Войти
Стандартный NOAA датчик дождя A датчик дождя (также известный как удометр, плювиометр или омброметр ) - это прибор, используемый метеорологами и гидрологами для сбора и измерения количества жидкие осадки над областью в заранее определенный период времени.
Первые известные записи об осадках были Древние греки, около 500 г. до н.э.
Люди, живущие в Индии, начали регистрировать количество осадков в 400 г. до н. э. Показания коррелировали с ожидаемым ростом. В Arthashastra, используемом, например, в Magadha, были установлены точные стандарты производства зерна. Каждое из государственных складов было оборудовано дождемером для классификации земель для целей налогообложения. В 1247 году китайский математик и изобретатель Сун Цинь Цзюшао изобрел бассейн Тяньчи дождемеры и датчики снега для сравнения дождя, снегопада и других форм метеорологических данных.
В 1441 году Чеугуги был изобретен во время правления Седжона Великого из династии Чосон Кореи в качестве первого стандартизированного дождемер. В 1662 году Кристофер Рен в сотрудничестве с Робертом Гуком создал первый в Великобритании дождемер с опрокидывающимся ведром. Гук также разработал ручной манометр с воронкой, который проводил измерения в течение 1695 года.
Именно Ричард Таунли был первым, кто провел систематические измерения количества осадков в течение 15 лет с 1677 по 1694 год., опубликовав свои записи в Philosophical Transactions of the Royal Society. Таунли призвал провести больше измерений в других частях страны, чтобы сравнить количество осадков в разных регионах, хотя только Уильям Дерхэм, похоже, принял вызов Таунли. Они совместно опубликовали измерения осадков в Таунли-парке и Апминстере в Эссексе за период с 1697 по 1704 год.
Натуралист Гилберт Уайт проводил измерения для определения среднего количества осадков с 1779 по 1786 год, хотя его зять Томас Баркер проводил регулярные и тщательные измерения в течение 59 лет, регистрируя температуру, ветер и т. Д. атмосферное давление, осадки и облака. Его метеорологические записи - ценный источник знаний о британском климате 18 века. Он смог продемонстрировать, что среднее количество осадков сильно различается от года к году с малозаметной закономерностью.
Саймонс в 1900 году Метеоролог Джордж Джеймс Саймонс опубликовал первый ежегодный выпуск British Rainfall в 1860 году. Эта новаторская работа содержала записи об осадках со 168 наземных станций в Англии и Уэльсе. Он был избран в совет Британского метеорологического общества в 1863 году и посвятил всю свою жизнь исследованию осадков на Британских островах. Он создал добровольную сеть наблюдателей, которые собирали данные, которые возвращались ему для анализа. Он был настолько успешен в этом начинании, что к 1866 году он смог показать результаты, которые давали справедливое представление о распределении осадков, и количество регистраторов постепенно увеличивалось до последнего тома British Rainfall, который он дожил до редактирования, за 1899 год. содержали данные по 3528 станциям: 2894 в Англии и Уэльсе, 446 в Шотландии и 188 в Ирландии. Он также собрал старые записи об осадках за более чем сто лет. В 1870 году он составил отчет о количестве осадков на Британских островах, начиная с 1725 года.
Из-за постоянно растущего числа наблюдателей стандартизация датчиков стала необходимой. Саймонс начал экспериментировать с новыми датчиками в собственном саду. Он пробовал разные модели с вариациями по размеру, форме и высоте. В 1863 году он начал сотрудничество с полковником Майклом Фостером Уордом из Калне, Уилтшир, который провел более обширные исследования. Включая Уорда и других людей из Британии, исследования продолжались до 1890 года. Эксперименты отличались планированием, проведением и выводами. Результаты этих экспериментов привели к постепенному внедрению хорошо известного стандартного калибра, который до сих пор используется в Метеорологическом управлении Великобритании, а именно, сделанный из "... меди, с пятидюймовой воронкой". имеющий медный обод на высоте одного фута над землей... "
Большинство современных дождемеров обычно измеряют осадки в миллиметрах высотой, собранные на каждый квадратный метр в течение определенного периода, что эквивалентно литров на квадратный метр. Раньше дождь регистрировался в дюймах или точках, где одна точка равнялась 0,254 мм или 0,01 дюйма.
Показатели дождя считываются вручную или автоматической метеостанцией (AWS). Частота чтения будет зависеть от требований коллекторского агентства. Некоторые страны дополнят платных погодных наблюдателей сетью добровольцев для получения данных об осадках (и других типах погоды) для малонаселенных районов.
