Kodėl lietus matuojamas milimetrais. Kaip apskaičiuojamas kritulių kiekis? Intensyviausi lietūs

Krituliai - skystas arba kietas vanduo, iškritęs iš debesų arba nusėdęs iš oro ant žemės paviršiaus.

Lietus

Tam tikromis sąlygomis debesų lašai pradeda jungtis į didesnius ir sunkesnius. Jų nebegalima išlaikyti atmosferoje ir formoje nukristi ant žemės lietus.

kruša

Pasitaiko, kad vasarą oras greitai pakyla, surenka lietaus debesis ir neša juos į aukštį, kur temperatūra žemesnė nei 0 °. Lietaus lašai užšąla ir iškrenta kaip kruša(1 pav.).

Ryžiai. 1. Krušos kilmė

Sniegas

Žiemą vidutinio klimato ir didelėse platumose kritulių iškrenta sniegas. Debesys šiuo metu susideda ne iš vandens lašelių, o iš smulkiausių kristalų – spyglių, kurie, susijungę, sudaro snaiges.

rasa ir šerkšnas

Krituliai, kurie patenka į žemės paviršių ne tik iš debesų, bet ir tiesiai iš oro, yra rasa Ir šerkšnas.

Kritulių kiekis matuojamas lietaus matuokliu arba lietaus matuokliu (2 pav.).

Ryžiai. 2. Lietaus matuoklio struktūra: 1 - išorinis korpusas; 2 - piltuvas; 3 - konteineris jaučiams rinkti; 4 - matavimo bakas

Kritulių klasifikacija ir rūšys

Krituliai išsiskiria pagal kritulių pobūdį, kilmę, fizinę būklę, kritulių sezonus ir kt. (3 pav.).

Pagal kritulių pobūdį būna liūčių, nuolatinių ir šlapdriba. krituliai - intensyvus, trumpas, užfiksuoti nedidelį plotą. Viršutiniai krituliai - vidutinio intensyvumo, vienodi, ilgi (gali išsilaikyti kelias dienas, fiksuojant didelius plotus). Smarkūs krituliai - nedideliame plote iškritę smulkūs krituliai.

Pagal kilmę krituliai išskiriami:

• konvekcinis - būdinga karštajai zonai, kur kaitinimas ir garavimas yra intensyvūs, tačiau dažnai pasitaiko vidutinio klimato zonoje;
• priekinis - susiformuoja, kai susitinka du žmonės oro masės su skirtinga temperatūra ir iškristi iš daugiau šiltas oras. Būdinga vidutinio ir šalto klimato zonoms;
• orografinis - nukristi ant vėjo nukreiptų kalnų šlaitų. Jų labai gausu, jei oras ateina iš šiltos jūros ir turi aukštą absoliučią ir santykinę drėgmę.

Ryžiai. 3. Kritulių rūšys

Lyginant su klimato žemėlapis metinis kritulių kiekis Amazonės žemumoje ir Sacharos dykumoje, galima įsitikinti netolygiu jų pasiskirstymu (4 pav.). Kas tai paaiškina?

Kritulius atneša drėgnos oro masės, susidarančios virš vandenyno. Tai aiškiai matyti teritorijų, kuriose vyrauja musoninis klimatas, pavyzdyje. Vasaros musonas iš vandenyno atneša daug drėgmės. O virš sausumos nuolat lyja, kaip ir Eurazijos Ramiojo vandenyno pakrantėje.

Kritulių pasiskirstymui didelę reikšmę turi ir nuolatiniai vėjai. Taigi iš žemyno pučiantys pasatai sauso oro atneša į šiaurinę Afriką, kur yra didžiausia pasaulio dykuma – Sachara. Vakarų vėjai lietų atneša iš Atlanto vandenyno į Europą.

Ryžiai. 4. Vidutinis metinis kritulių pasiskirstymas Žemės sausumoje

Kaip jau žinote, jūros srovės veikia kritulius žemynų pakrantės dalyse: šiltos srovės prisideda prie jų atsiradimo (Mozambiko srovė prie rytinės Afrikos pakrantės, Golfo srovė prie Europos krantų), šaltos, priešingai, neleidžia. krituliai ( Peru srovė prie vakarinės Pietų Amerikos pakrantės).

