Исследовательская работа: «метеостанция»
жүктеу/скачать 289.8 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Руководитель
- Опросы учащихся 5 школы.
- Ход исследований
- . Метеорологическая станция
- Приборы для измерения осадков
- Приборы для измерения уровня осадков
- Приборы для измерения температуры и влажности воздуха
- Приборы для измерения силы и направления ветра
- Приборы для измерения солнечной радиации
- Собственные наблюдения
- Какие сведения собирает метеослужба Какие приборы необходимы для проведения наблюдений
- Насколько точны краткосрочные и долгосрочные прогнозы погоды Какие знания и умения из курса физики необходимы работнику метеослужбы.
- Как изменяют количество выпавших осадков. 3.Записать, за какими метеорологическими параметрами ведутся наблюдения на метеостанции.
- 4. Выяснить, какие приборы расположены на метеоплощадке.
- Ознакомиться с назначение с устройством самописцев: барографа, термографа, гигрографа.
- Выяснить назначение и особенности устройства глубинных и почвенных термометров. Пронаблюдать за состоянием синоптических карт.
- Метеостанцию не встретишь в центре города, зачастую она расположена где-то на окраине, и потому, мы редко задумываемся даже о том, есть
- Научиться самостоятельно, определять
- Приборы и материалы для исследования
| Муниципальное общеобразовательное
учреждение средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением химии и биологии №5. Исследовательская работа: «МЕТЕОСТАНЦИЯ» Выполнили: Ученики 9 «Б» класса Кириллова Светлана и Лопаткина Светлана Васильев Николай Руководитель Учитель физики: Дубровская Лариса Ивановна Г. Старая Русса Содержание 1.Введение.
3. Историческая справка…………………………………..11 4. Климатические и погодные условия…………………..13 5. Шкала барографа визуальной оценки скорости ветра……………………………………………...15 6. Ход исследований………………………………………….16 7. Результаты исследований……………………………….17 8. Гидрологический мониторинг реки…………………….19 8. Метеорологическая станция…………………………….21 9. Метеорологическая площадка…………………………..21 10. Приборы метеостанции нашего города:……………22 Приборы для измерения осадков
Приборы для измерения уровня осадков
Приборы для измерения температуры и влажности воздуха
Приборы для измерения силы и направления ветра
Флюгер Вильда……………………………………….31 Приборы для измерения солнечной радиации
11.Собственные наблюдения……………………………...35
Цель работы Изучение работы метеостанции города Старая Русса и выяснение ее роли в организации прогнозирования погоды. . Задачи Работы
2. Узнать:
3.Записать, за какими метеорологическими параметрами ведутся наблюдения на метеостанции. 4. Выяснить, какие приборы расположены на метеоплощадке.
Актуальность темы: Метеостанцию не встретишь в центре города, зачастую она расположена где-то на окраине, и потому, мы редко задумываемся даже о том, есть ли она в нашем городе, или нет. Но, тем не менее Метеостанция выполняет незаменимую роль в нашей повседневной жизни. Именно поэтому нас заинтересовала эта работа. Опросы, проведенные в нашей школе, среди 100 учащихся. Мы решили провести опрос между учащимися 3,5,9, и 11 классов по вопросу о том, «Существует ли, по их мнению, метеостанция в нашем городе?» На что получили следующие ответы: 36% опрошенных сказали, что есть 48% , что нет, и 16% опрошенных просто не смогли ответить на этот вопрос. 
