Прибор измеряющий плотность снега

Метеоролог и я

Научно-популярный метеорологический проект

Снегомерные рейки и весовой снегомер

На сей раз речь пойдёт о деревянных брусках, металлических цилиндрах и весах. Нет, это не дачный набор огородника-любителя, а инструменты для серьёзной работы: измерения снега и его характеристик (во всяком случае именно для этого применяются вышеуказанные предметы метеорологом).

Зимой к стандартным измерениям добавляются наблюдения за снежным покровом. Для этого на метеорологической площадке устанавливаются три снегомерные рейки. Они представляют собой деревянные бруски длинной 180 см, шириной 6 см и толщиной 2,5 см. На рейки нанесена шкала с сантиметровыми делениями.

Но это ещё не всё…

Три раза в месяц (в конце каждой декады), наблюдатели всей страны выходят на измерения снега в поле и лес (точнее многие, ведь там, где нет снега, измерять то нечего). Кроме определения высоты снега метеорологи измеряют его плотность. Узнаем, что же является главными инструментами наблюдателя на снегосъёмке.

Для определения высоты снега используется переносная снегомерная рейка, которая представляет собой брусок длинной 180 см, шириной 4 см и толщиной 2 см. На нижнем конце рейки имеется металлический наконечник, который позволяет проникать к земле через твердый снег или ледяную корку. На лицевой стороне рейки нанесена шкала в сантиметрах.

Для измерения плотности снега на маршруте используется «снегомер весовой ВС-43«. Он состоит из двух частей: металлического цилиндра и весов.

На одном его конце прикреплено кольцо с режущими зубьями (1). Зубья помогают прорезать снег и ледяную корку у земли. С другого конца цилиндр закрыт крышкой. Также на цилиндре нанесена сантиметровая шкала для измерения высоты измеряемого столба снега. Вдоль цилиндра свободно перемещается кольцо с ручкой (2) для подвешивания на весах.

Представляют собой металлическую реечку (3) с грузом (4). На одном конце линейки закреплён крючок, на который вешается цилиндр. На небольшом расстоянии от него крепится подвес со стрелкой (5). По всей длине рейки перемещается груз, который уравновешивает подвешенный цилиндр. Также на рейке имеется шкала, показывающая массу взвешиваемого снега.

Таким образом, по полученным с помощью снегомера значениям рассчитываются плотность снега, а также запасы воды в нём. Эти данные в первую очередь важны для сельского хозяйства в целях оценки будущего увлажнения почвы. Также наблюдения за снежным покровом позволяют выявить наличие/отсутствие ледяной корки и состояние почвы под снегом. От этого зависит состояние побегов озимых. Кроме того, в период снеготаяния весной, данные снегосъёмок необходимы для гидрологических прогнозов паводков и половодий.

Источник

Снегомер

Содержание

Устройство

Снегомер состоит из цилиндра с режущими зубьями и сантиметровой шкалой на наружной поверхности, крышки, ручки, и весового устройства: серьги для подвешивания, коромысла, призмы, стрелки, груза. В комплект входит также лопаточка.

Проведение измерений

Измерения проводят следующим образом. На ровном участке цилиндр снегомера погружается зазубренным концом строго вертикально в снег до соприкосновения с подстилающей поверхностью. Если попадаются снежные корки, лёгким подкручиванием цилиндра их прорезают. Когда труба достигнет почвы, записывают высоту снежного покрова по шкале. Затем с одного бока цилиндра отгребается снег, и под нижний конец цилиндра подводится специальная лопаточка. Вместе с ней цилиндр вынимают из снега и переворачивают нижним концом вверх. Очистив цилиндр от снега снаружи, подвешивают его к крючку весов. Весы уравновешивают при помощи подвижного груза и записывают число делений по линейке снегомера.

Плотность снега определяется как отношение веса пробы к её объёму, по формуле:

• р — плотность пробы снега, г/см³;
• G — вес пробы, в граммах;
• S — приёмная площадь цилиндра, см²;
• H — высота пробы снега, см.

Разновидности снегомеров

Кроме описанного выше весового снегомера, где пробу снега взвешивают, существуют также объёмные снегомеры, не имеющие приспособлений для взвешивания. В этих снегомерах взятую пробу снега растапливают и измеряют мензуркой или дождемерным стаканом объём образовавшейся воды. Такие приборы применяются обычно на стационарных постах и станциях.