В большинстве случаев осадки не сохраняются, но некоторые станции все же отправляют данные об осадках и снегопадах на тестирование, которое проводится для определения уровней загрязнителей.
У дождемеров есть свои ограничения. Попытка собрать данные о дожде в тропическом циклоне может быть практически невозможной и ненадежной (даже если оборудование выживает) из-за сильного ветра. Кроме того, дождемеры показывают количество осадков только в определенной местности. Практически для любого калибра капли будут прилипать к сторонам или воронке собирающего устройства, так что их количество будет очень немного занижено, и капли размером 0,01 дюйма или 0,25 мм могут быть записаны как «след ».
Другая проблема возникает, когда температура близка или ниже точки замерзания. Дождь может падать на воронку, а лед или снег могут собираться в датчике, блокируя последующий дождь. Чтобы облегчить это, манометр может быть оснащен автоматическим электронагревателем, чтобы поддерживать его собирающие влагу поверхности и датчик немного выше точки замерзания.
Дождемеры следует размещать на открытом месте, где нет зданий, деревьев или других препятствий, препятствующих дождю. Это также необходимо для предотвращения попадания воды, собранной на крышах зданий или с листьев деревьев, на датчик дождя после дождя, что приведет к неточным показаниям.
Самозаписывающий датчик дождя (внутренний) Типы дождемеров включают градуированные цилиндры, датчики веса, датчики с опрокидывающимся ковшом и просто заглубленные коллекторы. У каждого типа есть свои преимущества и недостатки при сборе данных о дождях.
Стандартный дождемер Национальной метеорологической службы США, разработанный в начале 20-го века, состоит из воронки диаметром 8 дюймов (203 мм), переходящей в градуированный цилиндр диаметром 1,17 дюйма (29,7 мм), который помещается в более крупный контейнер диаметром 8 дюймов и высотой 20 дюймов (508 мм). Если дождевая вода переливается через градуированный внутренний цилиндр, ее улавливает внешний контейнер большего размера. Когда производятся измерения, измеряется высота воды в маленьком градуированном цилиндре, а избыток воды в большом резервуаре осторожно переливается в другой градуированный цилиндр и измеряется для получения общего количества осадков. Конусный измеритель иногда используется для предотвращения утечки, которая может привести к изменению данных. В местах, где используется метрическая система, баллон обычно маркируется в миллиметрах и может измерять до 250 миллиметров (9,8 дюйма) осадков. Каждая горизонтальная линия на цилиндре составляет 0,5 миллиметра (0,02 дюйма). В областях, где все еще используются британские единицы, каждая горизонтальная линия соответствует 0,01 дюйма.
Плювиометр интенсивности (1921) Плювиометр интенсивности (или плювиометр Джарди) - это инструмент, который измеряет среднюю интенсивность осадков в определенном интервале времени. Первоначально он был разработан для регистрации режима осадков в Каталонии, но со временем распространился по всему миру.
В нем используется принцип обратной связи... поступающая вода толкает буй вверх, делая нижнюю "регулировку" коническая игла, чтобы пропустить то же количество воды, которое попадает в контейнер, таким образом... игла записывает на барабане количество воды, протекающей через него в каждый момент времени - в миллиметрах осадков на квадратный метр.
Он состоит из вращающегося барабана, который вращается с постоянной скоростью, этот барабан тянет за градуированным листом картона время на абсциссе, в то время как ось Y показывает высоту осадков в мм дождя. Эта высота записывается с помощью ручки, которая перемещается вертикально с помощью буя, отмечая на бумаге количество осадков с течением времени. Каждый картонный лист обычно используется в течение одного дня.
Когда идет дождь, вода, собранная воронкой, падает в контейнер и поднимает буй, заставляя рычаг ручки подниматься по вертикальной оси, маркируя картон соответствующим образом. Если количество осадков не меняется, уровень воды в контейнере остается постоянным, и, пока барабан вращается, метка ручки представляет собой более или менее горизонтальную линию, пропорциональную количеству упавшей воды. Когда ручка достигает верхнего края бумаги для записи, это означает, что буй находится «высоко в резервуаре», оставляя кончик конической иглы таким образом, чтобы открывать регулирующее отверстие, т. Е. Максимальный поток, с которым работает устройство. возможность записывать. Если дождь внезапно уменьшается, заставляя контейнер (когда он опорожняется) быстро опускать буй, это движение соответствует крутой линии уклона, которая может достигать дна записанного картона, если дождь прекратится.
Дождемер позволил регистрировать количество осадков за многие годы, особенно в Барселоне (95 лет), помимо многих других мест по всему миру, таких как Гонконг.
