Метеорологические приборы - Meteorological instrumentation

Термометр Галилео

Метеорологические приборы или же погодные инструменты оборудование, используемое для определения состояния атмосферы в данный момент времени. У каждой науки есть свои уникальные наборы лабораторного оборудования. Однако метеорология - это наука, которая не использует много лабораторного оборудования, но больше полагается на наблюдения на месте и дистанционное зондирование оборудование. В науке - наблюдение или наблюдаемый, это абстрактная идея, которую можно измерить и для которой можно взять данные. Дождь был одной из первых величин, измеренных исторически. Два других точно измерены Погода -связанные переменные - ветер и влажность. До 15 века было предпринято множество попыток построить соответствующее оборудование для измерения атмосферных переменных.

История метеорологического прибора

В середине XX века для измерения погодных явлений использовались дождемер, анемометр и гигрометр. В 17 веке были созданы барометр и термометр Галилея, а в 18 веке - термометр со шкалами Фаренгейта и Цельсия. В 20 веке были разработаны новые инструменты дистанционного зондирования, такие как метеорологические радары, метеорологические спутники и профилометры ветра, которые обеспечивают более качественный сбор данных как на региональном, так и на глобальном уровне. Приборы дистанционного зондирования собирают данные о погодных явлениях на некотором расстоянии от прибора и обычно хранят данные там, где находится прибор, и часто передает данные через определенные интервалы в центральные центры обработки данных.

В 1441 году король Седжонг Сын России, принц Мунджонг, изобрел первый стандартизированный дождемер. Они были отправлены в Династия Чосон Кореи в качестве официального инструмента для оценки земельных налогов на основе потенциального урожая фермера. В 1450 г. Леоне Баттиста Альберти разработал анемометр с качающейся пластиной и известен как первый анемометр.[1] В 1607 г. Галилео Галилей строит термоскоп. В 1643 г. Евангелиста Торричелли изобретает ртутный барометр.[1] В 1662 году сэр Кристофер Рен изобрел механический датчик дождя с опрокидывающимся ковшом. В 1714 г. Габриэль Фаренгейт создает надежную шкалу для измерения температуры термометром ртутного типа.[2] В 1742 г. Андерс Цельсий, шведский астроном, предложил температурную шкалу по шкале Цельсия, предшественницу нынешней Цельсия шкала.[3] В 1783 году первые волосы гигрометр демонстрируется Гораций-Бенедикт де Соссюр. В 1806 г. Фрэнсис Бофорт представил свой система классификации скорости ветра.[4] Запуск первого успешного метеорологического спутника в апреле 1960 г. ТИРОС-1, положил начало эпохе, когда информация о погоде стала доступной во всем мире.

Это также использовалось для измерения температуры окружающего воздуха.

Типы метеорологических приборов

Современный барометр-анероид 2020
Смотрите также: Список погодных инструментов

Термометр измеряет воздух температура, или кинетическая энергия молекул в воздухе. Барометр измеряет атмосферное давление, или давление, оказываемое весом Атмосфера Земли над определенным местом. Анемометр измеряет ветер скорость и направление ветра в месте установки. Гигрометр измеряет относительная влажность в месте, которое затем можно использовать для вычисления точка росы. Радиозонды непосредственно измерять большинство этих величин, за исключением ветра, который определяется путем отслеживания сигнала радиозонда с помощью антенны или теодолит. Дополнение к радиозондам a сеть сбора самолетов организован Всемирная метеорологическая организация (ВМО), которые также используют эти инструменты для составления отчетов о погодных условиях в соответствующих местах. А звуковая ракета или же ракетный зонд, иногда называемая исследовательской ракетой, представляет собой ракету с приборами, предназначенную для измерений и проведения научных экспериментов во время суборбитального полета.

А пиранометр это тип актинометр используется для измерения широкополосной солнечной радиации на плоской поверхности и представляет собой датчик, предназначенный для измерения плотности потока солнечного излучения (в ваттах на квадратный метр) из поля зрения 180 градусов. А облакомер это устройство, которое использует лазер или другой источник света для определения высоты нижней границы облака. Облакомеры также могут использоваться для измерения концентрации аэрозолей в атмосфере. А потолочный шар используется метеорологами для определения высоты основания облаков над уровнем земли в светлое время суток. Принцип, лежащий в основе потолочного шара, - это воздушный шар с известной скоростью подъема (как быстро он поднимается) и определение того, как долго воздушный шар поднимается, пока не исчезнет в облаке. Умножение скорости подъема на время подъема дает высоту потолка. А дисдрометр инструмент, используемый для измерения распределение капель по размеру и скорость падения гидрометеоры. Дождемеры используются для измерения осадки который падает в любой точке суши Земли.