Существуют также гамма-снегомеры, принцип действия которых основан на измерении ослабления снегом гамма-излучения от источника, помещённого в снежный покров. Это позволяет проводить дистанционные измерения.

Одним из наиболее распространённых в России является весовой снегомер ВС-43.

Источник

Снегомерные рейки. Весовой снегомер ВС-43. Плотность снега и ее измерение

При первом появлении снежного покрова (для большинства районов России совпадает с устойчивым переходом средней суточной температуры воздуха через 0°С) на метеорологических станциях ежедневно измеряют высоту снежного покрова по трем постоянным снегомерным рейкам (рис. 6.4, а) (затем вычисляют среднюю высоту), определяют степень покрытия снегом окружающей территории в баллах (от 0 до 10), качественно оценивают равномерность залегания снежного покрова (равномерно, с оголенными местами и т. д.).

В последний день декады на полях с озимыми и многолетними травами проводят снегомерные съемки. На маршруте длиной 1 км через каждые 10 м переносной снегомерной рейкой (рис. 6.4, б) измеряют высоту снежного покрова, а через каждые 100 м определяют плотность снега.

Для этой цели предназначен походный весовой снегомер ВС-43 (рис. 6.4), состоящий из металлического цилиндра и весов (безмена). Цилиндром берут пробу снега, взвешивают и рассчитывают плотность, г/см куб.

где m – масса снега, г;
V – объем снега, см куб.;
5 – цена деления шкалы весов, г;
n – число делений, отсчитанных по шкале;
50 – площадь сечения цилиндра, см кв.;
h – высота снега по шкале цилиндра, см.

Плотность снега изменяется от 0,01 г/см куб. (свежевыпавший снег) до 0,6 г/см куб. (слежавшийся снег, начавший таять), в зимние месяцы средняя плотность снежного покрова составляет около 0,2 г/см куб.

Плотность снега – важная характеристика снежного покрова. От нее зависит, во-первых, теплопроводность снега: чем больше плотность, тем больше теплопроводность. При плотности снега 0,2-0,3 г/см куб. коэффициент теплопроводности составляет 0,13-0,25 Вт/(м – К). Таким образом, коэффициент теплопроводности снега в 10 раз больше, чем у неподвижного воздуха, но в 10 раз меньше, чем у почвы (см. табл. 3.1).

Во-вторых, от плотности в значительной степени зависит запас воды в снежном покрове, т. е. какой слой воды (в мм) образуется при полном таянии снежного покрова:

где h_cp – средняя высота снега на маршруте, см;
р_ср – средняя плотность снега, г/см куб.

В сельскохозяйственной практике обычно все расчеты ведутся в кубических метрах или тоннах на 1 га. Тогда

При снегосъемках в местах взятия проб отмечают также наличие ледяных корок. Особенно важно установить наличие притертой ледяной корки, образующейся на поверхности почвы.

Запасы воды в снеге определяют также гамма-снегомером и некоторыми другими приборами с применением радиоизотопов по радиоактивному излучению: ослабление интенсивности излучения после прохождения через снежный покров обычно пропорционально количеству воды в снеге. По этому же принципу определяют запас воды в снеге с искусственных спутников Земли, используя естественную радиоактивность нашей планеты.

Источник

Измерение снежного покрова

Назначение

Система предназначена для контроля высоты снежного покрова на кровле здания. Применение данной системы позволяет предотвратить повреждения кровли от снеговой нагрузки и снизить эксплуатационные расходы по обслуживанию зданий.

Применение

• Плоские, мембранные кровли
• Кровли большой площади
• Светопрозрачные конструкции
• Стадионы, ангары, навесы
• Кровли сложной конфигурации
• Участки труднодоступной кровли
• При наличии на кровле фонарей и участков легкосбрасываемой кровли
• Комплексы строений

Возможности

• Контроль уровня снежного покрова в режиме реального времени
• Автоматический расчет нагрузки на кровлю в зависимости от высоты выпавшего снега
• Сигнализация о превышении заданных значений уровня снега
• Управление системой обогрева кровли

Состав системы

Блок управления датчиком дистанции

Блок сбора информации

Принцип работы

На кровле монтируются ультразвуковые датчики дистанции с блоками управления и питания, блок сбора информации, передаваемой датчиками по радиоканалу.

Шкаф управления, установленный в диспетчерской, включает в себя модуль визуализации на базе промышленного компьютера, оборудование сигнализации, а также силовую и защитную аппаратуру.

