ادوات هواشناسي

ایستگاههای هواشناسی بر حسب اینکه بمنظور بررسی و پیش بینی اوضاع جوی و یا مطالعه آب و هوای منطقه ( CLIMAT ) مورد استفاده قرار گیرد به دو دسته تقسیم می شوند :

الف : ایستگاههای سینوپتیک ( Synopic Station )

ب : شبکه ایستگاههای کلیماتولوژی ( Climatological Network )

اندازه گیری ایستگاههای سینوپتیک ، عبارتند از :

- ایستگاههای سینوپتیک سطح زمین ، دریا و اقیانوسها که عوامل جوی سطح زمین و نزدیک آنرا اندازه گیری میکند .

- ایستگاههای جو بالا که فشار ، درجه حرارت ، رطوبت ، سمت و سرعت باد را در ارتفاعات مختلف جو تعیین می نماید .

- ایستگاههای خودکار ، قادرند عوامل مختلف جوی در سطح زمین را بطور خودکار اندازه گیری و در فاصله دورتری در دسترس قرار دهند .

اندازه گیری شبکه ایستگاههای کلیماتولوژی عبارتند از :

- ایستگاههای اقلیم شناسی که فقط سه نوبت در روز پارامترهای مهم هواشناسی را دیده بانی و در دفاتر مخصوص ثبت میگردد.

- ایستگاههای کشاورزی

- ایستگاههای باران سنجی که آمار آنها بیشتر مورد نیاز مؤسسات و سازمانهای تحقیقاتی در زمینه کشاورزی و آبیاری می باشد.

زمان و ساعت دیده بانی : برای اینکه بتوان عوامل جوی دیده بانی شده را از ایستگاههای متعدد هواشناسی دریافت و روی نقشه های سینوپتیک ترسیم و آنالیز نمود ، در مرحله اول لازم است کلیه گزارشات در رأس ساعت معینی انجام شود و همزمان باشند و جهت اجرای این منظور بستگی به این دارد که تمام ایستگاههای دیده بانی از ساعت های محلی ( وقت محلی ) استفاده ننموده و مبدأ زمان معینی را در نظر بگیرند . برای این منظور از وقت و زمان متوسط نصف النهار گرینویچ UTC ( زمان هماهنگ شده بین المللی ) استفاده میشود و کلیه ایستگاههای هواشناسی موظفند گزارش خود را ، رأس ساعت معین UTC تهیه و ارسال نمایند . اختلاف افق تهران با ساعت گرینویچ سه ساعت و 31 دقیقه است ولی برای محاسبه وقت UTC در ایستگاههای هواشناسی ایران از ساعت رسمی کشور سه ساعت و 30 دقیقه کسر می کنیم یعنی ساعت 12 ظهر بوقت تهران ، ساعت 8/30 صبح بوقت گرینویچ می باشد .

ادوات موجود در ایستگاه هواشناسی :

1- جعبه ادوات ( اسکرین )

style="filter:alpha(opacity=60)" onMouseOver="nereidFade(this,100,50,15)" onMouseOut="nereidFade(this,60,30,5)">

