Alina Vldu

METEO-CLIMATOLOGIE LUCRRI PRACTICE

Laboratorul nr. 1 1. Staia meteorologic. 2. Efectuarea observaiilor meteorologice. 3. Organizarea reelei de staii meteorologice. 4. Staii meteorologice automate. 5. Programul SIMIN. 1. Staia meteorologic. Staia meteorologic reprezint celula de baz care ofer informaii meteorologice. Staia meteorologic este format din mai multe pri, i anume, o cldire care funcioneaz ca birou, platforma meteorologic i terenul pentru observaii asupra stratului de zpad. Platforma meteorologic reprezint elementul esenial al staiei, pe ea instalndu-se instrumentele i o parte a aparaturii necesare msurtorilor. Aceasta trebuie amenajat dup o serie de reguli: S fie instalat pe un teren deschis, tipic pentru zona respectiv, ferit de obstacole pentru a nu influena indicaiile instrumentelor meteorologice; Dac exist obstacole mari (pduri, cldiri etc.) platforma trebuie s fie amplasat la o distan de cel puin 20 de ori nlimea obstacolului; Cnd n jur exist obstacole mici (case, arbori) platforma este amplasat la o distan egal cu de cel puin 10 ori nlimea obstacolului; n cazul n care exist un organism acvatic, distana dintre acesta i platform trebuie s fie de cel puin 100 m; Staia meteorologic nu trebuie amplasat n apropierea drumurilor sau unitilor industriale, deoarece impuritile din atmosfer pot periclita buna funcionare a instrumentelor i aparaturii; Staia meteorologic trebuie plasat la distane suficient de mari de localitate pentru a se evita mutarea ei repetat n cazul expansiunii aezrii n cauz. O platform meteorologic standard are form de ptrat cu latura de 26 m. Pentru staia meteo cu program redus platforma este dreptunghiular, latura E V avnd 16m, iar cea N S 20 m. n cazul staiilor cu program

radiometric platforma este dreptunghiular, latura E V avnd 26 m, iar cea N S 36 m. Platforma este mprejmuit cu un gard de 2m de plas de srm, iar intrarea se face printr-o poart aflat n partea nordic a platformei pentru a nu influena aparatele atunci cnd este soare. Araratele i instrumentele sunt aezate ntr-o ordine strict: n nord giruetele, chiciurometrul i cele dou adposturi; n partea central pluviograful i pluviometrul; n sud heliograful, termometrele i complexul actinometric. n primul adpost sunt instalate un psihrometru de staie cu ventilaie artificial alctuit din dou termometre i o moric aspiratoare, termometrul de maxim, termometrul de minim, higrometrul de serviciu i higrometrul de rezerv. n cel de-al doilea adpost se instaleaz termograful i higrograful. Biroul staiei meteorologice este alctuit dintr-un numr variabil de ncperi, unde specialitii nregistreaz n tabele speciale valorile parametrilor meteorologici. 2. Efectuarea observaiilor meteorologice. Observaia reprezint metoda de baz utilizat n meteorologie i climatologie. Pentru a fi ct mai precise, acestea se efectueaz dup un orar bine stabilit de 4 ori pe zi 1.00, 07.00, 13.00, i 19.00. La aceste ore se fac msurtori asupra presiunii atmosferice, vntului, nebulozitii, temperaturii i umezelii aerului, vizibilitii i asupra temperaturii solului. La ora 07.00 se fac msurtori asupra stratului de zpad dac acesta exist, iar la 07.00 i 19.00 asupra precipitaiilor atmosferice, inclusiv chiciur,brum, polei, i asupra strii suprafeei solului. La staiile sinoptice orele de observaii sunt 02.00, 05.00, 08.00, 11.00, 14.00, 17.00, 20.00, 23.00. 3. Organizarea reelei de staii meteorologice. Primele msurtori meteorologice instrumentale de pe teritoriul Romniei s-au nregistrat n 1770 la Iai, 1773 la Bucureti i 1789 la Sibiu. Tot la Sibiu este atestat documentar i prima staie meteorologic n 1864. Prima reea de staii meteorologice a aprut n 1880 1882, cnd au fost organizate 12 staii de-a lungul Dunrii. n 1884 s-a nfiinat Institutul Meteorologic Central, care abia n 1970 a devenit Institutul de Meteorologie i Hidrologie.

n prezent funcioneaz 200 de staii meteo i 1241 de puncte pluviometrice organizate n 7 sectoare Bucureti, Craiova, Timioara, Oradea, Cluj, Iai i Constana. Reeaua naional de staii meteo este inclus n reeaua internaional care este coordonat de Organizaia Meteorologic Mondial (O.M.M.). Aceasta a fost nfiinat n 1951 la Paris i are rolul de a da indicaii cu privire la: metodologia de efectuare a observaiilor, stabilirea ordini de efectuare a observaiilor, tipul i orele; sistemul de uniti de msur; tipul instrumentelor; normele de evaluare. 4. Staii meteorologice automate. n cadrul reelei meteorologice mondiale exist diferite tipuri de staii meteorologice automate, dar principiile de funcionare ale acestora sunt asemntoare. Sunt alctuite din cte un complex de instrumente meteorologice, un dispozitiv special pentru convertirea valorilor nregistrate n semnale electrice, un emitor radio i o surs de energie electric. a. Staia meteorologic automat de tip francez Acest tip de staie asigur transmiterea la interval de 3 ore a indicativului staiei presiunii atmosferice, temperaturii aerului, umezelii relative, vitezei i direciei vntului, cantitii de precipitaii czute n intervalul dintre observaii. Aparatele de msur sunt prevzute cu cte un dispozitiv special care convertete valorile parametrilor meteorologici n semnale electrice. n condiii de vreme bun, semnalele emise de acest tip de staie pot fi recepionate pn la o distan de 1000 km. b. Staia meteorologic automat de tip romnesc Staia de tip romnesc este alctuit din aceleai elemente ca i cea de tip franuzesc. Principalele caracteristici tehnice sunt: Datele determinate sunt transmise la intervale de 3 ore; Temperatura aerului poate fi msurat ntre -40 i +40, cu o precizie de +/- 0,5C; Msoar presiunea atmosferic cu amplitutdinea de 100mb, dnd erori de 0,5mb; Umezeala relativ poate fi msurat ntre 10 i 100% cu o precizie de +/- 0.5%;

