Meteorologia i klimatologia – ćwiczenia
Temperatura powietrza
PRZYRZĄDY POMIAROWE:
termometr cieczowy – zasada działania ( wykorzystuje się rozszerzalność cieplną cieczy [ długość słupka cierzy jest wprost proporcjonalna do temperatury] wykorzystywane ciecze: rtęć alkohol touen)
termometr zwykły – pomiar chwilowej temp. zbiorniczek z rtęcią posebrzany, kapilara połączona z zbiorniczkiem( wewnątrz kapilay przesuwa się rtęć), skala z podziałką termometryczną, szklana osłona
termometr bimetaliczny – pomiar temp. odbywa się za pomocą ukł. bimetalicznego wewnątrz czujnika termometrycznego. Element bimetaliczny to 2 nierozerwalne połączone paski różnych metali. Każdy z metali ma inny współczynnik rozszerzalności cieplnej, dzięki czemu element zmienia krzywiznę przy zmianie temp. Sam system bimetaliczny składa się z paska bimetalicznego zwiniętego śrubowo albo spiralnie, zależnie od rozmiaru czujnika i mierzonej temp.
termometr elektryczny- czujnikami reagującymi na zmiany temp. pow. są najczęściej termistory lub specjalnie konstruowane do tego cel układy półprzewodnikowe, których charakterystyki prądowe lub napięciowe silnie uzależnione są od temp. złącza. czujniki termometrów elektronicznych mają mała mase i rozmiary
termometr maksymalny –pomiar najwyższej temp pow jaka wystąpiła w ciągu doby. BUDOWA: zbiorniczek z rtęcią, w jego dnie wtopiony jest szklany pręcik chodzący swoim końcem do kapilary w tym miejcu tworzy się przewężenie, skala z podziałką termometryczną i szklana osłona. DZIAŁANIE : momencie zwiększenia obj. rtęci pod wpływem wzrostu temp, ciśnienie w zbiorniczku przepycha rtęć przez kapilarę i wysokość słupka rtęci w rurce rośnie. a w przypadku spadku temp. rtęć w zbiorniczku kurczy się słupek rtęci w kapilarze ulega przerwaniu i wysokość słupka rtęci w rurce pozostaje stała .
termometr minimalny –BUDOWA zbiorniczek w kształcie widełek, kapilara skala z podziałką termometryczną szklana słona: działanie: wypełniony jest alkoholem wielocząsteczkowym o bardzo niskiej temperaturze krzepnięcia i dużym napięciu powierzchniowym. Rurka pomiarowa ma dużą średnicę, wewnątrz rurki, w cieczy rozszerzalnej, znajduje się barwny pręcik szklany, Ciecz rozszerzalna, zwiększając swoją objętość swobodnie przeciska się między pręcikiem a ścianką wewnątrz rurki. Pręcik pozostaje w miejscu. W przypadku gdy temp spada na tyle że menisk cieczy rozszerzalnej dojdzie do pręcika duże napięcie powierzchniowe menisku przesuwa pręcik w stronę, w którą wwędruje menisk.
Czynniki warunkujące zróżnicowanie temperatury :
szerokość geograficzna ( kąt padania promieni słonecznych, który decyduje o stopniu nagrzania podłoża.
zachmurzenie ( wpływa na zmniejszenie ilości promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni Ziemi, co powoduje niższą temp
ukształtowanie powierzchni – im wyżej tym niższa temperatura
rodzaj podłoża podłoże jasne w mniejszym stopniu pochłaniają promieniowanie słoneczne niż ciemne
krążenie powietrza – wiatry przemieszczają cieple lub zimne powietrze wpływając przez to na jego temperature.
Gradient termiczny - umożliwia określenie stanu równowagi w atm.
wilgotnoadiabatyczny 0,6 stopni / 100m
suchoadiabatyczny 1 stopień / 100 m
Ciśnienie atmosferyczne
Przyrządy pomiarowe
barometr cieczowy – Do pomiaru ciśnienia atmosferycznego wykorzystywana jest tu ciecz o dużej gęstości – przeważnie rtęć – umieszczona w pionowej, szklanej rurce długości ok. 80-90 cm, zaślepionej w górnym końcu i pozbawionej powietrzna. Ciśnienie hydrostatyczne cieczy równoważy ciśnienie atmosferyczne, a wysokość słupa cieczy uzależniona jest od tego ciśnienia. Zakłócenia w pracy barometrów cieczowych mogą być spowodowane odchyleniem od pozycji pionowej, zmianą gęstości cieczy przy zmianie temperatury otoczenia, dostaniem się powietrza do tzw. Próżni Torriciellego nad cieczą, zmianą wysokości słupa cieczy z powodu sił przylegania cieczy do ścianek rurki. W przypadku rtęci, siła ta jest ujemna i powoduje obniżanie się poziomu cieczy w cienkich rurkach.
barometr deformacyjny – posiada receptor w postaci blaszanej puszki z jej wnętrze częśćiowo usuwa się powietrze co bezpośrednio powoduje, że zachodzące zmiany ciśnienia łatwo powodują odkształcenia sprężystej powierzchni ścianek, Odkształcenia te przekazwane za pośrednictwem układu przenoszenia na elemen wskazujący lub rejestrujący.
barograf – przyrząd samopiszący mierzący i rejestrujący przbie ciśnienia atm zasada: odkształcenia puszek są przekazywane przez system dzwigni na barogram
pojęcia :
ciśnieni normalne – wys słupa rtęci zmienia się w zależności od temp a jego ciężar od siły ciężkości w danym miejscu.
warunki standardowe : temp równa 0 stopni celcjusza; wysokość nad poziomem morza (0 m.n.p.m) ; 45 stopni szerokośći geogr ( g =9,81 m/s2)
Hipsometry służą do pomiaru ciśienia atm a podst temp wrzenia wody.
Gradient to zmiana wartości ciśnienia na jednostkę:
odległości – gradient poziomy ( 100 lub 111 km = 1 stopie)
wysokość - gradient pionowy ( 100m)
Gradient baryczny: poziomu ( 1-3 hPa/100km) pionowy ( 12,5 hPa/100m)
stopień baryczny to wysokość ( w m) na jaką należy się wnieść lub opuścic aby ciśnienie zmieniło się o 1 hPa.