Poprawka atmosferyczna dla pomiarów

dalmierzem świetlnym

MARCELA ODROBIŃSKA

ZOD RUDA ŚLASKA

ROK II, SEMESTR 3,

ROK AKADEMICKI 2012/2013

NR 26, GR. 2

Wstęp

Poprawkę atmosferyczną ustala się na stanowisku instrumentu na podstawie pomiaru parametrów meteorologicznych: ciśnienia p wyrażonego w mm Hg, w hektopaskalach (hPa) lub milibarach (mb), temperatury t w stopniach Celsjusza (⁰C) lub w Kelwinach (K), a czasem dodatkowo wilgotność względem powietrza w procentach. Wartość poprawki jest wyrażana w mm/km lub w ppm (parts per milion), czyli milionowych częściach mierzonej odległości. Poprawkę atmosferyczną oblicza się z dokładnością do 1 mm jako wartość proporcjonalną do wyniku pomiaru wyrażonego w kilometrach. Poprawkę określa się za pomocą wzorów, tablic lub nomogramów zamieszczonych przez producenta w fabrycznej instrukcji obsługi dalmierza. Współczesne dalmierze obliczają poprawkę i redukują odległość samoczynnie po wprowadzeniu danych meteorologicznych.

Obliczanie poprawki atmosferycznej do pomiaru długości dalmierzem elektrooptycznym

1. Obliczenie współczynnika załamania w powietrzu dla fal optycznych (wzory Barella i Searsa):

Grupowy współczynnik załamania dla fal optycznych – NgO (światło widzialne i podczerwień bliska) dla suchego powietrza o temperaturze O^oC (273,15 K), ciśnieniu 760 mmHg (1013,25 hPa) wynosi:

$$\mathbf{NgO = 287,604 +}\frac{\mathbf{4,8864}}{\mathbf{\lambda}^{\mathbf{2}}}\mathbf{+}\frac{\mathbf{0,0680}}{\mathbf{\lambda}^{\mathbf{4}}}$$

gdzie:

λ – długość fali wyrażona w μm

NgO – wyrażone w ppm

1. Obliczenie współczynnika załamania światła dla atmosfery standardowej (n₀) :

Średnie warunki meteorologiczne przyjmowane na poziomie morza dla tzw. atmosfery standardowej wynoszą:

t = + 15oC (288,15 K)

p = 1013,25 hPa (760 mm Hg)

e = 10,87 hPa (8,1 mm Hg)

$$\mathbf{n}_{\mathbf{0}}\mathbf{=}\mathbf{NgO \times}\mathbf{0,3594}\mathbf{\times}\frac{\mathbf{p}}{\mathbf{T}}\mathbf{-}\mathbf{15,02}\mathbf{\times}\frac{\mathbf{e}}{\mathbf{T}}\mathbf{=}NgO \times 0,3594 \times \frac{760}{288,15} - 15,02 \times \frac{8,1}{288,15}$$

gdzie:

T – temperatura powietrza [ ^oK ]

p – ciśnienie atmosferyczne [mm Hg]

e – ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu [mm Hg]

Spis treści:

1. Część opisowa 1-2 str.

2. Część obliczeniowa - zadanie 3 str.

lub

$$\mathbf{n}_{\mathbf{0}}\mathbf{=}\mathbf{NgO \times}\mathbf{0,2696}\mathbf{\times}\frac{\mathbf{p}}{\mathbf{T}}\mathbf{-}\mathbf{11,27}\mathbf{\times}\frac{\mathbf{e}}{\mathbf{T}}\mathbf{=}NgO \times 0,2696 \times \frac{1013,25}{288,15} - 11,27 \times \frac{10,87}{288,15}$$

gdzie:

T – temperatura powietrza [ ^oK ]

p – ciśnienie atmosferyczne [hPa]

e – ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu [hPa]

1. Obliczenie współczynnika załamania światła dla konkretnych warunków atmosferycznych n:

Zastosowanie wzorów jak w przypadku współczynnika załamania światła dla atmosfery standardowej:

$$\mathbf{n}_{\mathbf{0}}\mathbf{=}\mathbf{NgO \times}\mathbf{0,3594}\mathbf{\times}\frac{\mathbf{p}}{\mathbf{T}}\mathbf{-}\mathbf{15,02}\mathbf{\times}\frac{\mathbf{e}}{\mathbf{T}}$$

lub

$$\mathbf{n}_{\mathbf{0}}\mathbf{=}\mathbf{NgO \times}\mathbf{0,2696}\mathbf{\times}\frac{\mathbf{p}}{\mathbf{T}}\mathbf{-}\mathbf{11,27}\mathbf{\times}\frac{\mathbf{e}}{\mathbf{T}}$$

1. Obliczenie poprawki atmosferycznej ze wzoru:

ΔD=D₀(n₀−n)

gdzie:

D₀ - pomierzona odległość

n₀ - współczynnik załamania dla atmosfery standardowej

n - współczynnik załamania dla aktualnych pomierzonych warunków atmosferycznych