Cantitatea medie de precipitaii poate fi msurat ntre 0 i 49mm/ 3 ore; Viteza vntului este msurat ntre 0 i 49 m/s cu o precizie de +/- 2m/s; Indic prezena razelor solare. 5. Programul SIMIN. SIMIN sau Sistemul Meteorologic Integrat Naional va nlocui vechiul echipament de provenien ruseasc folosit n prevederea timpului i elaborarea prognozelor. Acesta va conecta senzorii meteorologici cu reeaua de radare i sateliii meteorologici. n Romnia nu numai c se nregistreaz unele dintre cele mai oscilante condiii meteorologice din sud-estul Europei, dar se ntmpin i dificulti n comunicarea acestora att la nivel naional ct i global. Prin SIMIN se vor putea elabora avertizri i prognoze pentru urmtoarele 2 3 ore, extrem de detaliate, pentru fenomene periculoase, precum grindina i vijelia. Reeaua de msurtori la nivelul solului se va extinde cu nc 50 de staii automate pe lng cele 10 existente, iar reeaua de msurtori radar se va moderniza , urmnd a fi instalate 5 aparate de tip Doppler de provenien american. Se va realiza o reea de detecie a fulgerelor i balizarea meteorologic a Dunrii i Mrii Negre. Deasemenea , pe termen lung (2010 - 2012), se va implementa i Sistemul Naional Antigrindin i de Simulare a Precipitaiilor (SNASP). INMH va furniza servicii specializate i pentru unitile Ministerului Aprrii Naionale, ale Ministerului Transporturilor, Ministerul Apelor i Proteciei Mediului, precum i pentru o serie de companii de stat sau private interesate de astfel de servicii. Acesta va deveni Centrul Meteorologic Regional specializat pentru sud-estul Europei.

Laboratorul nr. 2 Determinarea intensitii fluxurilor radiative din atmosfer 1. 2. 3. 4. Generaliti. Determinarea radiaiei solare directe. Determinarea radiaiei difuze i globale. Complexul actinometric.

1. Generaliti. Soarele reprezint sursa primar a fluxurilor radiative de energie radiant care strbat atmosfera. Aceste fluxuri pot fi msurate n uniti de msur energetice sau calorice, dar n meteorologie se folosesc aproape exclusiv cele calorice caloria i ergul. Pentru msurarea intensitii radiaiei, care reprezint raportul dintre cantitatea de energie (F) a unui flux radiativ i suprafaa pe care acesta cade (S), Linke a introdus o nou unitate de msur langley (ly) egal cu 2 2 caloria/cm , Astfel, o cal/cm /min = ly/min. Fluxul radiativ emis de Soare sufer o ntreag gam de modificri cantitative i calitative la strbaterea atmosferei, rezultnd o serie de fluxuri radiative distincte. Deasemenea, suprafaa terestr reflect o parte din radiaia solar incident i absoarbe o alta, emind un flux de radiaii de und lung (radiaia reflectat, radiaia terestr). Acest flux strbate atmosfera, care se nclzete i emite la rndul su radiaii de und lung n toate direciile (radiaia atmosferei). Determinarea intensitii diferitelor fluxuri radiative constituie obiectul actinometriei. 2. Determinarea radiaiei solare directe. Intensitatea radiaiei solare directe se determin cu ajutorul pirheliometrelor sau actinometrelor. Pirheliometrele sunt instrumente 2 absolute care msoar fluxul radiativ direct n cal/cm /min, iar actinometrele relative deoarece msoar n alte uniti de msur care apoi sunt 2 transformate n cal/cm /min sau ly/min. Exist mai multe tipuri de pirheliometre n funcie de principiul de funcionare calorimetrice, cu compensaie electric etc. Pirheliometrul cu compensaie electric tip Angstrm Este alctuit din: un tub metalic cu diametrul de 14-15 mm, lungime de 100-120 mm, la interior avnd 3 sau 4 diafragme care limiteaz

fascicolul de raze solare directe ce cad pe piesa receptoare a instrumentului; 2 fante de 25 mm lungime i 5 mm lime la captul tubului metalic; un trepied dotat cu 2 uruburi pentru reglarea nlimii i azimutului; un crlig; piesa receptoare format din dou lamele identice de manganin (20/2 mm), acoperite cu negru de fum pe suprafeele ndreptate ctre soare i cu un strat izolator pe suprafeele opuse deasupra cruia se lipesc sudurile unui cuplu termoelectric, legat la un galvanometru (lamelele sunt introduse n tubul nichelat n dreptul celor 2 fante). Modul de funcionare: Pirheliometrul se orienteaz n direcia Soarelui (fascicolul de raze cade n centrul firelor reticulare de pe vizor). Prin deplasarea crligului de pe tub, se acioneaz un ecran special care acoper una dintre fante, astfel nct numai o lamel de manganin rmne expus radiaiei solare directe. Razele solare nclzesc lamela expus, cealalt ramnnd mai rece. Diferena de temperatur dintre ele genereaz un curent termoelectric care deviaz acul galvanometrului. Cantitatea de cldur primit de lamel este direct proporional cu intensitatea radiaiei (I), coeficientul de absorbie al lamelei (D) i cu suprafaa acesteia (S): q = IDS Pentru a anula deviaia acului galvanometrului, lamela ecranat primete aceei cantitate de cldur ca i prima prin intermediul unui curent de compensaie cu intensitatea (i) generat de o baterie (B), reglat cu reostatul (R) i msurat cu un miliampermetru (A). Cnd temperaturile celor 2 lamele sunt egale, acul galvanometrului revine la 0. Cantitatea de cldur generat de baterie se exprim prin relaia: 2 q = 60 cri , unde c = constant r = rezistena curentului de compensaie i = intensitatea curentului de compensaie Astfel, 2 60 cri = IDS, de unde rezult c 2 I = 60 cri / DS