Так же, мы провели еще несколько опросов, например: «Слушаете ли вы сообщения о погоде?» Результаты таковы: 
65% учащихся из 100% все же слушают прогнозы погоды, 25% не слушают. И последний вопрос: « Пытались ли вы самостоятельно наблюдать за изменениями погоды?» Результаты показали следующее: 35% учащихся из 100% пытались следить за погодой самостоятельно 54% из 100% не следили, и 11% не знают 
. Историческая справка к 130-летию Г-1 Старая Русса Гидрологическая станция первого разряда (Г-1) Старая Русса - одна из старейших сетевых подразделений Гидрометслужбы на Северо – Западе страны. Первые гидрологический наблюдения в городе были организованны в 1877 году Управлением Московской Виндаво- Рижской железной дороги Министерством путей сообщения (МПС) России. 1 июля 1877 года начаты регулярные измерения уровня воды в реке Полисть в центра города, где было оборудован уровневый пост. Наблюдения был прерваны Великой Отечественной Войной а августе 1941 года, возобновлены в марте 1944 года и продолжаются по настоящее время без перерыва. Метеорологические наблюдения в Старой Руссе начались в сентябре 1902 года и продолжались по 1902 год включительно по программе метеостанции 2-го разряда. Станция находилась на юго-восточной окраине города Старая Русса, на огороде наблюдателя, вблизи железнодорожного вокзала, на открытом месте. С 1903- 1923- й год станция не работала (гражданская война, послевоенная разруха). В 1924 году наблюдения возобновились по программе метеостанции 3- го разряда. Дождемер был установлен на участке, принадлежавшем электростанции железной дороги. В октябре 1928 года была вновь организованна метеостанция 2- го разряда, несколько к юго-востоку от метеостанции 3- го разряда, которая в декабре 1928 годы была закрыта. Метеорологическая площадка вновь открытой станции была оборудована на северо-западной окраине Старой Руссы. В 150 – 200 метрах к юго-востоку от площадки проходило полотно железной дороги, за которым начинались городские постройки. На этом месте станция работала вплоть до оккупации немецко-фашистскими войсками в августе 1941 года. После освобождения города станция была восстановлена и 05. 03. 1944 г, начала наблюдения временно в поселке Парфино. Практически одновременно было начато оборудование метеоплощадки на северо-восточной окраине деревни Дубовицы, в 3- х. километрах к северо-западу от Старой Руссы. С 17 июля 1944 года на этой площадке стали проводиться регулярные наблюдения, и станция была перенесена в Дубовицы. 13 марта 1951 года метеоплощадка была вновь перенесена на 125 метров к северо-востоку, в поле, на расстоянии 200-300 метров от восточной окраин деревни, в местечко, называемое Сумрова Роща. К моменту строительства здесь метеостанции, от рощи остались лишь отдельные высокие деревья. Небольшая речка Тулебля огребает территорию станции на расстоянии 80-90 метров от метеоплощадки. 20 марта 1947 года станции Старая Русса присвоен 15-й тип – гидрологическая станция второго разряда, а с 1 января 195 года станция реорганизована в гидрологическую станцию 1-го разряда (Г-1) Старя Русса. Работающая 50 лет в этом статусе, гидрологическая станция Старая Русса проводит широкий комплекс гидрологических и специальных наблюдений ( метеорология, гидрология, водобалансовые наблюдения, агрометеорология, контроль загрязнения природной среды). Климатические и погодные условия. Введение. Люди, животные и растения на суше живут на дне воздушного океана- атмосферы. Температура, влажность, скорость и направление ветра, осадки, их интенсивность, атмосферное давление постоянно изменяется от места к месту, от часа к часу. « мгновенное» состояние атмосферы, или погода обычно определяется в течении часа. Для описания того, что происходит атмосфере за длительные промежутки времени, используется такое понятие, как климат. Его ввел древнегреческий астроном Гиппарх 2200 лет назад. Слово (коиматос) по-гречески означает наклон. Растительность и почва того или иного района, в значительной мере определяются климатическими условиями в то же время сами могут существенно влиять на климат данной местности. Растения высасывают из почвы воду и испаряют ее через крошечные отверстия на листьях - устьица, поэтому в лесу даже сухим летом не так жарко и сухо. Кроме того, растения сберегают почвенную влагу в засушливый период. Характеристики погоды. 1. Температура окружающего воздуха. Жители умеренных широт лучше всего чувствуют себя при температуре 18-25С. Отклонение в ту или иную сторону воспринимаются как неудобство, а выход за пределы  40С - как настоящее стихийное бедствие.
2. Давление атмосферы. Большинство людей не замечают колебаний давления, но они исключительно важны для других элементов погоды и, особенно для ее прогноза. 3. Скорость и направление ветра могут быть самыми различными. 4. Влажность воздуха содержание водяного пара. Важно не только общее, сколько относительное содержании влаги, то есть отношение имеющегося ее количества к максимально возможному при данной температуре. Человек чувствует себя хорошо при относительной влажности 40- 75%. В нашем городе, как известно повышенная влажность. 5. Облачность, осадки - не постоянные, но очень важные природные явления. Шкала Барографа для визуальной оценки скорости ветра
Цель собственных исследований: Научиться самостоятельно, определять:
3. атмосферное давление
Приборы и материалы для исследования: Термометр, психрометр, барометр, компас, измерительная лента, комочек ваты. Ход исследований.