Блок управления датчиком дистанции с периодичностью в 30 минут дает команду датчику на измерение высоты снежного покрова. Измеренные данные передаются по радиоканалу в блок сбора информации.

Блок сбора информации объединяет данные, полученные от датчиков, и передает их в блок визуализации.

Блок визуализации производит анализ полученных данных. Специальный интерфейс позволяет представить их в виде наглядных графиков и таблиц, а также преобразовать высоту снежного покрова в весовую нагрузку.

Подробности сертификации

Информация для заказа

Блок сбора информации SIVSP.01-00

Блок управления датчиком дистанции SIVSP.02-00

Датчик дистанции SIVSP.05-00

Кронштейн крепления датчика дистанции SIVSP.04-00

Шкаф электрический низковольтный ШУ-ТС-1-010-000-05543-0001

Источник

Видеообзор осадкомера и снегомерной рейки. Изучаем атмосферные осадки!

Вы знали, что каждую секунду на землю выпадают тонны атмосферных, геологических, донных и химических осадков? Да-да, осадки бывают разные, их десятки видов! Сегодня мы разберемся, что такое атмосферные осадки. И расскажем детям, чем их измеряют и зачем.

Вы непременно слышали о круговороте воды в природе. Так вот, атмосферными осадками называют воду, падающую с неба. Будь то в жидком, твердом или сразу в двух агрегатных состояниях. Не вдаваясь в детали, атмосферные осадки можно разделить на:

• обложные : дождь, переохлажденный дождь, ледяной дождь, снег, дождь со снегом;
• моросящие : морось, переохлажденная морось, снежные зерна;
• ливневые : ливневый дождь, ливневый снег, ливневый дождь со снегом, снежная крупа, ледяная крупа, град;
• неклассифицированные : ледяные иглы, золяция (водяные пузыри);
• на поверхности земли и на предметах : роса, иней, кристаллическая изморозь, зернистая изморозь, гололед, гололедица.

Детям дошкольного возраста сложно сразу охватить такую детализацию. Поэтому для начала достаточно различать дождь, снег и град, плюс их интенсивность. В детском саду определять эту самую интенсивность (количество осадков) можно по-разному:

• непосредственным наблюдением за процессом выпадения осадков (анализируя видимость, размер капель или снежинок, скорость появления и размер луж, снежного покрова и т. д.);
• измерением: уровня дождя и снега — с помощью осадкомера, уровня снега — с помощью специальной линейки.

Осадкомер и снегомерная линейка — приборы, которые Вы видели в видеообзоре. Если еще не смотрели? — Кликайте и смотрите! Кроме них на детской метеоплощадке есть еще гололедный станок и мерзлометр. Но об этих метеоприборах мы расскажем в другой раз. Когда будем говорить об инее, изморози, гололеде и гололедице.

Осадкомер: собрать, растопить, измерить

Второе название модели осадкомера, оснащенной лепестковой ветрозащитой, — дождемер Третьякова. Повторимся, это метеоприбор для определения уровня выпавших жидких и твердых осадков:

• их собирают в мерное ведро,
• при необходимости растапливают при комнатной температуре, исключая испарение,
• и измеряют в мерном стакане (только в жидком состоянии).

Вообще, осадки — одна из ключевых характеристик климата, регионального и глобального. Регулярность, интенсивность и распределение осадков по поверхности Земли имеет огромное значение для многих отраслей народного хозяйства. Особенно для сельскохозяйственной сферы.

Осадкомер на нашей метеоплощадке состоит из:

• мерного ведра (приемного сосуда) в форме усеченного конуса, установленного на тагане и огражденного ветрозащитой (пластинами из оргстекла),
• пластикового мерного стакана со шкалой (мм), предназначенного для измерения уровня выпавших осадков.

Осадкомер на метеоплощадке «Умничка™»

Осадкомер устанавливают на металлическом столбе, соблюдая два правила. Первое: приемная поверхность должна находиться на высоте не менее 2 м от земли. Второе: располагаться она должна строго горизонтально.

Научное наблюдение за атмосферными осадками — это определение вида осадков, их интенсивности, времени выпадения, а также измерение их количества. Чтобы узнать количество осадков с помощью дождемера, следует измерить толщину слоя выпавшей воды в миллиметрах. Для этого воду из мерного ведра сливают в мерный стакан, после чего по шкале на стенке стакана определяют, сколько мм осадков выпало за период.