Deoarece c, r, D i S sunt constante ele formeaz factoerul de transformare al pirheliometrului, K, a crui valoare apare n certificatul fiecrui instrument. 2 Astfel, I = Ki 3. Determinarea radiaiei difuze i a celei globale Instrumentele cu care se msoar intensitatea radiaiei difuze i globale sunt piranometrele. Acestea ca i radiometrele sunt absolute i relative. Piranometrul absolut tip Angstrm Este alctuit din: un suport metelic; o calot semisferic de sticl; un ecran special; piesa receptoare. Piesa receptoare este format din 4 lamele subiri de manganin, dispuse alternativ, dou fiind vopsite cu negru de fum (absorb n totalitate radiaiile), iar celelalte cu alb de magneziu (reflect aproape n totalitate radiaiile). Principiul de funcionare este asemntor cu cel al pirheliometrului. Cantitatea de cldur care apare n lamele (qn, qa)depinde de mai muli facrori qn = 2IpDns qa = 2IpvDas, unde: I = intensitatea radiaiei difuze sau globale; p = coeficientul de permeabilitate al sticlei; Dn = coeficientul de ansorbie pentru radiaia difuz sau global al lamelelor negre; Da = coeficientul de ansorbie pentru radiaia difuz sau global al lamelelor albe; s = suprafaa lamelelor. Cantitatea de cldur a lamelelor negre este egal cu cea a lamelelor albe, la care se adaug cantitatea de cldur produs de curentul de compensaie. Astfel, 2 qn = qa + 2 60 cri , unde c = constant lui Joule egal cu 0,24 r = rezistena curentului de compensaie i = intensitatea curentului de compensaie

2IpDns = 2IpvDas + 2 60 cri , de unde 2 I = 60cri / ps(Dn - Da) Pentru a determina radiaia difuz, semisfera de sticl, care protejeaz piesa receptoare este acoperit cu un ecran special, n timp ce pentru detarminarea radiaiei globale, acesta se ndeprteaz. 4. Complexul actinometric Complexul actinometric este alctuit din din urmtoarele elemente: 1 stlp (230 240 cm lungime, 15 20 cm diametru) 2 scndur (200 cm lungime) 3 contrafi 4 msu pentru cutia cu galvanometre 5 pode rabatabil 6 stlp ngropat n sol 7 cutia pentru galvanometre 8 comutator R = radiometrul (pirheliometrul) P = piranometrul A = albedometrul staionar B = bilanometrul La staiile cu program radiometric observaiile asupra intensitii diferitelor fluxuri radiative se fac din 3 n 3 ore 00, 03, 06, 09, 12, 15, 18. n perioada 21 martie 23 septembrie se efectueaz determinri ale tuturor fluxurilor radiative, inclusiv asupra bilanului radiativ, la 06, 09, 12, 15, 18, pe cnd ntre 24 septembrie 20 martie, aceleai msurtori se fac la 09, 12, 15. Aceste msurtori pot fi decalate cu pn la 30 de minute dac au loc cderi de precipitaii sau scimbri brute ale nebulozitii. n general, valoarea determinat a unuio flux radiativ reprezint media a 3 6 msurtori efectuate la intervale mici de ordinul secundelor.

2

Pirheliometrul cu compensaie electric tip Angstrm schema de principiu

A

1

2 R

B

G

A miliampermetru B bateria G galvanometrul R reostatul 1, 2 lamele de manganin

Piranometrul absolut tip Angstrm schema de principiu

B

R

G

A

A miliampermetrul B bateria G galvanometrul R - reostatul

Laboratorul nr. 3 1. Determinarea radiaiei efectife pirgeometrul tip SavinovIanievski. 2. Determinarea bilanului radiaiilor bilanometrul. 3. Determinarea duratei de strlucire a soarelui heliograful. 1. Determinarea radiaiei efectife pirgeometrul tip SavinovIanievski. Radiaia efectiv (Ef) reprezint diferena dintre radiaia terestr (Et) i radiaia atmosferei (Ea), fluxuri care au orientare opus, respectiv de jos n sus i de sus n jos. Radiaia efectiv este msurat cu diferite tipuri de pirgeometre, ntre care cel mai utilizat este pirgeometrul tip Savinov-Ianievski. Pirgeometrul Savinov-Ianievski are ca principiu de funcionare producerea unor cureni termoelectrici a cror intensitate este determinat cu ajutorul unui galvanometru conectat la instrument. Piesa receptoare este alctuit din 4 lamele subiri de manganin (20/30/0,002 mm), dou dintre ele fiind nnegrite la partea superioar cu negru de platin, iar celelate dou nichelate sau aurite. La prile inferioare ale lamelelor sunt legate sudurile unei termobaterii (plasat n cutia protectoare), care prin intermediul a dou borne se conecteaz la un galvanometru sensibil. Lamelele nichelate sau aurite reflect aproape n totalitate radiaiile de und lung, astfel nct, conform legii Kirkoff aceast capacitate de a emite radiaii poate fi neglijat. Lamelele nnegrite absorb aproape total radiaiile i devin capabile s emit radiaie terestr (Et), dependent de temperatura lor conform legii Stephan Boltzman: 4 Et = VT , unde -11 V = constanta lui Boltzman (8,26x10 cal/cm2/min/grad) T = temperatura aabsolut n acelai timp, radiaia atmosferei (Ea) acioneaz asupra lamelelor negre care se vor nclzi sau rcii n funcie de valorile fluxurilor radiative Et i Ea. Astfel apare o diferen de temperatur ntre lamelele negre i cele nichelate sau aurite, care genereaz un curent termoelectric a crui intensitate se determin cu galvanometrul. Conform legii lui Joule, intensitatea radiaiei efective este proporional cu ptratul intensitii curentului termoelectric, care apare n bateria pirgeometrului i se exprim prin relaia:

Eef = Et Ea = crt/s i = Ki , unde c = cantitatea de cldur produs de trecerea curentului unitar (c = 0,24 cal) r = rezistena electric a conductorilor t = timpul de efectuare a determinrii (60 sec.) s = suprafaa piesei receptoare i = intensitatea cutentului termoelectric K = constanta care determin experimentul 2. Determinarea bilanului radiativ. Bilanometrul. Bilanul radiativ reprezint diferena dintre suma tuturor fluxurilor radiative de und lunga sau scurt primite de suprafaa terestr i suma tuturor fluxurilor radiative de und lunga sau scurt cedate de suprafaa terestr i se determin cu ajutorul bilanometrului. Acesta funcioneaz pe principiul curenilor termoelectrici. n general, piesa receptoare se ecraneaz i valoarea bilanului se determin fr radiaia solar direct, care se msoar concomitent cu radiometrul i apoi se adaug la valoarea obinut cu ajutorul bilanometrului. Piesa receptoare este alctuit din dou plci identice obinute din mpletirea unor fire de cupru i este fixat ntr-o deschidere ptrar a discului suport. Suprafeele exteriore sunt nnegrite i sunt orientate att ctre suprafaa terestr ct i ctre bolta cereasc. Doi conductori electrici leag capetele termobateriei de un galvanometru sensibil dup ce mai nti strbat o parte din mnerul instrumentului. Exist i un ecran de umbrire fixat la captul unei tije metalice care se monteaz pe suportul metalic. Tija are 50 cm lungime, iar ecranul un diametru de 10 cm. Bilanometrul este indrodus ntr-o cutie metalic de forma unei lopei cu perei dubli pentru a fi protejat. Astfel, placa superioar, orientat ctre bolta cereasc primete radiaia global i radiaia atmosferei i pierde prin emisie o cantitate de energie radiant, n timp ce placa inferioar orientat ctre suprafaa terestr primete radiaie terestr i radiaie reflectat i pierde prin emisie o cantitate de energie radiant. nclzirea diferenial a celor dou plci receptoare expuse unor fluxuri radiative cu intensiti deosebite duce la apariia n bateria instrumentului, a unui curent termoelectric care se msoar cu galvanometrul sensibil a crui intensitate este proporional cu diferena dintre fluxurile primite i cedate de cele dou plci receptoare orientate diferit. Deoarece cele dou plci sunt identice, atunci i cantitatea de energie

2

2

radiant pierdut prin emisie este identic, iar ecuaia bilanului radiativ capt forma: B = [(I` + i) + Ea] - [Et+ Rs] 3. Determinarea duratei de strlucire a Soarelui. Heliograful tip R. Fuess. Durata efectiv de strlucire a soarelui este determinat la staiile meteorologice cu ajutorul unui intrument nregistrator numit heliograf. La noi n ar se utilizeaz trei tipuri de heliografe (R. Fuess, Metra i rusesc/URSS), ntre care cel mai utilizat este heliograful R. Fuess. Heliograful R. Fuess. Piesa receptoare a instrumentului este o sfer de sticl, care se instaleaz pe un suport metalic, fixat la rndul su pe o plac ptrat groas, din acelai material ca i suportul. Tot pe plac se fixeaz i un al doilea suport ce se continu cu un bra metalic curbat, care la extremitatea superioar are i un urub destinat poziionrii sferei de sticl. Acest suport susine i o ni metalic, concentric cu sfera de sticl i situat fa de aceasta la o distan egal cu diatana focal a acesteia. Astfel, pata focal format prin concentrare razelor solare de ctre lentila convergent, adic sfera de sticl, se plaseaz pe suprafaa interioar a niei metalice pentru orice nlime a Soarelui pe bolta cereasc. Pe una din prile laterale ale suportului curbat este gravat latitudinea, iar pe nia metalic liniua index, care la instalare trebuie s fie n coinciden cu diviziunea de pe scar corespunztoare latitudinii la care este situat staia. Pe partea interioar, concav sunt 3 perechi de anuri, n care se introduc cele 3 tipuri de diagrame (heliograme) conform poziiei sorelui pe bolta cereasc. n perechea superioar de anuri sunt introduse diagramele scurte cu capete curbate n sus (de iarn 21 octombrie-10 martie), n cea de la mijoc diagramele drepte (de primvar 11martie-20 aprilie i toamn 11 septembrie-20 octombrie), iar n cea de inferioar diagramele lungi cu capete curbate n jos (de var 21 aprilie-10 septembrie). Pentru fixarea lor n poziie corect, diagramele sunt strpunse cu un cui legat de corpul aparatului printr-un lnior. Cuiul trece prin nia metalic printr-unul dintre cele 3 orificii din dreptul fiecrei perechi de anuri. Perforaia trebuie s fie ntotdeauna la aceeai diastan de linia median marcat cu XII, servind n acelai timp i la verificarea instalrii corecte a diagramei.

Laboratorul nr. 3 1. Determinarea radiaiei efectife pirgeometrul tip SavinovIanievski. 2. Determinarea bilanului radiaiilor bilanometrul. 3. Determinarea duratei de strlucire a soarelui heliograful. 1. Determinarea radiaiei efectife pirgeometrul tip SavinovIanievski. Radiaia efectiv (Ef) reprezint diferena dintre radiaia terestr (Et) i radiaia atmosferei (Ea), fluxuri care au orientare opus, respectiv de jos n sus i de sus n jos. Radiaia efectiv este msurat cu diferite tipuri de pirgeometre, ntre care cel mai utilizat este pirgeometrul tip Savinov-Ianievski. Pirgeometrul Savinov-Ianievski are ca principiu de funcionare producerea unor cureni termoelectrici a cror intensitate este determinat cu ajutorul unui galvanometru conectat la instrument. Piesa receptoare este alctuit din 4 lamele subiri de manganin (20/30/0,002 mm), dou dintre ele fiind nnegrite la partea superioar cu negru de platin, iar celelate dou nichelate sau aurite. La prile inferioare ale lamelelor sunt legate sudurile unei termobaterii (plasat n cutia protectoare), care prin intermediul a dou borne se conecteaz la un galvanometru sensibil. Lamelele nichelate sau aurite reflect aproape n totalitate radiaiile de und lung, astfel nct, conform legii Kirkoff aceast capacitate de a emite radiaii poate fi neglijat. Lamelele nnegrite absorb aproape total radiaiile i devin capabile s emit radiaie terestr (Et), dependent de temperatura lor conform legii Stephan Boltzman: 4 Et = VT , unde -11 V = constanta lui Boltzman (8,26x10 cal/cm2/min/grad) T = temperatura aabsolut n acelai timp, radiaia atmosferei (Ea) acioneaz asupra lamelelor negre care se vor nclzi sau rcii n funcie de valorile fluxurilor radiative Et i Ea. Astfel apare o diferen de temperatur ntre lamelele negre i cele nichelate sau aurite, care genereaz un curent termoelectric a crui intensitate se determin cu galvanometrul. Conform legii lui Joule, intensitatea radiaiei efective este proporional cu ptratul intensitii curentului termoelectric, care apare n bateria pirgeometrului i se exprim prin relaia:

Eef = Et Ea = crt/s i = Ki , unde c = cantitatea de cldur produs de trecerea curentului unitar (c = 0,24 cal) r = rezistena electric a conductorilor t = timpul de efectuare a determinrii (60 sec.) s = suprafaa piesei receptoare i = intensitatea cutentului termoelectric K = constanta care determin experimentul 2. Determinarea bilanului radiativ. Bilanometrul. Bilanul radiativ reprezint diferena dintre suma tuturor fluxurilor radiative de und lunga sau scurt primite de suprafaa terestr i suma tuturor fluxurilor radiative de und lunga sau scurt cedate de suprafaa terestr i se determin cu ajutorul bilanometrului. Acesta funcioneaz pe principiul curenilor termoelectrici. n general, piesa receptoare se ecraneaz i valoarea bilanului se determin fr radiaia solar direct, care se msoar concomitent cu radiometrul i apoi se adaug la valoarea obinut cu ajutorul bilanometrului. Piesa receptoare este alctuit din dou plci identice obinute din mpletirea unor fire de cupru i este fixat ntr-o deschidere ptrar a discului suport. Suprafeele exteriore sunt nnegrite i sunt orientate att ctre suprafaa terestr ct i ctre bolta cereasc. Doi conductori electrici leag capetele termobateriei de un galvanometru sensibil dup ce mai nti strbat o parte din mnerul instrumentului. Exist i un ecran de umbrire fixat la captul unei tije metalice care se monteaz pe suportul metalic. Tija are 50 cm lungime, iar ecranul un diametru de 10 cm. Bilanometrul este indrodus ntr-o cutie metalic de forma unei lopei cu perei dubli pentru a fi protejat. Astfel, placa superioar, orientat ctre bolta cereasc primete radiaia global i radiaia atmosferei i pierde prin emisie o cantitate de energie radiant, n timp ce placa inferioar orientat ctre suprafaa terestr primete radiaie terestr i radiaie reflectat i pierde prin emisie o cantitate de energie radiant. nclzirea diferenial a celor dou plci receptoare expuse unor fluxuri radiative cu intensiti deosebite duce la apariia n bateria instrumentului, a unui curent termoelectric care se msoar cu galvanometrul sensibil a crui intensitate este proporional cu diferena dintre fluxurile primite i cedate de cele dou plci receptoare orientate diferit. Deoarece cele dou plci sunt identice, atunci i cantitatea de energie

2

2

radiant pierdut prin emisie este identic, iar ecuaia bilanului radiativ capt forma: B = [(I` + i) + Ea] - [Et+ Rs] 3. Determinarea duratei de strlucire a Soarelui. Heliograful tip R. Fuess. Durata efectiv de strlucire a soarelui este determinat la staiile meteorologice cu ajutorul unui intrument nregistrator numit heliograf. La noi n ar se utilizeaz trei tipuri de heliografe (R. Fuess, Metra i rusesc/URSS), ntre care cel mai utilizat este heliograful R. Fuess. Heliograful R. Fuess. Piesa receptoare a instrumentului este o sfer de sticl, care se instaleaz pe un suport metalic, fixat la rndul su pe o plac ptrat groas, din acelai material ca i suportul. Tot pe plac se fixeaz i un al doilea suport ce se continu cu un bra metalic curbat, care la extremitatea superioar are i un urub destinat poziionrii sferei de sticl. Acest suport susine i o ni metalic, concentric cu sfera de sticl i situat fa de aceasta la o distan egal cu diatana focal a acesteia. Astfel, pata focal format prin concentrare razelor solare de ctre lentila convergent, adic sfera de sticl, se plaseaz pe suprafaa interioar a niei metalice pentru orice nlime a Soarelui pe bolta cereasc. Pe una din prile laterale ale suportului curbat este gravat latitudinea, iar pe nia metalic liniua index, care la instalare trebuie s fie n coinciden cu diviziunea de pe scar corespunztoare latitudinii la care este situat staia. Pe partea interioar, concav sunt 3 perechi de anuri, n care se introduc cele 3 tipuri de diagrame (heliograme) conform poziiei sorelui pe bolta cereasc. n perechea superioar de anuri sunt introduse diagramele scurte cu capete curbate n sus (de iarn 21 octombrie-10 martie), n cea de la mijoc diagramele drepte (de primvar 11martie-20 aprilie i toamn 11 septembrie-20 octombrie), iar n cea de inferioar diagramele lungi cu capete curbate n jos (de var 21 aprilie-10 septembrie). Pentru fixarea lor n poziie corect, diagramele sunt strpunse cu un cui legat de corpul aparatului printr-un lnior. Cuiul trece prin nia metalic printr-unul dintre cele 3 orificii din dreptul fiecrei perechi de anuri. Perforaia trebuie s fie ntotdeauna la aceeai diastan de linia median marcat cu XII, servind n acelai timp i la verificarea instalrii corecte a diagramei.

METEOROLOGIE CLIMATOLOGIE GENERAL Laboratorul nr. 4 1. Determinarea temperaturii aerului. 1.1. Termometre cu citire direct termometrul meteorologic ordinar. 1.2. Termometre cu citire direct termometrul de maxim. 1.3. Termometre cu citire direct termometrul de minim. 2. Determinarea temperaturii solului la adncimi mici termometrul de tip Savinov. 3. Determinarea adncimii de nghe a solului. 1. Determinarea temperaturii aerului. Temperatura aerului reprezint un parametru meteorologic extrem de important deoarece aceasta influeneaz sau determin o serie procese fizice, chimice i biologice la nivelul scoaei terestre. Temperatura aerului este msurat cu diferite tipuri de termometre meteorologice, al cror principiu de construire este variaia de volum (n special prin dilatare i contractare) a unor materiale lichide (alcool, mercur) sau solide (anumite metale) sub aciunea variaiilor termice ale mediului nconjurtor, n acest caz, ale aerului. 1.1. Termometre cu citire direct termometrul ordinar. Termometrul ordinar se folosete la msurarea temperaturii aerului la un moment dat. Este alctuit dintr-un rezervor cu mercur, cu form diferit (oval, sferic, cilindric), n prelungirea cruia se afl tubul capilar, din sticl, cu diametrul de 0,2 0,3 mm. Scala gradat este confecionat de obicei din porelan alb i este gradat n cincimi de grad (fiecare grad este mprit n 5). n mod curent, termometrul red temperaturile de la - 40C la + 55C sau chiar + 60C. Tubul capilar i scala gradat sunt protejate de un tub de sticl, aceasta din urm fiind sprijinit de o garnitur de sticl la partea inferioar i de o garnitur de ebonit la partea superioar. La partea superioar a tubului de sticl exist o garnitur metalic, folosit la prinderea termometrului de suport. Termometrul ordinar se aeaz n adpostul meteorologic, rezervorul su fiind plasat la o distan de 2 m de sol. n cazul psihrometrului el servete ca termometru uscat.

Citirea se face mai nti n zecimi de grad i apoi se citesc gradele ntregi, pentru c termometrul este foarte sensibil i prezena corpului uman face ca mercurul din termometru s se ridice repede. 1.2. Termometre cu citire direct termometrul de maxim. Termometrul de maxim se deosebete de cel ordinar prin dimensiuni i construcie. Este un termometru cu mercur i prezint aceleai pri componente ca i cel ordinar, diferena fiind un tift (dinte), care ptrunde n partea inferioar a tubului capilar. Acesta formeaz mpreun cu tubul capilar un orificiu inelar prin care mercurul trece sub form de picturi spre tub, crendu-se astfel o tensiune n rezervor atunci cnd temperatura crete. Spre deosebire de termometrul ordinar, la acest termometru, datorit prezenei acestui tift mercurul nu mai poate ptrunde napoi n rezervor, fora de frecare fiind mai mare dect coeziunea sa. Astfel, coloana de mercur arat care a fost cea mai ridicat temperatur de la ultima citire. Scala este gradat din 0,5 n 0,5 limitele fiind ntre - 30C i + 60/70C. Termometrul de maxim se aeaz pe un suport special al stativului termometrelor, n adpostul meteorologic, n poziie aproape orizontal, uor nclinat spre rezervor, acesta fiind tot timpul spre stnga cititorului. 1.3. Termometre cu citire direct termometrul de minim. Termometrul meteorologic de minim se folosete la determinarea celei mai sczute temperaturi. Este un termometru cu alcool, deoarece acesta nghea la - 114C, pe cnd mercurul nghea la aproximativ - 39C. Prezint i unele particulariti de construcie, rezervorul su fiind n form de furc sau de cilindru pentru a avea o suprafa de contact cu aerul ct mai mare. n interiorul coloanei de alcool se gsete un indice mobil, din sticl sau porelan, albastru sau negru, lung de 12 14mm, cu capetele ngroate. La captul opus al tubului capilar se afl o cavitate pentru acumularea alcoolului la temperaturi prea ridicate. Ca i n cazul termometrului de maxim, scala este gradat din 0,5 n o,5C , de la - 45C/- 55C pn la + 45C. Termometrul de minim se instaleaz sub cel de maxim, cu rezervorul spre stnga cititorului. Pentru ca msurtorile s fie ct mai corecte, exist o serie de reguli pe care observatorul meteorologic trebuie s le respecte. Astfel, termometrele trebuie pstrate curate i de aceea la 5 10 zile se terg de praf sau alte impuriti. La citire nu se pune mna pe rezervor i nu se in sub o surs de lumin deoarece crete temperatura aerului i implicit citirea la