Результаты Исследований: Мы проводили замеры температуры и влажности воздуха, скорости и направления ветра, и атмосферного давления в самой низкой точке города- набережной у живого моста, и самой высокой - дорогой перед главным входом в курорт. В те дни погода сильно менялась: 1 день. Утро было солнечное, теплое, днем солнце периодически скрывалось за облаками, дул холодный ветер, вечером небо было покрыто тучами, ветер оставался по-прежнему холодный, моросил дождь. 2 день. Утром шел дождь, ветер по- прежнему оставался холодным, днем дождь и прорвы ветра усиливались, Вертер становился холоднее, вечером по-прежнему шел дождь, но ветер по - тихоньку затихал… На основе проведенных исследований была составлена таблица, в которой: 1 контрольная точка- набережная 2 контрольная точка – дорога перед главным входом в курорт.
Гидрологический мониторинг реки . Реки несут свои воды в моря Мирового океана или в замкнутые водоемы типа Каспийского или Аральского морей, восполняя потери воды в океанах и морях вследствие испарения. Сегодня реки оказались на грани экологической катастрофы. И как же все-таки изучать реки?
Цвет воды так же зависит от окраски микроорганизмов, взвесей. Цвет воды определяют с борта лодки. Наблюдение за уровнем воды, измерение ее расхода и т.д. позволяют предсказать наводнения, засухи, рассчитать количество водных ресурсов для любой территории земного шара. Метеорологическая станция и метеорологическая площадка. Метеорологическая станция. Все измерения метеорологических элементов, т.е. наблюдения за физическими процессами и явлениями, происходящими в атмосфере, производятся на метеорологических станциях. Большинство измерений производятся по приборам, установленным на площадке, и только отдельные измерения - по приборам, установленным в служебном помещении станции. Согласно требованиям об однообразии измерений, установка приборов должна быть однотипной и удовлетворять определенным требованиям. Поэтому выбору места для установки метеорологических площадок, размещению на них приборов и уходу за площадками должно уделяться большое внимание. Метеорологическая площадка. Для метеорологической площадки выбирается местоположение, чтобы метеорологические измерения, производимые на этой площадке, возможно точнее характеризовали значения метеорологических элементов в данном районе (порядка нескольких десятков километров). Покров метеорологической площадки должен по возможности поддерживаться в естественном состоянии, для чего подход к приборам допускается только по дорожкам. Ограда станции, все подставки для приборов и столбы при нагревании могут внести некоторые искажения в температурный режим площадки, поэтому для уменьшения нагревания солнечными лучами они окрашиваются белой масляной краской. Приборы метеостанции в нашем городе Приборы для измерения атмосферного давления Чашечный ртутный барометр Классический жидкостной барометр, в котором атмосферное давление измеряется по высоте столба ртути в запаянной сверху барометрической трубке, длиной около метра. Трубка в нижней части опущена открытым концом в сосуд с ртутью. Воздуха в трубке нет, а пространство в ее верхней части называется торричеллиевой пустотой. Рядом с трубкой установлена шкала давления, по которой и снимают показания. Атмосферное давление соответствует высоте столбика ртути, который оно уравновешивает. Ртутный барометр - точный прибор и может использоваться для проверки барометров других типов, например анероидов. Метеорологический барограф М-22А Используется внутри помещения метеостанции для графической регистрации величины атмосферного давления в течение недели. При изменении атмосферного давления, расположенные в приборе анероидные коробки - деформируются и управляют вычерчиванием пера на диаграммном бланке самописца. Барабан самописца приводится в действие часовым механизмом. Прибор можно использовать вне помещения, при условии отсутствия сильных морозов (ниже минус 10°С). Барограф такого типа - весьма распространен и всегда есть на любой метеорологической станции. Приборы для измерения уровня осадков Испаромер-осадкомер ГГИ-3000 Представляет собой два металлических сосуда площадью поперечного сечения 300см2, цилиндрической формы, с конусообразным дном. В центре одного из сосудов, наполненного водой, располагается реперная трубка, заканчивающаяся реперной иглой, на которую надевается объемная бюретка. По разности объёмов воды, взятых бюреткой в два последовательных срока наблюдений, определяют количество испарившейся воды. Во втором сосуде располагается дождемерное ведро для того, чтобы исключить расчетным путем попавшие в испаритель осадки. Снегомерная рейка 