Reljefas taip pat turi įtakos kritulių pasiskirstymui, pavyzdžiui, Himalajų kalnai neleidžia drėgniems vėjams, pučiantiems iš Indijos vandenyno į šiaurę. Todėl jų pietiniuose šlaituose per metus kartais iškrenta iki 20 000 mm kritulių. Drėgnos oro masės, kylančios išilgai kalnų šlaitų (kylančios oro srovės), vėsios, prisotintos, iš jų iškrenta krituliai. Teritorija į šiaurę nuo Himalajų kalnų primena dykumą: joje per metus iškrenta tik 200 mm kritulių.

Yra ryšys tarp juostų ir kritulių. Prie pusiaujo – juostoje žemas spaudimas— nuolat šildomas oras; kylant, jis atvėsta ir tampa prisotintas. Todėl pusiaujo srityje susidaro daug debesų, lyja. Kituose rajonuose taip pat daug kritulių pasaulis kur vyrauja žemas slėgis. Tuo pačiu metu didelę reikšmę turi oro temperatūra: kuo ji žemesnė, tuo mažiau iškrenta kritulių.

Diržuose aukštas spaudimas vyrauja besileidžiančios oro srovės. Oras, nusileisdamas, įkaista ir praranda soties būsenos savybes. Todėl 25–30 ° platumose krituliai yra reti ir nedideli. Aukšto slėgio zonose prie ašigalių taip pat mažai kritulių.

Absoliutus didžiausias kritulių kiekis registruotas apie. Havajai (Ramiajame vandenyne) – 11 684 mm per metus ir Cherrapunji (Indija) – 11 600 mm per metus. Absoliutus minimumas - Atakamos dykumoje ir Libijos dykumoje - mažiau nei 50 mm per metus; kartais kritulių metų metus visai neiškrenta.

Drėgmės kiekis plote yra drėgmės faktorius- to paties laikotarpio metinio kritulių ir garavimo santykis. Drėgmės koeficientas žymimas raide K, metinis kritulių kiekis – raide O, o garavimo greitis – I; tada K = O: I.

Kuo mažesnis drėgmės koeficientas, tuo sausesnis klimatas. Jei metinis kritulių kiekis yra maždaug lygus garavimui, tai drėgmės koeficientas yra artimas vienetui. Šiuo atveju drėgmės pakanka. Jei drėgmės indeksas yra didesnis nei vienas, tada drėgmė perteklius, mažiau nei vienas - nepakankamas. Jei drėgmės koeficientas mažesnis nei 0,3, atsižvelgiama į drėgmę menkas. Zonoms, kuriose yra pakankamai drėgmės, yra miško stepės ir stepės, o zonos, kuriose drėgmės nepakanka – dykumos.

Vidutinis metinis kritulių kiekis yra svarbi klimato duomenų dalis – fiksuojama įvairiais metodais.

Krituliai (dažniausiai apima sniegą, krušą, šlapdribą ir kitų rūšių vandenį, krintantį ant žemės) matuojami vienetais per tam tikrą laikotarpį.

Jungtinėse Valstijose krituliai paprastai pateikiami coliais per 24 valandas. Tai reiškia, kad jei per 24 valandas iškris vienas colis lietaus, o vanduo po audros neįsigertų į žemę ir nenutekėtų žemyn, žemę padengtų vieno colio vandens sluoksnis.

Low Tech kritulių matavimams naudojamas indas plokščiu dugnu ir tiesiais kraštais (pvz., kavos cilindras). Nors cilindras gali padėti nustatyti, ar krituliai yra vienas ar du coliai lietaus, juos sunku išmatuoti. didelis skaičius kritulių.

Orų stebėtojai naudoja sudėtingesnius prietaisus, vadinamus lietaus matuokliais ir antgaliais, kad tiksliau išmatuotų kritulius. Lietaus matuokliai turi plačias angas viršuje, kad iškristų. Lietus nukreipiamas į siaurą vamzdelį, dešimtadalį kaklo viršaus skersmens. Kadangi vamzdis yra plonesnis nei piltuvo viršus, vienetai yra toliau vienas nuo kito, nei būtų ant liniuotės, todėl galimi tikslūs šimtosios (1/100 arba 0,01) colio matavimai. Kai kritulių kiekis yra mažesnis nei 0,01 colio, šis kiekis vadinamas lietaus „pėdsaka“.