Дистанционное зондирование, используемое в метеорологии, представляет собой концепцию сбора данных о отдаленных погодных явлениях и последующего получения информации о погоде. Каждый инструмент дистанционного зондирования собирает данные об атмосфере из удаленного места и, как правило, хранит данные там, где он расположен. Наиболее распространенными видами дистанционного зондирования являются: радар, лидар, и спутники (также фотограмметрия ). Основное применение радара - сбор информации о зоне покрытия и характеристиках осадков и ветра. Спутники в основном используются для определения облачного покрова, а также ветра. СОДАР (ТАКник Dобнаружение Аnd рanging) - это метеорологический прибор как одна из разновидностей профилометра ветра, который измеряет рассеяние звуковых волн атмосферной турбулентностью. Системы Sodar используются для измерения скорости ветра на разной высоте над землей, а термодинамический структура нижнего слоя атмосферы. Радар и лидар не пассивны, потому что оба используют электромагнитное излучение для освещения определенной части атмосферы.[5] Метеорологические спутники наряду с более универсальными спутниками наблюдения Земли, вращающимися вокруг Земли на различных высотах, стали незаменимым инструментом для изучения широкого спектра явлений от лесных пожаров до Эль-Ниньо.

Метеостанции

А метеостанция это объект с приборами и оборудованием для наблюдения за атмосферный условия для предоставления информации, чтобы сделать прогноз погоды и изучать погоду и климат. Сделанные измерения включают температура, барометрическое давление, влажность, скорость ветра, направление ветра, и осадки суммы. Измерения ветра производятся без каких-либо других препятствий, в то время как измерения температуры и влажности проводятся без прямого солнечного излучения или инсоляция. Ручные наблюдения проводятся не реже одного раза в день, а автоматические - не реже одного раза в час.

Наблюдения за приземной погодой

Основная статья: Наблюдение за погодой на поверхности
Метеостанция в Милдьюра аэропорт, Виктория, Австралия.

Наблюдения за приземной погодой основные данные, используемые для безопасности, а также климатологический причины для прогноз погоды и выпускать предупреждения по всему миру.[6] Они могут быть сняты вручную, метеорологом, компьютером с использованием автоматизированных метеостанций или по гибридной схеме с использованием метеорологических наблюдателей для дополнения автоматизированной метеостанции. В ИКАО определяет Международная стандартная атмосфера, которая является моделью стандартного изменения давления, температуры, плотность, и вязкость с высота в атмосфере Земли и используется для понижения давления на станции до давления на уровне моря. Наблюдения за аэропортом могут быть переданы по всему миру с помощью METAR соблюдение кода. Персональные метеостанции, ведущие автоматические наблюдения, могут передавать свои данные в США. мезонет за счет использования Программа Citizen Weather Observer (CWOP) или на международном уровне через Weather Underground Интернет сайт.[7] Для определения климата станции традиционно используется среднее значение данных наблюдений за погодой за тридцать лет.[8]

Смотрите также


Рекомендации

  1. ^ а б Якобсон, Марк З. (июнь 2005 г.). Основы атмосферного моделирования (мягкая обложка) (2-е изд.). Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета. п. 828. ISBN  978-0-521-54865-6.
  2. ^ Григулл У., Фаренгейт, пионер точной термометрии. Теплообмен, 1966, Труды 8-й Международной конференции по теплопередаче, Сан-Франциско, 1966, т. 1.
  3. ^ Бекман, Олоф, История температурной шкалы Цельсия., переведено, Андерс Цельсий (Elementa, 84: 4,2001); английский
  4. ^ Билл Джайлз O.B.E. (2009). Шкала Бофорта. BBC. Проверено 12 мая 2009.
  5. ^ Пиблз, Пейтон, [1998], Принципы работы радара, John Wiley & Sons, Inc., Нью-Йорк, ISBN  0-471-25205-0.
  6. ^ Управление Федерального координатора метеорологии. Программа наблюдений за приземной погодой. В архиве 2009-05-06 на Wayback Machine Проверено 12 января 2008.
  7. ^ Погода под землей. Персональная метеостанция. Проверено 9 марта 2008.
  8. ^ Метеорологический офис. Климатические средние. В архиве 2009-07-06 на Wayback Machine Проверено 9 марта 2008.