2- دماسنج خشک Dry Bulb Thermometer

3- دماسنج تر Wet Bulb Thermometer

4- دماسنج حداکثر Maximum Thermometer

5- دماسنج حداقل Minimum Thermometer

6- بارانسنج Rain Gauge

7- خط کش اندازه گیری برف و باران Rain and snow measuring strick

8- دستگاه اندازه گیری سمت و سرعت باد wind vane and anemometer

9- دماسنج حداقل زمین Grass Minimum Thermometers

10- دماسنج های خاک Soil Thermometers

11- تبخیرسنج Evaporimeter

12- فشار سنج جیوه ای Mercury Barometer

13- فشارسنج فلزی Aneroid barometer

14- فشارنگار Barograph

15- حرارت نگار ( دمانگار) Thermograph

16-رطوبت نگار ( نم نگار ) Hydrograph

17- باران نگار Recording Rain Gauge

18- آفتاب نگار Sunshine Recording

19- تشعشع نگار Actinograph

20- بادنگار Anemograph

21- تبخیرنگار Evaporation Recorder

بادنگار

بر حسب تعریف حرکت افقی هوا در سطح زمین و در سطـــــوح فوقانی جو را باد می گویند . این حرکت یـک کمیت برداری می باشد که با دو عامل جهت و سرعت مشخص می شود.سنجش واقعی باد در سطح زمین اکثـــرآ در اثر تأثیــر عوامل محلی با مشکلاتی مواجه می گردد.به علاوه سرعت باد با افزایش ارتفاع از سطح زمین زیـاد شده و جهت آن نیز تغییر میکند . برای اینکه بتوان دیده بانی های مربوط به سمت و سرعت باد را در سرویس های هواشنـــاسی مورد مقایسه قرارداد لـــذا ارتفاع 10 متری از سطح زمین و در فضـــای بـاز به عنوان ارتفاع استاندارد برای اندازه گیری باد سطح زمین انتخاب شده است.اگر سمت و سرعت باد در فاصله زمانی کـــوتاه به طور قابل ملاحظه ای تغییر کند این نـــوع تغییرات قـــابل مقــایسه را تند باد لحظه ای یا باد گاستی (GUSTY WIND) گویند . زمان تداوم باد گاستی و تداوم آن نامنظم بوده و تابع هیچ قـــاعده ای نمی باشد . چنانچه باد شدیدی به طــور ناگاهی شروع به وزیدن نمــاید و برای چند دقیقه ادامه داشتــه بـاشد و سپس ثطع شود آن را تند باد موقتی یا اسکوال(SQUALL) گویند.باید توجه داشت که بـادگاستی را نبـــاید با تندباد اشتباه گرفت.زیرا موقعی از کلمه GUSTY استفاده می شود که میزان تغییرات سرعــت باد از 10 نـــات بیشتر باشد.در صورتی که تغییرات مذکور در SQUALL حداقل 16 نات بوده و به علاوه سرعت باد به 22 نـــات یا بیشتر برسد و حداقل برای مدت یک دقیقه ادامه داشته باشد. اندازه گیری جهت باد به وسیله دستگاهی به نام بادنما انجام می گیرد این دستگاه که معمولآ به صورت فلـــش فـــلزی ســاخته می شود به طــور غیر متقارن حول محور عمودی نصب شده و آزادانه می تواند در اثر وزش باد در راستای باد قرار گیرد . بــرای ایجاد تعادل نسبــت به محور جرخش در طرف دیگر بازوی فلش صفحه یا وزنـه ای نصب می شود که سطح صفــحه نسبت به سطح فلش که در معرض باد قرار می گیردبزرگ تر می باشد . بــدین جهت فلـش هیچ وقت حرکت دورانی پیــدا نمیکند بلکه با تغییر جهت وزش باد خود را در سمتی قرار میدهد که بــاد از آن سمت میوزد . سرعت باد به وسیله دستگاهی به نام باد سنج اندازه گیری می شود.از متداول ترین باد سنج ها می توان بادسنج چرخشی را نام برد که گاهی اوقات آن را آنمومتر فنجانی (CUP ANEMOMETER) نیز می نامند. این باد سنج از سه یا چهار فنجان نیم کره ای که صفحات اقطاری آن ـعمودی و در امتداد شعاع ها با زاویــه های مساوی در حول محور عمودی قرار گرفتــه انــد تشکیــل شده است . پس از گـــذشت زمان و تحقیقـات لازم بــادسنج سه فنجانی نسبت به نــــــوع چهار فنجانی برتری پیدا کرده و فنجانها به صورت مخروطی شکل در آمده اند.چون عملکرد نیروی باد در سطح داخلی بیشتر از سطح خارجی فنجان ها است لذا فنجان ها در اثر انرژی جنبشی باد به حـــرکت در آمـــده و در نتیجـــه سرعت دورانی بـــادسنج بـــا سرعـت خطی باد متعادل می گردد . چون سرعت دورانی بـــادسنج بـــا سرعت خـطی بـاد متناسب می باشد کافی است که سرعت دورانی بادسنج محاسبه شود تا سرعت باد حاصل شود.