Kaušas su jutikliu registruoja kritulių rodmenis ant besisukančio būgno arba elektroniniu būdu. Jame yra piltuvėlis kaip paprastas lietaus matuoklis, tačiau piltuvėliai veda į du mažyčius „kibirus“. Du kibirai yra subalansuoti ir kiekviename yra 0,01 colio vandens. Kai kibiras yra pilnas, jo dugnas ištuštinamas, o kitas kibiras užpildomas lietaus vandeniu. Kiekvienas kibiro galas įjungia įrenginį, fiksuojantį 0,01 colio kritulių padidėjimą.

Sniego kiekis matuojamas dviem būdais. Pirma, tai paprastas sniego sluoksnio ant žemės išmatavimas lazdele, pažymėta matavimo vienetais. Antrasis matavimas nustato lygiavertį vandens kiekį vienam sniego vienetui. Norint gauti šį koeficientą, sniegas turi būti surenkamas ir ištirpsta vandenyje. Paprastai 10 colių sniego pagamina vieną colią vandens. Tačiau tai gali būti taikoma puriam, puriam sniegui, nors vos 2–4 coliai šlapio, sutankinto sniego gali pagaminti colį vandens.

Vėjas, pastatai, medžiai, reljefas ir kiti veiksniai gali keisti kritulių kiekį, o toks snygis dažniausiai matuojamas nuo kliūčių. Trisdešimties metų vidutinis metinis kritulių kiekis naudojamas vidutiniam metiniam kritulių kiekiui konkrečioje vietoje nustatyti.

Ne kiekvienas debesis neša kritulių, juk debesims susidaryti būtina sąlyga yra trijų būsenų vandens buvimas: dujinis, skystas ir kietas, būdingas mišriems debesims. Krituliai atsiranda tik tada, kai debesis pradeda kilti aukščiau ir vėsti. Pagal kilmę krituliai skirstomi į šiuos tipus: konvekcinius, frontalinius ir orografinius.

Konvekcinis kritulių tipas Tai būdinga karšto klimato zonoms, kuriose ištisus metus vyksta intensyvus šildymas, dėl kurio išgaruoja vanduo. Šiuo metu vyrauja kylantis drėgno ir šilto oro judėjimas. Tokie procesai gali būti stebimi vasarą vidutinio klimato juostose.

Frontaliniai krituliai susidaro susitinkant dviem oro masėms skirtingos temperatūros ir kiti veiksniai. Frontaliniai krituliai stebimi vidutinio ir šalto klimato zonose.

Orografiniai krituliai būdingas vėjo nukreiptiems kalnų šlaitams, verčiantis orą kilti aukščiau. Prarandant drėgmę, oras leidžiasi žemyn, aplenkdamas kalnų grandinę, tačiau atšilus ir santykinė drėgmė tolsta nuo prisotinimo.

Pagal kritulių pobūdį krituliai skirstomi į liūtis (trumpi, bet intensyvūs krituliai nedideliame plote), debesuotus (ilgalaikiai ir vienodi vidutinio intensyvumo krituliai, apimantys gana didelį plotą) ir šlapdriba (jiems būdingi nedideli ir mažas kritulių).

Kritulių kiekio matavimas.

Krituliai nustatomas išmatuojant milimetro vandens sluoksnio storį, susidariusį jiems nukritus ant horizontalaus paviršiaus ir tolesnio įsiskverbimo į dirvą. Kritulių kiekiui išmatuoti naudojamas metalinis cilindras su sumontuota diafragma - lietaus matuoklis, taip pat lietaus matuoklis su specialia apsauga. Kietojo tipo krituliai preliminariai ištirpinami, o susidaręs vandens kiekis matuojamas cilindriniu indu, kurio dugno plotas yra dešimt kartų mažesnis už lietaus matuoklio dugną. Kai vandens sluoksnis inde pasieks 20 mm, tai reikš, kad į Žemę nukritęs sluoksnis yra 2 m 2 mm aukščio.