Интересно! В среднем на всей Земле выпадает около 1000 мм атмосферных осадков в год. А в пустынях и в высоких широтах — менее 250 мм в год.

Линейка для измерения снежного покрова

Плотность и толщина — основные величины, характеризующие снежный слой. Располагая этими данными, рассчитывают запас воды в снежном покрове. Характер залегания снега также имеет важное значение:

• равномерный (без сугробов);
• умеренно неравномерный (небольшие сугробы) без оголенных мест или с оголенными местами;
• очень неравномерный (большие сугробы) без оголенных мест или с оголенными местами;
• с проталинами — лежит только местами.

Подобные сведения очень ценны для многих отраслей народного хозяйства. Важны для прогнозирования будущего урожая и агротехнических мероприятий.

Линейка для измерения снежного покрова представляет собой металлическую планку со шкалой на одной из широких сторон. Линейку вкапывают в землю строго вертикально и так, чтобы нулевое деление шкалы соответствовало уровню подстилающего слоя (почвы), а сама шкала стремилась вверх. Именно по этой шкале и определяют высоту (уровень, толщину) снежного покрова.

На детской метеоплощадке высота снега определяется в см. Измерение уровня снега с помощью снегомерной линейки на метеоплощадке проводить очень легко. Смотрим на значение первого видимого деления на уровне поверхности снежного покрова.

Практика!

Занятие 1. Знакомство с осадкомером

Дети, вы видели когда-нибудь такую странную корзинку с ведром, да еще и на высокой ножке? (ответы) Представляете, метеорологи используют такой прибор, чтобы точно знать, сколько дождика или снега упало с неба. И называют они такой прибор «Осадкомер». Догадались, почему? Верно, потому что осадкомером измеряют осадки! Давайте рассмотрим его поближе.

Смотрите, в центре корзинки стоит ведерко — специально, чтобы в него капал дождик (падал снег). Вот эта корзиночка из прозрачных прямоугольников нужна, чтобы ветер не сдул наше ведерко. Она так и называется — «ветрозащита». А еще у нас тут есть мерный стаканчик. Мерный — потому что на нем есть шкала с черточками-делениями и числами.

Ребята, давайте поиграем в метеорологов и попробуем измерить, сколько дождика (снега) выпало прошлой ночью (за эти дни)? Как вы думаете, что нужно сделать? (ответы) Правильно, берем ведерко, переливаем водичку из ведерка в стакан и смотрим, сколько же у нас дождика (талого снега). Посмотрите, ребята, сколько у нас получилось осадков? Правильно, ___ мм!

Какие мы молодцы! Теперь мы умеем определять количество осадков с помощью метеорологического осадкомера! (Вопросы от детей, воспитателя; игра на измерение количества осадков.)

Занятие 2. Знакомство со снегомерной линейкой

Ребята, кто-нибудь помнит, как измеряют рост огромной линейкой? (ответы) Замечательно! На нашей метеоплощадке тоже есть большая линейка — вот она! И сегодня мы будем с помощью нее измерять… снег! Точнее, мы определим высоту снежного покрова и узнаем (сделаем выводы):

• хорошо ли укрыты снежным одеялом поля,
• тепло ли мишкам в берлоге под сугробом,
• много ли луж появится, когда снег растает.

Как вы думаете, что нужно сделать? (ответы) Конечно! Нужно посмотреть на линейку в том месте, где она появляется из снега. Что мы видим? (ответы) Правильно! Высота нашего снежного покрова ___ см. Молодцы, ребята, теперь вы умеете измерять снег, как настоящие метеорологи! (Вопросы от детей, воспитателя.)

Метеоплощадка — территория развития и любви к природе

Изучайте интенсивность дождя, измеряйте равномерность снежного покрова и толщину сугробов, ведите дневник наблюдений за погодой. Все эти процессы развивают детей, делают их любознательными и вовлеченными в настоящую жизнь.

А чтобы организация предметно-исследовательской деятельности в детском саду проходила легко, пользуйтесь детской метеоплощадкой . Разнообразные метеоприборы, как и атмосфера научной лаборатории, разжигают в умах и сердцах детей искреннее любопытство и страсть к знаниям. Побуждают дошкольников интересоваться окружающей средой и влиянием погоды на жизнь человека. Воспитывают любовь и уважение к природе.

Источник