измеритель осадков взвешивающего типа состоит из бункера для хранения, который взвешивается для регистрации массы. Некоторые модели измеряют массу с помощью ручки на вращающемся барабане или с помощью вибрирующей проволоки, прикрепленной к регистратору данных. Преимущества этого типа уровнемера перед опрокидывающимися ковшами заключаются в том, что он не недооценивает интенсивный дождь и может измерять другие формы осадков, включая дождь, град и снег. Однако эти датчики более дорогие и требуют большего обслуживания, чем датчики с опрокидывающимся ковшом.
Регистрирующий манометр весового типа может также содержать устройство для измерения количества химических веществ, содержащихся в атмосфере места. Это чрезвычайно полезно для ученых, изучающих влияние парниковых газов, выбрасываемых в атмосферу, и их влияние на уровни кислотных дождей. Некоторые устройства Автоматизированной системы наблюдения за поверхностью (ASOS) используют автоматические весы, называемые AWPAG (всепогодный датчик накопления осадков).
Внешний вид дождемера с опрокидывающимся ведром 
Внутри дождемера с опрокидывающимся ковшом Дождемер с опрокидывающимся ведром состоит из воронки, которая собирает и направляет осадки в небольшой контейнер, похожий на качели. После того, как заранее установленное количество осадков выпадает, рычаг наклоняется, сбрасывая собранную воду и отправляя электрический сигнал. Регистрирующее устройство старого образца может состоять из ручки, закрепленной на рычаге, прикрепленном к зубчатому колесу, которое перемещается один раз с каждым сигналом, посылаемым от коллектора. В этой конструкции, когда колесо поворачивается, ручка ручки перемещается вверх или вниз, оставляя след на графике и в то же время делая громкий «щелчок».
Датчик дождя с опрокидывающимся ведром не такой точный, как стандартный датчик дождя, потому что дождь может прекратиться до того, как рычаг опрокинется. Когда начинается следующий период дождя, для поворота рычага может потребоваться не более одной-двух капель. Тогда это будет означать, что заранее установленная сумма упала, когда фактически упала только часть этой суммы. Опрокидывающие ведра также склонны недооценивать количество осадков, особенно во время снегопадов и сильных дождей. Преимущество дождемера с опрокидывающимся ведром состоит в том, что можно легко определить характер дождя (легкий, средний или сильный). Характер осадков определяется общим количеством дождя, выпавшего за установленный период (обычно 1 час), и путем подсчета количества щелчков импульсов за 10-минутный период наблюдатель может определить характер дождя. Алгоритмы могут быть применены к данным как метод корректировки данных для сильных дождей.
Самописец дождемера с опрокидывающимся ковшом 
Крупным планом - схема самописца с опрокидывающимся ковшом Современные измерители дождя с опрокидывающимся ведром состоят из пластикового коллектора, установленного на шарнире. Когда он наклоняется, он приводит в действие переключатель (например, геркон ), который затем записывается в электронном виде или передается на удаленную станцию сбора.
Датчики опрокидывания могут также включать в себя элементы датчиков для взвешивания, с помощью которых тензодатчик крепится к сборному ведру, так что точное количество осадков можно определить в любой момент. Каждый раз, когда коллектор опрокидывается, тензодатчик (датчик веса) обнуляется, чтобы исключить любой дрейф.
Чтобы измерить водный эквивалент замороженных осадков, опрокидывающееся ведро можно нагреть, чтобы растопить лед и снег, попавшие в его воронку. Без механизма нагрева воронка часто забивается во время выпадения замороженных осадков, и поэтому осадки невозможно измерить. Многие устройства Автоматизированной системы наблюдения за поверхностью (ASOS) используют опрокидывающиеся ковши с подогревом для измерения осадков.
Этот тип датчика имеет ряд сборных воронок. В замкнутом пространстве под каждым из них находится лазерный диод и детектор на фототранзисторе . Когда набирается достаточно воды, чтобы сделать одну каплю, она падает со дна, попадая на путь лазерного луча. Датчик установлен под прямым углом к лазеру, так что рассеивается достаточно света, чтобы его можно было обнаружить как внезапную вспышку света. Затем вспышки этих фотодетекторов считываются и передаются или записываются.
Акустические дисдрометры, также называемые гидрофонами, могут определять звуковые сигнатуры для капель каждого размера, когда дождь ударяется о поверхность воды в пределах калибр. Поскольку каждая звуковая сигнатура уникальна, можно инвертировать подводное звуковое поле, чтобы оценить распределение размеров капель в дождь. Выбранные моменты распределения капель по размеру позволяют получить интенсивность осадков, их накопление и другие характеристики осадков.
 | На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с датчиками дождя. |