دماسنج

اندازه گیری میـــزان دمـــای هـــوای آزاد در مجـــاورت سطــح زمیـــن یـــا ارتفـــاعــات بالای جـو و تعیین دمای اعماقمختلف خاک و نیز سنجش دمای سطح خاک دریاچه ها و دریا ها و اقیانوس ها از نقطه نظر مـــطالعات هواشناسی و کشاورزی حایز اهمیت است. در هواشناسی منظور تز اندازه گیری دمای سطح زمین عبـارت از انــدازه گیری دمــای هــوای آزادی که در ارتفاع 25/1 الی 2 متری سطــح زمیــن جریان دارد می باشد . در ایــستگاههای کشاورزی ممکن است دمای هوا را در سطوح مختلف اندازه گیری نمایند.بدین معنی که دیده بانی را از سطح زمین شروع کرده و در ارتـــفاعات مختلف تا سطح 10 متری زمین ادامه می دهند . انتــخاب ارتفاع 10 متری بــدان علت می باشد که اکثر گیـــاهــان حداکثر تا این ارتفاع بالا می روند . ایــن اندازه گیری یعنی تعیین درجه گرمی یا سردی هـــوا به وســیله دستـــگاهی به نـــام دمــاسنج TERMOMRTER انـــجام می گیرد . هرگز نباید دما یا درجه گرمی را با گرما اشتباه گرفت . زیرا دما یــک کـــمیت نسبـی و مقایسه ای است حال آن که گرما صورتی از انرژی می باشد . در ساختمان دماسنج ها از خواص فیزیکی اجسام مــانند انبساط و انقباض و تغییر شکل و تـــغییر مقـــاومت الکتریکی که در اثر تغییرات دما حاصل می شود استــفاده می نمایند.

انواع دماسنج ها

دماسنج معمولي استاندارد ( Thermomete )

اين دماسنج يك لوله بسيار باريك شيشه اي مسدود است كه در انتهاي آن محفظه اي تعبيه و از جيوه يا الكل پر شده است. در داخل لوله دماسنج خلاء كامل وجود دارد. گرم و سرد شدن مخزن باعث گرم و سردشدن مايع درون مخزن شده و متعاقب آن باعث بالا و پايين رفتن مايع در داخل مخزن شيشه اي مي شود، با مشاهده سطح مايع در داخل لوله دماسنج و قرائت عددي كه روي بدنه شيشه نوشته شده است دماي هوا در آن لحظه مشخص مي شود.

دماسنج حداكثر (Max-Thermometer)

اغلب نياز است علاوه بر دماي معمولي هوا حداكثر دمايي كه در طول يك دوره معين مثلاً يك شبانه روز اتفاق افتاده است نيز اندازه گيري و تثبيت شود به اين منظور از دماسنج حداكثر استفاده مي كنند. اين نوع دماسنج با يك تفاوت جزيي تقريبا مشابه دماسنج هاي معمولي است به اين صورت كه لوله مويين آن در محلي كه به مخزن منتهي مي شود بسيار باريك شده است. هنگامي كه دما زياد مي شود جيوه داخل مخزن منبسط شده و نيروي حاصل مي تواند باعث راندن جيوه از داخل مجراي باريك بالاي مخزن به قسمت بالاي لوله گردد به اين ترتيب ارتفاع جيوه در داخل مخزن بالا مي رود و با كاهش دما مايع داخل مخزن منقبض مي شود ولي باريك بودن لوله از برگشت مايع به داخل مخزن جلوگيري مي كند و سطح مايع در داخل لوله در محلي كه بالاترين دماي قبلي اتفاق افتاده است باقي مي ماند بنابراين سطح فوقاني جيوه نشان دهنده حداكثر دماي اتفاق افتاده است.

دماسنج حداقل (Minimum Thermometer)

دماسنج هاي حداقل براي تثبيت پايين ترين دماي اتفاق افتاده در يك دوره معين به كار مي رود دماسنج هاي حداقل مشابه دماسنج هاي معمولي است با اين تفاوت كه مايع داخل مخزن اين نوع دماسنج به جاي جيوه از مايعات رقيق تر مانند الكل استفاده مي شود. به علاوه در داخل لوله مويين يك سوزن شيشه اي كه دو سر آن گرد مي باشد رها گرديده كه به عنوان شاخص از آن استفاده مي شود، وقتي دماي هوا كاهش مي يابد با انقباض مايع سطح بالاي الكل در داخل لوله مويين با اعمال نيروي كشش سطحي شاخص سوزني را نيز به طرف پايين مخزن حركت مي دهد با افزايش دما مجدداً الكل در داخل لوله مويين از اطراف سوزن عبور كرده و به طرف بالا صعود مي كند اما سوزن در پايين ترين محلي كه قبلا در اثر كشش سطحي پايين آمده بود باقي مي ماند.

بنابراين قسمت بالايي شاخص شيشه اي پايين ترين دمايي را كه اتفاق افتاده است نشان مي دهد در حالي كه انتهاي سطح الكل در بالاي لوله دماي لحظه اي هوا را نشان مي دهد.