termometre va fi incorect. De asemenea, raza vizual a observatorului trebuie s cada perpendicular pe tubul capilar. 2. Determinarea temperaturii solului la adncimi mici termometrul de tip Savinov. Temperatura solului prezint mare importan pentru meteorologice deoarece acesta reprezint suprafaa activ la nivelul creia se face schimbul de cldur cu aerul atmosferic. Temperatura solului depinde de o serie de proprieti fizice ale acestuia, precum stuctura, culoarea, porozitatea care la rndul lor determin cldura specific, conductibilitatea termic i caloric a solului. Temperatura suprafeei solului se determin cu ajutorul termometrului ordinar i a termometrelor de extreme (de minim i de maxim), asemntoare celor folosite la determinarea temperaturii aerului, n timp ce temperatura pn la adncimea de 20 cm se msoar cu termometrele Savinov, iar pn la 320 cm cu termometrele de sol cu tragere vertical. Msurarea temperaturii solului la suprafa i la adncimi mici se fgace pe parcela lipsit de vegetaie (4/6 m), cu sol afnat prin spare i mrunit pn la adncimea de 25 30 cm. Termometrele de tip Savinov sunt termometre cu mercur i formeaz serii de cte 4 pentru adncimile de 5, 10, 15, 20 cm. Rezervorul acestor termometre este cilindric, cu diametrul de 6 8 mm, de acesta fiind sudat tubul capilar, a crui lungime variaz n funcie de adncimea pentru care este folosit termometrul. Scala termometrelor este gradat din 0,5 n 0,5 C, de la - 15C la + 45/45C. Caracteristic acestui tip de termometru este faptul c rezervorul face cu tija un unghi de 135, fiind posibil instalarea lor n sol cu rezervorul orizontal. Scala gradat are aceleai dimensiuni pentru toate termometrele i este fixat la extremitatea tijei opuse rezervorului. Tubul capilar, de la rezervor pn la captul scalei este nvelit cu vat sau cenu fin pentru a umple etan tubul de sticl protector, ca s nu se formeze cureni de aer n jurul tubului capilar, ca urmare a condiiilor termice diferite n interiorul i la exteriorul solului. Partea termometrului care rmne n afara solului este susinut cu o furc fcut din 2 bee care se leag mpreun cu tija. Termometrele Savinov se introduc n sol din 10 n 10 cm pe o direcie est vest, la 20 cm est de termometrele pentru msurarea temperaturii la suprafaa solului.

3. Determinarea adncimii de nghe a solului Instrumentul cu ajutorul cruia se determin adncimea pn la care nghea solul este glaciometrul. ngheul i dezgheul solului nu depinde n principal de temperatura sa, ci de cantitatea de ap existent n sol. Astfel, dac solul este umed, ngheul se poate produce i la 0C, pe cnd n stare uscat, acesta nghea la temperaturi din ce n ce mai coborte. n afar de glaciometru, pentru determinarea adncimii de nghe a solului se pot folosi i metode mai simple, precum scoaterea unor probe de sol cu ajutorul unei foreze i msurarea grosimii stratului ngheat. Dac nu se poate folosi foreza, se sap o groap i cu lupa se observ adncimea de nghe a solului.

METEOROLOGIE CLIMATOLOGIE GENERAL Laboratorul nr. 6 1. 2. Observaii asupra norilor. Determinarea precipitaiilor atmosferice. Instrumente cu citire direct pluviometrul IM. Instrumente nregistratoare pluviografele.

1. Observaii asupra norilor. La staiile meterologice se fac observaii i msurtori asupra nebulozitii, felului norilor i nlimii bazei acestora deasupra nivelului staiei. a. La orele de observaii meteorologice se fac aprecieri mai nti asupra gradului de acoperire cu nori a bolii cerului. Aprecierea se face vizual, nebulozitatea fiind redat n optimi. De exemplu, dac 1/8 din bolta cerului este acoperit cu nori, se consider c nebulozitatea este egal cu 1. Dac cerul este complet acoperit, nebulozitatea este egal cu 8. n cazul n care din anumite cauze (furtuni de praf, nisip etc.) nu se pot face aprecieri reale ale nebulozitii, n telegramele sinoptice se folosete cifra de cod 9. n aviaie aprecierea nebulozitii se face n zecimi, sistemul fiind acelai ca i la optimi, adic nebulozitatea este 5 dac 5/10 din bolta cerului este acoperit cu nori. b. Determinarea felului norilor presupune observaii asupra mai multor elemente. - Luminiscena sau strlucirea norilor este dat de lumina reflectat sau difuzat de particulele care intr n alctuirea sa. Lumina poate provenii att de la un astru (luna) sau de la suprafaa terestr, mai ales n cazul n care acesta este acoperit cu zpad. Atuci cnd luminiscena este puternic felul norilor poate fi apreciat chiar i noaptea. n nopile fr lun, cnd norii sunt n general invizibili, prezena lor se deduce din dispariia trectoare a stelelor. Luminiscena unui nor depinde direct de grosimea i structura microfizic a norului. - Culoarea este impus de culoarea luminii pe care norul o primete. Dac este pcl, norii ndeprtai capt o culoare glbuie, portocalie sau rocat, iar noaptea, n absena luminii sunt gri sau negri, excepie fcnd cei pe care Luna i face s devin albicioi. - Hidrometeorii pot juca un rol decisiv n determinarea felului norilor, pentru c exist genuri de nori care dau precipitaii sub form de avers,