• 1 - ant meteorologinės platformos sumontuotas lietaus matuoklis skystų kritulių kiekiui matuoti;
• 2 - Grunto lietaus matuoklis, iškastas lygiai su žeme, taip pat viduje sumontuotas kibiras krituliams surinkti;
• 3 - Lauko lietaus matuoklis - stiklinis aukštas stiklas su pertvaromis, skirtas įvertinti kritulių kiekį žemės ūkio laukuose;
• 4 - Lietaus matuoklis - skystiems ir kietiems krituliams (sniegui, grūdams ...) surinkti;
• 5 - Pluviografas - skystų kritulių kiekio registratorius;
• 6 - Suminis kritulių matuoklis - kritulių surinkimui ilgą laiką (savaitę, 10 dienų, ...) sunkiai pasiekiamose vietose;
• 7 - Radijo lietaus matuoklis.

Norint gauti mėnesio rodiklius, atsižvelgiama į visus konkretaus mėnesio matavimus, o vėliau – į metinius. Kuo ilgesnis stebėjimas, tuo tikslesnis bus skaičiavimas. kritulių skirtingiems laiko intervalams tam tikroje stebėjimo vietoje. Tos žemėlapio linijos, kurių taškai susieti su vienodu kritulių kiekiu milimetrais, vadinamos izohietais ir nurodo kritulių kiekį tam tikram laikotarpiui (pavyzdžiui, metams).

Kritulių pasiskirstymas Žemės paviršiuje.

Ant geografinė padėtis kritulių iki žemės paviršiausįtakos turi daug veiksnių: temperatūra, garavimas, drėgmė, debesuotumas, Atmosferos slėgis, vandenyno srovės, vėjas ir sausumos bei jūros vieta. Temperatūra yra dominuojantis veiksnys, kuris turi įtakos garavimo greičiui ir drėgmės kiekiui.

Šaltose platumose garavimo lygis yra nereikšmingas, nes šių platumų ore yra labai mažai vandens garų. Nors santykinė oro drėgmė gali būti gana didelė, bet kuriuo atveju, kai garai kondensuosis, kritulių bus mažai. Šiltuose regionuose stebima priešinga situacija, kai esant dideliam garavimo lygiui, yra didžiulis kritulių. Štai kodėl krituliai dažniausiai pasiskirsto zoniškai.

Didžiausias kritulių kiekis (1000-2000 mm ir daugiau) stebimas m pusiaujo juosta, kur ištisus metus aukšta temperatūra, didelis garavimas ir kylančių oro srovių vyravimas.

Atogrąžų platumose kritulių mažiau – nuo ​​300 iki 500 mm, o žemyninėse dykumose – mažiau nei 100 mm. To priežastis buvo aukšto slėgio dominavimas kartu su žemyn nukreiptais srautais. Rytinės pakrantės, kurias skalauja šiltos srovės, pasižymi dideliu kritulių kiekiu, ypač vasarą.

IN vidutinio klimato platumos kritulių kiekis padidėja iki 500-1000 mm, o daugiausia kritulių iškrenta vakarinėse pakrantėse, vyraujant vakarų vėjai iš vandenynų. Didžiulis kritulių kiekis taip pat sukelia šiltos srovės ir kalnuotas reljefas.

Poliarinėse zonose kritulių kiekis gana mažas – nuo ​​100 iki 200 mm. Taip yra dėl mažos oro drėgmės, tačiau daug debesuotumo.

Kritulių kiekis ne visada lemia drėgmės sąlygas. Drėgmės pobūdis išreiškiamas naudojant drėgmės koeficientą - kritulių ir išgaravimo santykį per tą patį laikotarpį - K \u003d O / B, kur yra drėgmės koeficientas, O yra metinis kritulių kiekis, o B yra išgaravimo vertė. Jei K=1, tai drėgmės pakanka, jei daugiau - per daug, o jei mažiau - nepakankamai. Drėkinimas reiškia vieną ar kitą tipą natūralios teritorijos: esant perteklinei ir pakankamai drėgmei, gali augti miškai, nepakankama ir artima vienybei drėgmė būdinga miško stepėms ir savanoms, žemi ir arčiau nulio rodikliai reiškia stepes, dykumas ir pusdykumas.

