из этой суммы вычитается температура за 1-е число (10,9°) и прибавляется температура за 11-е число (16,0°). Средняя температура в срок 1 ч равна 14,9°.
143,5 – 10,9 + 16,0

tср = –––––––––––––––– = 14,9.

10
Аналогично при вычислении средней температуры за вторую декаду из декадной суммы вычитается температура за 11-е число и прибавляется за 21-е число, для третьей декады – из сумм вычитается температура за 21-е число и прибавляется за 1-е число текущего месяца;

- при вычислении средней температуры за месяц из месячной суммы температур в срок 1 ч на каждой глубине вычитается ее значение за 1-е число данного месяца и прибавляется значение за 1-е число следующего месяца.



8.5.2.6 Для расчета P1 за данный интервал времени значение S1 умножается на с/τ. Вместо расчетов можно воспользоваться приложением П.

Таблица П.2 является вспомогательной, позволяющей непосредственно находить значения P1 за интервал 3 ч по известным значениям S1 и объемной теплоемкости с. Таблица заполнена значениями S1 интервалам которых соответствует определенное значение P1, Найдя в левом столбце заданное с и отыскивая в этой строке интервал, содержащий заданное (рассчитанное) S1, находим в верхней строке искомое P1 (следует учитывать, что значения S1 в каждом столбце означают окончание интервала). Если промежуток времени между сроками был не 3, а 6 часов (1 – 7) и (19 – 1), то значение P1 нужно разделить на два.

Для определения потока тепла в почве непосредственно в сроки наблюдений вычисляется среднее из потоков за два соседних интервала, примыкающих к данному сроку.
Пример –

P1 (7 – 10) + P1 (10 – 13)

P10 ч = –––––––––––––––––––-,

2
где P10 ч – искомый поток в срок 10 ч; P1 (7 – 10) и P1 (10 – 13) – средние потоки для интервалов 7 – 10 и 10 – 13 часов.
После вычисления Р за отдельные сроки рассчитывается суточная сумма потока тепла в почве. Для этого суммируются S1 за все интервалы и полученная сумма умножается на объемную теплоемкость.

Значение S1 можно получить и другим методом. Для этого для всех глубин находим разности средних температур за «сдвинутую» (значение температуры в срок 1 ч. за 1-е число вычитается, а за 11-е прибавляется) и «не сдвинутую» декады. По полученным значениям Δti с помощью таблицы П.1 определяем Si на различных глубинах и по формуле (8.12) определяем S1.


8.5.3 Определение коэффициента турбулентности

8.5.3.1 Коэффициент турбулентности рассчитывается для двух целей: 1) для получения данных о его значении в суточном и годовом ходе; 2) для использования при расчетах турбулентного потока тепла и затрат тепла на испарение. Коэффициент турбулентности k1 рассчитывается по методу теплового баланса или на основании полуэмпирической теории турбулентности; в результате расчета определяется значение k1 на высоте 1 м (в м2/с) с точностью до сотых.

Расчет производится отдельно для каждого срока наблюдений по средним декадным или средним месячным исходным данным.


1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   ...   33


©dereksiz.org 2016
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет