Mierniki deszczu i pomiar opadu

 

Rybnik pogoda

Mierniki deszczu i pomiar opadu

Pierwsze użycie deszczomierza zostało przypisane Benedetto Castelli, włoskiemu współczesnemu wielkiemu filozofowi Galileuszowi, ale starsze zapisy o pogodzie pokazują użycie deszczomierza w XV wieku. W historycznych zapiskach z Korei, deszczomierze są wspominane w 24. roku panowania króla Sejo (A. D. 1442),  który "kazał skonstruować brązowy przyrząd do pomiaru opadów". Składał się on z wazonu spoczywającego na kamiennej podstawie i został umieszczony w pobliżu obserwatorium w Taiko. Raporty o głębokości opadów zostały następnie przesłane do króla. Od tego czasu, jak we wszystkich rzeczach, dokonano ulepszeń w deszczomierzach. 

W powszechnym użyciu jest wiele form, od prostego lejka, który kończy się w butelce, po drogie i dokładniejsze deszczomierze działające elektrycznie. Wszystkie deszczomierze są wzorowane mniej więcej na tym zaprojektowanym przez Luke'a Howarda, wybitnego kwakiera i meteorologa, którego staranne badania nad fenem chmur w 1783 r. doprowadziły do klasyfikacji i nomenklatury tych, obecnie powszechnie stosowanych, mierników. Jako elementarny deszczomierz służyć będzie lejek z miedzi lub innego niekorodującego metalu, którego górna średnica wynosi pięć cali i którego dolny koniec kończy się w jakiejś butelce zbiorczej. 

Całość ta może być zamknięta w miedzianym naczyniu o cylindrycznej konstrukcji w celu ochrony i zmniejszenia odpowiedzialności za błędy wynikające z parowania. Deszczomierze są wykonane z lejkami o średnicy do dziesięciu cali, ale te prawie powszechnie stosowane mierzą albo pięć albo osiem cali.  Według Scotta, wyniki eksperymentów przeprowadzonych na przymiarach o średnicy od 3 do 24 cali wskazują na błędy wynoszące niewiele ponad jeden procent.

Standardowy miernik deszczu U.S. Weather Bureau consiostry cylindrycznej, ocynkowanej, żeliwnej obudowy o średnicy około 8 cali i wysokości 25 cali, wyposażonej w lejkowy odbiornik z ostrym, fazowanym wieńcem u góry. Przyrząd zaprojektowany przez Jamesa Glaishera, F. R. S., i znany na całym świecie, składa się z miedzianej obudowy o wysokości 14 cali, posiadającej odbiornik o średnicy 8 cali. Na końcu lejka zamocowana jest mała zakrzywiona rurka ołowiana, która zatrzymuje wodę,zapobiegając w ten sposób jej parowaniu. Spadek jest odbierany do miedzianego kubka, którego zawartość wlewa się do szklanej podziałki podzielonej na setną część cala.

Tam, gdzie to możliwe, należy stosować mierniki typu rejestrującego. Najczęściej działają one na zasadzie wiaderka przechylającego. Dwa wiadra regulowane na ramieniu, po obciążeniu wodą, przechylają się. Powoduje to ruch zespołu kół, przy czym rejestracja jest odnotowywana na tarczy.Gdy przechylają się i rejestrują na każdą setną część cala i wyrzucają wodę, nie mogą pojawić się żadne błędy spowodowane parowaniem lub niedbałym odczytem,  a odczyt może być w każdej chwili wzięty i ręce ustawione z powrotem na zero. Ponieważ pokrętło rejestruje do dwunastu cali w górę, można z łatwością pobierać dane do tygodnia lub miesiąca.

Wskaźnik deszczomierza "Electrical Tipping Bucket" ma pod lejkiem małe wiaderko, które po ugodzeniu otrzymało 1 lOO grubości jednego cala deszczu. Ilość opadów jest mierzona za pomocą liczbyDf "końcówek", która jest zapisywana elektrycznie w każdej rozsądnej odległości. Dalej znajduje się "Weighing Gauge", przyrząd przeznaczony do ważenia ilości opadów deszczu lub śniegu. Jest to prawdopodobnie jeden z najdokładniejszych sposobów, ponieważ przy pomiarze śniegu nie powstają żadne straty na skutek parowania lub topnienia. Ogromne znaczenie ma ekspozycja przyrządu pomiarowego. Powinien on znajdować się na otwartej działce, z dala od drzew i zabudowań w miarę ich wzrostu.

 Najlepsze wyniki uzyskuje się umieszczając go na wysokości ok. 12-15 cali nad ziemią, w zagłębieniu do stylu instrumentu. Niskie krzewy lub ściany, które przełamią siłę wiatru w pobliżu łuku mierniczego są korzystne, jeśli w odległości nie mniejszej niż wysokość obiektu. Wiatr jest najbardziej niepokojącym elementem, ponieważ powoduje wiatr w górnej części lub ujściu miernika. 

Jeżeli ogrodzenie o wysokości około trzech stóp jest ustawione w odległości trzech stóp od przyrządu pomiarowego, zapewni ono wszelkie niezbędne zabezpieczenie. Gdy śnieg musi być mierzony zamiast deszczu, zwykle wybiera się miejsce, w którym śnieg nie wykazuje żadnych oznak dryfowania i odwraca się wskaźnik deszczomierza,  naciskając go w dół, aż do osiągnięcia ziemi. Obracając go delikatnie, znajdziemy możliwość podniesienia śniegu po obwodzie deszczomierza. Można go stopić pozostawiając w ciepłym pomieszczeniu lub dodając określoną ilość ciepłej wody w celu zmniejszenia ilości śniegu do Płynny. Jeśli ostatnia metoda zostanie przyjęta, konieczne będzie usunięcie ilości wody użytej do zmniejszenia jej do stanu ciekłego przed próbą zmierzenia reszty. Ponieważ opady śniegu są raczej niepewne, dobrze jest pobrać trzy lub cztery próbki i uzyskać średnią, a nie akceptować jeden wynik.

Lejek kończy się na mosiężnym cylindrze, który ma tylko 1 -lO powierzchni zewnętrznej puszki. Woda zbierająca się w górnym lejku kapie do mosiężnego cylindra, a głębokość wody w nim jest określana przez włożenie pręta pomiarowego i zanotowanie wysokości, na jaką jest on zwilżony. Oficjalny deszczomierz Meteorological Office  ( Wielka Brytania ) składa się z miedzianej puszki i wyjmowanego lejka o wysokości 18^2 cala, wyposażonego w ostry ukosowany kołnierz mosiężny u góry. Fun- nel kończy się w mosiężnej rurce o długości około 5 V^ cala, która jest wprowadzana do butelki przeznaczonej do zbierania deszczu. Butelka ta jest podzielona na trzy cale w pół cala, więc w razie potrzeby można szybko oszacować. Aby dokładnie określić spadek, woda z tej butelki jest wlewana do miarki o ulepszonej formie, która jest podzielona na hundredths of an inch. 

Dno ma kształt stożka, którego podział jest podzielony na dwie setne części (.005) cala. Liczba cali śniegu odpowiadająca jednemu calowi wody nie jest stała. Waha się ona od 6 do 25, ale dobra średnia wynosi 10. Aby dać wyobrażenie o ilości wody, która spada na jeden akr ziemi, interesujące będą następujące dane.


Komentarze