Представляет собой прямоугольный длинный брусок длиной в 180 см, шириной 4 см, и толщиной 2 см, изготовленный из сухого, пропитанного олифой дерева. На одной стороне рейки нанесены сантиметровые деления. Конец рейки, о которого начинаются деления, снабжен железным наконечником, укрепленным так. Что начало делений совпадает с нижним обрезом наконечника. Осадкомер Третьякова 
Позволяет измерять уровень жидких, твердых и смешанных осадков. Старый (разработан около полутора столетий назад), но безотказный прибор, в нем просто нечему ломаться. По центру, на высоте двух метров от земли, размещается осадкомерный сосуд с калиброванным сечением верхнего отверстия. Сосуд защищается от ветра металлическими планками, которые торчат кверху в разные стороны. Два раза в сутки наблюдатель заменяет измерительный сосуд другим и измеряет уровень осадков с помощью специального мерного стакана. Количество твердых и смешанных осадков измеряют после того, как они растают. Погрешность измерения прибора составляет 0,1мм. При измерениях вводятся поправки на смачивание осадкомерного сосуда. На площадке установлен также гололедный станок, представляющий собой три столба высотой около двух метров. Столбы соединены между собой металлической проволокой, ориентированной по направлениям широты и долготы места (`широтный` и `меридиональный`). Гололедный станок используется наблюдателями в зимнее время для визуального определения типа отложений: гололёд, изморозь или сложное отложение (гололёд и изморозь вместе), а также продолжительности и хода обледенения, размера и массы отложений. Иней появляется на горизонтальных или слабо наклоненных поверхностях, поэтому его величину при помощи проводов гололедного станка не определить, тем не менее, таким образом можно отличить изморозь от гололёда. На метеостанции установлен плювиограф для непрерывной регистрации количества, продолжительности и интенсивности выпадающих жидких осадков, но в зимний период времени его не используют, и у нас не было возможности познакомиться с этим прибором. Измеритель высоты облачности ИВО 
Используется для измерения высоты нижней границы облаков среднего и нижнего ярусов (до 2...2,5 километров). В основу измерения высоты облаков положен метод светолокации. Прибор состоит из излучателя, приемника и пульта управления. Излучатель и приемник расположены на открытой площадке на расстоянии около 10 метров друг от друга. Световой импульс посылается излучателем и, после отражения от облака, принимается приемником. Передатчик и приемник аналогичны по конструкции и содержат параболические зеркала, защитные стекла и крышки, которые перед измерениями поднимаются дистанционно при помощи электроприводов. Высота облачности определяется по времени, которое требуется световому лучу для прохождения пути от излучателя до приемника, с учетом отражения от облака. Пульт прибора имеет электронно-лучевую трубку и электронную схему компенсации эхо-сигнала, с помощью которых и производятся измерения. Старый прибор, конечно не идущий ни в какое сравнение с современными лазерными измерителями высоты облачности (в настоящее время за границей используются только лазерные измерители), но, тем не менее, пользующийся заслуженным уважением наблюдателей. На метеостанции установлено два комплекта измерителей ИВО, но, к сожалению, второй прибор не работает. Приборы для измерения температуры и влажности воздуха Психрометр и гигрометр 
В одной из двух термометрических будок, установленных на площадке размещены психрометр и гигрометр. Психрометр - это прибор для измерения величины относительной влажности воздуха психрометрическим методом, основанном на зависимости интенсивности испарения с водной поверхности от дефицита насыщения водяного пара соприкасающегося с ней воздуха. Прибор состоит из двух ртутных термометров - сухого и смоченного. Влажность воздуха определяется с использованием таблиц или по формулам по разности показаний двух термометров. Основной частью гигрометра является обезжиренный спиртом или эфиром человеческий волос, обладающий свойством изменять свою длину при изменении относительной влажности окружающего воздуха. При уменьшении относительной влажности - волос укорачивается, а при увеличении - удлиняется. При изменении своей длины, волос