دماسنج حداقل - حداكثر (Min-Max Thermometer)

اين دماسنج تركيبي از دو دماسنج حداقل و حداكثر مي باشد، اين دماسنج از يك لوله شيشه اي U شكل ساخته شده است كه دو انتهاي آن مسدود مي باشد. قسمت پاييني لوله U شكل با جيوه پر شده است. علاوه بر جيوه قسمت بالايي لوله قسمت چپ به طور كامل از الكل پر شده است اما نصف حجم لوله سمت راست كه انتهاي آن به صورت يك مخزن گشاد شده مي باشد از الكل پر شده است و نصف ديگر آن از يك نوع گاز پر شده است. در بالاترين سطح جيوه و در داخل الكل در هر دو ستون شاخص هاي شيشه اي رنگي كه يك سوزن در وسط آن تعبيه شده است وجود دارد در اثر گرم و سرد شدن و متعاقب آن انبساط و انقباض سطح جيوه بالا و پايين مي رود. بالاترين حدي كه جيوه در شاخه سمت چپ بالا رفته است دماي حداقل و بالاترين حدي كه جيوه در شاخه سمت راست بالا رفته دماي حداكثر را نشان مي دهد.

دمانگار (Thermograph)

دمانگار يك وسيله كاملاً مكانيكي است و با استفاده از يك عنصر فلزي كه انحناي آن با دما تغيير مي كند ساخته شده است يك طرف عنصر فلزي حساس به تغييرات دما كه داراي انحنا مي باشد به بازوي اهرم طويل و متحركي بسته شده است كه اين بازو ممكن است مستقيماً دما را از روي يك مقياس ساده درجه بندي شده نشان دهد و يا اينكه انتهاي بازو به يك قلم ثبات متصل گردد. با تغيير دماي هوا انحناي فلز تغيير مي كند و اين امر با توجه به نحوه تغييرات دما باعث انحراف قلم در انتهاي بازوي مكانيكي به طرف بالا و پايين در روي كاغذ گراف مي گردد و دماها ثبت مي شوند.

آفتاب نگار

خورشید یکی از منابع اصلی و بزرگ برای کره خاکی بوده و به طور مستقیم و یا غیر مستقیم روی فعل و انفعالات و پدیده های فیزیکی آن موثر می باشد.تابش خورشید در رشد نباتات و زندگی انسان و حیوانات رل بسیار مهمی داشته و در کشاورزی و صنعت به وجود نور بیش از پیش احتیاج پیدا می شود.در سازمان های مختلف هواشناسی جهان از جمله شبکه هواشناسی کشور ما معمولا از دو نوع وسیله برای اندازه گیری تابش خورشیدی استفاده می شود.دسته اول آن از سری دستگاههایی می باشند که فقط مدت تابش خورشید را ثبت می کنند و به نام آفتاب نگار (SUNSHINE RECORDER) معروفند.دسته دوم دستگاههایی هستند که مقدار شدت تشعشع خورشید را اندازه گیری و ثبت می کنند که به تشعشع سنج معروفند.

فشار سنج

جو زمین به علت وزنش فشاری بر روی سطح زمین و سایر سطوحی که در آن غوطه ور هستند وارد میکند.گر چه جو زمین قابل رویت نیست با وجود این از ماده تشکیل شده است و به همین جهت دارای جرم (MASS) می باشد.عاملی که جو را در اطراف زمین نگه می دارد نیروی جادبه زمین است. وزن جو به علت نیروی جاذبه زمین بوده که اتمها و مولکوتهای تشکیل دهنده جو را به طرف خود می کشد.بنابراین می توان گفت که فشار جو برابر وزن ستون عمودی از هوا با سطح مقطع واحد می باشد که از سطح زمین تا بالاترین حد جو ادامه دارد و معادله ابعادی آن به صورت P=L^-1MT^-2 می باشد.