Kritulių matavimas. Kritulių kokybės nustatymas.

Kritulių matavimas.

Ant Žemės paviršiaus tam tikroje vietoje tam tikrą laiką iškritusių kritulių kiekis įvertinamas pagal vandens sluoksnio storį (mm). Kietųjų kritulių kiekis matuojamas vandens sluoksnio storiu, kuriame susiformuotų ištirpę kietieji krituliai. Vienas milimetras kritulių atitinka iškritusio vandens sluoksnį, kurio kiekis yra 1 litras 1 m2. Kritulių kiekis matuojamas specialiais prietaisais – lietaus matuokliais, kurie dažniausiai yra kelių kilometrų atstumu vienas nuo kito ir fiksuoja kritulių kiekį per tam tikrą laikotarpį, dažniausiai 24 valandas. Paprastas lietaus matuoklis – tai griežtai apibrėžtos sekcijos cilindrinis kaušas su apvaliu piltuvu, sumontuotas meteorologinėje aikštelėje. Lietaus vanduo patenka į jį ir suteka į specialią matavimo stiklinę. Matavimo taurelės plotas taip pat žinomas, todėl 25 mm storio vandens sluoksnis matavimo puodelyje atitinka 2,5 mm kritulių. Lietaus matuoklio konstrukcija užtikrina apsaugą nuo greito kritulių išgaravimo, nuo į lietaus matuoklio kibirą įkritusio sniego išpūtimo. Sudėtingesni matavimo prietaisai nuolat fiksuoja kritulių kiekį, intensyvumą ir laiką (pluviografai). Vidutinis metinis kritulių kiekis visame Žemės paviršiuje yra apie mm. Atogrąžų platumose vidutinis metinis kritulių kiekis yra ne mažesnis kaip 2500 mm, vidutinio klimato platumose - apie 900 mm, o subpoliarinėse srityse - apie 300 mm. Pagrindinės kritulių pasiskirstymo skirtumų priežastys – regiono geografinė padėtis, aukštis virš jūros lygio, atstumas nuo vandenyno ir vyraujančių vėjų kryptis. Kalnų šlaituose, atsuktuose į nuo vandenyno pučiančius vėjus, kritulių kiekis paprastai būna didesnis nei aukštų kalnų nuo jūros apsaugotose vietovėse.

Kritulių analizė.

Tyrimo laikas nuo 11-11-25 iki 11-11-29

Tyrimo vieta: Saranskas, pietvakarių sritis.

Oro sąlygos: iškrito trumpalaikiai sniego krituliai, kurie dėl to tapo tyrimo objektu.

Vandens mėginys buvo paimtas per savaitę, tiksliau per minėtą tyrimo laikotarpį.

Kritulių kokybės nustatymas.

Organoleptinis kvapo nustatymo metodas:

Kvapo pobūdį nustatome pagal jaučiamo kvapo (žemės, chloro, naftos produktų ir kt.) pojūtį.

Apibrėžimo metodas:

Iš lietaus matuoklio paimame sniegą ir laukiame, kol jis ištirps. Pagal šią lentelę

Kvapo intensyvumas 0 balų.

Organoleptinis skonio nustatymo metodas:

Šiuo metodu nustatome skonio ir skonio pobūdį bei intensyvumą.

Keturios pagrindinės skonio rūšys: sūrus, rūgštus, saldus, kartaus

Apibrėžimo metodas:

Skonio ar skonio pobūdį lemia jaučiamas skonis arba skonis (sūrus, šarminis, metalinis ir kt.)

Bandomąjį vandenį imame į burną mažomis porcijomis, nenuryjant, palaikome 3-5s.

Skonio ir skonio intensyvumą ir charakterį nustatome 20°C temperatūroje ir vertiname pagal penkiabalę sistemą (lentelėje).

Pagal lentelę skonio intensyvumas – 2 balai.

Fotometrinis drumstumo nustatymo metodas:

Drumstumas buvo nustatytas iš karto po mėginių paėmimo. Vanduo iš pirmo žvilgsnio nėra labai drumzlinas. Galima manyti, kad jis yra geriamas.

Išvada: šioje vietovėje iškritę krituliai neturi priemaišų ir kitų cheminių elementų. Bet jei darysi nuodugnesnį tyrimą laboratorijoje, manau, bus rasta priemaišų ar kitų cheminių elementų.

Kritulių kiekis yra viena iš svarbiausių oro ypatybių, kartu su oro temperatūra, ir, žinoma, žinant ją tam tikroje vietovėje, galima numatyti ateities orus, netgi galima sekti klimato kaitą, jei tokia yra. . Bet kaip išmatuoti kritulių kiekį?

Su sniegu viskas daugmaž paprasta: imame liniuotę, panardiname į sniegą iki žemės – ir gauname kritulių kiekį milimetrais. Tačiau su lietumi šis skaičius neveikia! Juk vanduo iš karto susigeria į dirvą, o kas neįsigeria (tarkim, atsitrenkia į asfaltą), išgaruoja gana greitai, tad tikslių rezultatų taip ir nesulauksime, net jei būtų kalbama apie potvynį... kaip pamatuoti lietaus kiekis?

Tam yra specialūs įrenginiai.

Vienas iš jų – lietaus matuoklis. Tiesą sakant, tai kažkas panašaus į kibirą, tik labai didelis - 5 plotas kvadratinių metrų. Lietaus vanduo į tokį indą patenka per kūgio formos piltuvą – kad vėjas neiškreiptų matavimo rezultatų į indą pūsdamas papildomai vandens, arba atvirkščiai – išpūsdamas iš ten. Ši konstrukcija įrengta meteorologinėje aikštelėje 2 metrų aukštyje. Kartą per dieną surinktas lietaus vanduo iš lietaus matuoklio supilamas į graduotą indą ir matuojamas milimetrais. Kiekvienas milimetras yra litras kritulių vienam kvadratiniam metrui.

Taip pat yra dirvožemio lietaus matuokliai, kurie įkasami į žemę lygiai su ja, taip pat lauko lietaus matuokliai - tai graduoti stikliniai indai, kurie dedami ant žemės ūkio laukų.

Tačiau ne visada ir ne visur galite patikrinti rezultatus kartą per dieną! Taigoje, tundroje, kalnuose ir kitose sunkiai pasiekiamose vietose rezultatus tenka tikrinti kartą per savaitę ar net dešimt dienų – per tiek laiko vanduo gali išgaruoti – ir rezultatas bus iškreiptas. Norint dirbti tokiomis ekstremaliomis sąlygomis, yra viso lietaus matuokliai. Pagal konstrukciją jis mažai skiriasi nuo įprasto lietaus matuoklio, tačiau sumontavus į jį pilamas vazelino aliejus. Dėl to, į indą įsiurbus vandenį, vazelino aliejus plūduriuoja, padengdamas jo paviršių plonu sluoksniu, kuris neleidžia vandeniui išgaruoti, išlaiko jį matavimui.

Tačiau kritulių kiekį galima nustatyti ir nepriartėjus prie prietaiso tiesiogiai, jei tai radijo kritulių matuoklis. Jo kritulių konteineris sumontuotas taip, kad prisipildęs apsiverčia, iš jo nuteka vanduo, o tai įjungia mechanizmą, kuriame yra radijo siųstuvas. Jo radijo signalas įrašomas artimiausioje meteorologinėje stotyje arba siunčiamas į meteorologinį palydovą.

Kitas meteorologų naudojamas instrumentas lietaus kiekiui matuoti yra pluviografas. Lietaus vanduo surenkamas į 5 kvadratinių metrų ploto indą. Indo dugnas yra kūgio formos, jame yra skylės, į kurias vanduo nuteka ir vamzdžiu patenka į kamerą. Kameroje yra tuščiavidurė plūdė, sujungta su metaliniu strypu. Viršutinėje strypo dalyje pritvirtinta rodyklė, ant kurios pritvirtintas rašiklis, o šalia kameros yra būgnas su popierine juostele. Kameroje besikaupiantis vanduo pakelia plūdę, ji su rodykle paleidžia strypą, o tušinukas nubrėžia juostoje kreivę, pagal kurią nustatomas kritulių lygis.