придает вращающий момент оси, на которой закреплена стрелка, показывающая величину относительной влажности воздуха на соответствующей шкале. Шкала гигрометра - нелинейная, это объясняется тем, что изменение длины волоса происходит медленнее при больших величинах влажности и быстрее - при малых ее величинах. Психрометр обычно используется в теплое время года, при температуре до минус 10°С, а при более низкой температуре - влажность воздуха определяется по волосяному гигрометру. Термограф и гигрограф В другой термометрической будке - установлены термограф и волосяной гигрограф, которые непрерывно регистрируют суточный ход температуры и влажности воздуха, для определения экстремальных значений в периоды времени между выходами наблюдателя на площадку для снятия показаний. Приемной частью термографа, реагирующей на изменения температуры воздуха, служит изогнутая биметаллическая пластинка. Она состоит из двух спаянных металлических пластинок, обладающих различными коэффициентами температурного расширения. Один конец биметаллической пластинки закреплен неподвижно, к другому концу с помощью системы рычагов присоединена стрелка, на конце которой насажено перо. Перо, прикасаясь к ленте на вращающемся барабане, вычерчивает на ней кривую, соответствующую изменениям температуры воздуха. Приемной частью волосного гигрографа является пучок обезжиренных человеческих волос, прикрепленный к раме, изменение длины которого с помощью системы рычагов передается на стрелку и на перо. Барабан и привод гигрографа - такой же, как и у термографа. Термометры для измерения температуры поверхности почвы 
На площадке есть так называемый участок без растительного покрова, на котором размещены минимальный, максимальный и срочный термометры с ценой деления в половину градуса, для определения температуры поверхности почвы за период наблюдения. В случае выпадения снега термометры кладутся поверх снежного покрова Максимальный термометр - ртутный и измеряет наивысшую температуру за период наблюдения. В конструкции этого термометра есть небольшая хитрость - капилляр с сужением, препятствующим обратному течению ртути при понижении температуры (точно так же, как и у обычного медицинского термометра), поэтому максимальный термометр тоже нужно встряхивать после снятия показаний. Минимальный термометр - спиртовой и его конструкция тоже с особенностью. В его капилляре внутри спирта помещен небольшой тонкий стеклянный штифт с утолщенными тупыми концами. Когда температура поднимается, то спирт, отодвигаясь к резервуару, тянет за собой и штифт, который не может выйти из спирта. Если температура вновь начинает подниматься, то спирт снова проходит мимо штифта, не сдвигая его с места. Таким образом, при наблюдении по положению конца штифта, находящегося дальше от резервуара, можно определить, какая наименьшая температура была в течение периода между двумя наблюдениями. После отсчета термометр переворачивают резервуаром вверх и ждут, пока штифт дойдет до мениска спирта, а потом термометр вновь устанавливают в горизонтальном положении. Срочный термометр - обычный термометр, который без всяких хитростей показывает текущую температуру поверхности почвы во время наблюдения. Приборы для измерения силы и направления ветра Анеморумбометр М-63 
Используется наблюдателями для дистанционного измерения мгновенной, максимальной и средней скоростей и направления ветра в стационарных условиях. В состав прибора входят датчик ветра, установленный на одной из мачт на метеорологической площадке, а также пульт с индикаторами, расположенный на рабочем столе наблюдателя. По словам работников метеостанции, прибор очень надежный и точный, с широким диапазоном измерения скорости ветра и отлично работает при любой погоде. Флюгер Вильда 
Непременный атрибут любой метеостанции. Его конструкция настолько проста и очевидна, что объяснять тут совсем нечего. Можно только отметить что, используя несколько таких приборов с пластинами разного веса, можно измерять скорость ветра в разных диапазонах. В настоящее время такие приборы обычно используется как резервные, например, в случае выхода из строя анеморумбометра. Конструкция флюгера придумал в незапамятные времена гениальный русский ученый в области погоды и климата Вильд, его же именем и был впоследствии назван прибор. Приборы для измерения солнечной радиации Гелиограф 