به طور کلی سه روش جهت اندازه گیری فشار جو وجود دارد دقیق ترین روش استفاده از فشارسنج های جیوه ای (MERCURY BAROMETERS) می باشد که از خاصیت صعود و نزول جیوه داخل لوله فشارسنج استفاده می شود.هنگامی که فشار جو تغییر می کند سطح جیوه داخل مخزن فشار سنج تحت تاثیر تغییرات فوق قرار گرفته و جیوه داخل لوله فشارسنج پس از تبدیل به شریاط استاندارد فشار جو را به دست میدهد . روش دیگر اندازه گیری فشار سنج استفاده از فشارسنج های الاستیک (ارتجاعی) (ELASTIC BAROMETERS) می باشد.عنصر حساس این نوع فشار سنج ها محفظه خالی از هوا (آنروِیید)بوده که تغییرات فشار جو سبب انبساط یا انقباض آنرویید می گردد.در نتیجه با ثابت شدن یک سر آنرویید به بدنه دستگاه تغییرات ایجاد شده به سردیگر آن که به عقربه ای متصل است منتقل گسته و عقربه بر روی صفحه ای که به واحد فشار درجه بندی شده است فشار جو را نشان می دهدو بالاخره سومین روش اندازه گیری فشار جو استفاده از نقطه جوش یک مایع مثل آب به کمک دستگاهی به نام هیپسومتر(HYPSOMETER) می باشد.از آنجاییکه نقطه جوش یک مایع تابع فشاری است که در تحت آن فشار می جوشد لذانقطه جوش مایع می تواند در تعیین فشار جوی به کار رود.مایعی که معمولا به کار می رود آب خالص می باشد و مقدار حقیقی که اندازه گیری می شود درجه حرارت بخاری است که بلافاصله در سطح آزاد مایع در حال جش قرار دارد.

باران سنج

ریزش های جوی که به صورت باران و برف و تگرگ و یا مخلوطی از برف و باران (SLEET) و شبنم انجام می گیرد بارندگی نامیده می شود. میزان بارندگی و نیز مقدار تبخیر از سطح آب و یا آبهای سطحس در تعیین میزان ذخایر آب های سطحی و زیر زمینی اهمیت زیادی دارد اندازه گیری مقدار بارندگی در تمام سطح کره زمین به علت نداشتن یک شبکه کامل ایستگاههای باران سنجی به طور دقیق امکان پذیر نیست.در سرویس های هواشناسی منظور از تعیین میزان بارندگی عبارت از جمع مقادیر بارندگی مایع و معادل مایع هر بارندگی جامد از قبیل برف و تگرگ بر حسب ارتفاع می باشد.بنابراین تمام بارندگی ها بایستی به طور دقیق و روشن اندازه گیری شود.مقادیر مذکور ترجیحا بر حسب میلی متر اندازه گیری شده و دقت عمل در اندازه گیری های روزانه 0.1mm در اندازه گیری های هفتگی و ماهیانه 1mm می باشد.مقدار ریزش برف بر حسب سانتی متراندازه گیری می شود.با تقریب می توان گفت که 1cm از برف تازه معادل 1mm باران می باشد.مع الوصف نسبت مذکور به غمق و نوع برف بستگی دارد.در بعضی از کشورها مقدار بارندگی و عمق برف بر حسب اینچ و اجزل آن اندازه گیری می شود.برای تبدیل واحدهای مذکور به یکدیگر از رابطه زیر استفاده می شود:

1 INCH = 2.54cm = 25.4mm

ساده ترین و متداول ترین روش اندازه گیری ریزش باران استفاده از باران سنج(RAIN GAUGE) می باشد .این دستگاه از قسمتهای مختلف تشکیل شده است .یک قسمت آن از یک قیف با طرح مخصوص ساخته شده که دارای لبه تیزی است.قسمت دیگر آن(لوله باران سنج) استوانه شکل بوده که آب باران به وسیله قیف مذکور به داخل آن هدایت می شود.استوانه فلزی و پایه نگهدارنده از اجزا تشکیل دهنده ای دستگاه می باشد.قطر دهانه قیف باران سنج ها مشخص بوده و بین 10-20cm انتخاب می شود.قطر دهانه قیف و لوله باران سنج ها طوری انتخاب می شود که سطح مقطع دهانع قیف نسبت مشخص با سطح مقطع لوله باران سنج داشته باشد.هر یک از کشورها قطر مشخصی برای دهانه باران سنج های شبکه هواسناسی خود انتخاب کرده اند.در ایران قطر دهانه باران سنج ها 8 اینچ انتخاب گردیده است.

ادوات هواشناسي

مطالب مشابه :

هواشناسی

پیش بینی بارش در دو هفته اینده

پیش بینی کامل 48 ساعت آینده شهرهای مازندران

جاده قزوین - تنکابن

پیشرفته ترین ماهواره پیش بینی آب و هوا

پیش بینی کامل پنج روز آینده شهرهای استان مازندران

ادوات هواشناسي

گزارش های ارسالی شما

اقليم استان مازندران

اطلاعیّه ستاد انتخابات تنکابن