Самый интересный и красивый прибор, который установлен на метеорологической площадке. Используется наблюдателями для регистрации интенсивности и продолжительности солнечного сияния в течение дня. Стеклянный шар-линза собирает солнечные лучи, фокусирует их и направляет на вогнутую ленту. Ось гелиографа наклонена на угол широты места, где он установлен, т.е. в нашем случае - около 44°, а лента ориентирована так, чтобы в полдень фокус линзы попадал на центральную отметку ленты. На ленте нанесены часовые деления. Если солнце не закрыто облаками, то в результате суточного движения солнца на ленте прожигается прямая полоса. При покрытии солнца облаками - прожог становится слабым или вообще прекращается. По суммарной длине прожога на ленте определяется продолжительность солнечного сияния в часах за сутки. Актинометрическая стрела Это комплекс приборов, размешенных на горизонтальной трубе (стреле), предназначенный для измерения солнечной радиации, которая является основным источником энергии всех природных процессов, протекающих на земле. В метеорологии под термином солнечная радиация понимают энергетическую освещенность, создаваемую излучением, приходящим от Солнца, включая излучение, рассеянное земной атмосферой и облаками и отраженное земной поверхностью. Для измерения прямой солнечной радиации используется актинометр АТ-50 Савинова-Янишевского. Основой прибора является термоэлектрическая батарея, которая направляется на солнце и питает гальванометр. Генерируемый термобатареей электрический ток - пропорционален энергетической освещенности прямой солнечной радиации, величину которой и показывает стрелка гальванометра. Для измерения рассеянной солнечной радиации на метеостанции используют альбедометр, принцип действия которого идентичен актинометру. Приборы имеют некоторые конструктивные отличия, не влияющие на принцип действия. На конце актинометрической стрелы располагается третий прибор - термоэлектрический балансомер Янишевского. С его помощью на метеостанции определяют разности излучения, приходящего на поверхность в виде суммарной радиации, и собственного излучения этой поверхности. В отличие от актинометра и альбедометра, у этого прибора два датчика (две приемные поверхности). Один из них измеряет суммарную радиацию, включая излучение атмосферы. Второй датчик, направленный в сторону поверхности земли - служит для измерения отраженного от земли излучения. В балансомере тоже используются термоэлектрические батареи, которые питают цепи гальванометра. Показания прибора сильно зависят от скорости ветра, поэтому при измерении обязательно учитываются соответствующие поправки. Станция также оборудована автоматизированной метеостанцией АМС-2000 отечественного производства, позволяющей измерять основные метеорологические параметры и передавать их по каналам связи, однако она давно уже не работает. Организация метеослужбы в г.Старая Русса. Основными, так называемыми климатологическими сроками производства метеорологических измерений и наблюдений являются 1,7,13 и19 часов местного среднего солнечного времени. В эти сроки на метеостанциях определяются дальность видимости, атмосферные явления, облачность (количество, форма и высота нижней границы облаков), давление атмосферы, направление и скорость ветра, температура и влажность воздуха, температура почвы. Кроме того, в 7 часов измеряются высота снежного покрова ( при наличии его) и дается его характеристика, в 7 и 19 часов измеряется количество выпавших осадков и отмечается состояние поверхности почвы. Атмосферные явления и все изменения погоды должны наблюдаться на станциях непрерывно в течении суток. В зимнее время при наличии снежного покрова периодически проводится определение плотности снежного покрова и содержащегося в нем запасы воды. Измерения прямой солнечной радиации, рассеянной, отраженной радиации а так же радиационного баланса производится шесть раз в сутки (0 ч.30 мин., 6 ч.30 мин., 9 ч. 30 мин., 15 ч. 30 мин., 18 ч. 30 мин.) С помощью Интернета все полученные замерения отправляются в Московский метеорологический центр прогнозирования. Выводы Мы посетили метеостанцию, узнали, для чего нужен прогноз погоды, выяснили, какие приборы расположены на метеостанции, какие сведения собирает метеослужба. Провели собственные наблюдения по измерению скорости и направления ветра, температуры и влажности воздуха, измерения атмосферного давления. Список Литературы
( Приложение к газете 1 сентября)
Авторы: М.С. Стернат и А.А. Сапожников. жүктеу/скачать 289.8 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||