precipitaii generalizate, burnie etc sau nori din care nu cad precipitaii aproape niciodat. - Fenomenele optice dau i ele indicii importante asupra genului, speciei sau varietilor de nori halourile, irizaii, fulger, tunet etc. c. Determinarea nlimii bazei norilor se poate realiza att vizual ct i cu ajutorul unor instrumente. n general, se determin mai nti nlimea bazei norilor inferiori, iar dac acetia lipsesc a celor mijlocii, cunoscnduse n prealabil nlimile medii la care apar de regul anumite tipuri de nori (Cirrus 7/10 km, Cirrocumulus 6/8 km, Stratus 0,1/0,7 km, Altostratus translucizi 4/5 km). 2. Determinarea precipitaiilor atmosferice Instrumente cu citire direct pluviometrele Pe platformele meteorologice se folosesc dou tipuri de pluviometre tip IM i Tretiakov. Pluviometrul IM este alctuit din corp, colector, dispozitiv pentru zpad i eprubeta pluviometric, la care se adaug dispozitivul de prindere pe suport i capacul. Corpul pluviometrului este fcut din tabl zincat, este cilindric, diametrul bazei avnd 159,5 mm, corespunztoare unei suprafee de 200 2 cm . Aceasta este suprafaa receptoare a instrumentului. La exterior, corpul pluviometrului este prevzut cu 3 inele metalice, dintre care 2 servesc i la prinderea pe suport. Inelul superior este mai gros pentru a se menine forma rotund a suprafeei de colectare, iar marginile sunt ascuite pentru a nu se depune zpad. De inelul metalic de jos este fixat zvorul folosit la nchiderea pluviometrului dup instalarea colectorului. n interior, la circa 15 cm de gura corpului pluviometric este sudat o plnie, care se continu cu un tub de scurgere ce ptrunde n vasul colector. Aici este condus apa provenit din precipitaii i adunat n receptor. La mijloc, n corpul pluviometrului sunt mai multe orificii pentru circularea aerului ntre pereii colectorului i cei ai corpului pluviometric, mpiedicndu-se astfel nclzirea colectorului i evaporarea apei ntre observaii. Colectorul este cilindric, cu capacul n form de trunchi de con pentru a se realiza o suprafa de evaporare ct mai mic. Acesta are o capacitate de 2 2,5 l, ceea ce corespunde unei cantiti de 25 l/m , adic se poate evita umplerea sa chiar i n cazul unor ploi foarte puternice. n timpul iernii, n plnia pluviometrului se introduce un dispozitiv pentru meninerea zpezii. Acesta este alctuit din 4 tblie sudate n cruce i tiate oblic la partea inferioar pentru a putea ptrunde n plnie. Rolul

acestui dispozitiv este oprirea spulberrii de ctre vnt a zpezii czute n receptor. Vara acesta se scoate deoarece ar deveni o suprafa de evaporare. Eprubeta pluviometric este un cilindru de sticl gradat 100 de diviziuni. Dimensiunile diviziunilor sunt n funcie de raportul dintre diametrul pluviometrului i cel al cilindrului. Avnd diametrul de 10 ori mai mic dect cel al pluviometrului, un strat de ap de 1 mm din pluviometrul cu 2 suprafaa de 200 cm va ocupa 10 diviziuni n eprubet. Aadar, fiecare 3 diviziune a eprubetei are un volum de 0,2 cm i corespunde unui strat de ap de 0,1 mm. Milimetrul pluviometric este o unitate special de msurarea 2 a precipitaiilor, ce corespunde unui litru de ap/m . La staiile meteorologice se folosesc dou pluviometre, unul funcionnd, iar cellalt fiind de rezerv. Acestea sunt plasate pe un stlp de lemn, unul orientat spre vest, iar cellalt spre est la o distan de 1,50 m de sol. Stlpul este bine fixat n sol pentru a nu fi rsturnat de vnturile puternice, iar vrful su este tiat oblic pentru a nu se depune zpad care n timpul iernii ar putea fi spulberat n pluviometru. Instrumente nregistratoare pluviografele Pe lng colectarea apei cu ajutorul pluviometrelor i msurarea ei cu eprubeta, se folosesc i instrumente care nregistreaz cantitatea de precipitaii pe o diagram, denumit pluviogram. Aceste instrumente se numesc pluviografe. La noi n ar, se folosesc pluviograful tip Hellman sau cel rusesc. Acestea sunt foarte asemntoare, diferena fiind dat de suprafaa de 2 2 colectare, care la cel german este de 200 cm , iar la cellalt de 500 cm . Un pluviograf este alctuit dintr-o caracas metalic, receptor, colector, sistem de nregistrare, tub de sifonare, vas de control i capac. Receptorul este de fapt o plnie fixat la partea superioar a carcasei metalice i este prevzut cu o sit pentru a se evita ptrunderea impuritilor mari n instrument. Tubul de scurgere al plniei receptoare are captul ntr-o alt plnie mai mic, care conduce apa printr-un tub la baza colectorului situat mpreun cu sistemul de nregistrare n carcasa metalic. Colectorul, fixat pe o plac metalic, are n interior un plutitor metalic de care este prins o tij vertical. De tij este prins prghia peniei nregistratoare. Colectorul are lateral un tub, la care se monteaz tubul de sifonare ce conduce apa la vasul de control. n momentul n care se deplaseaz plutitorul, se acioneaz prghia i penia, ale crei micri se nscriu pe pluviogram. Pluviograma este fixat pe tamburul mecanismului de ceasornic. Atunci cnd cantitatea de ap din colector atinge o valoare 2 corespunztoare unei cantiti de 10 l/m , nivelul ei ajunge n dreptul

curburii tubului de sifonare i atunci ntreaga cantitate de ap se scurge rapid n vasul de control, pe pluviogram aprnd o linie vertical descendent. Pluviograma are 100 de diviziuni pentru a putea fi apreciate i cantitile mici, pn la 0,1 mm. Aceasta se schimb o dat pe zi, la ora 7 seara, excepie fcnd cazul n care plou la momentul observaiei. Pluviograful se instaleaz pe platforma meteorologic n aa fel nct suprafaa de colectare s se gseasc la 1,5 m de sol, iar instrumentul este ancorat n trei pri de sol pentru a nu se modifica poziia orizontal. Iarna, pluviografele nu sunt folosite deoarece exist riscul ca plutitorul s nghee n instrument.

METEOROLOGIE CLIMATOLOGIE GENERAL Laboratorul nr. 5 Determinarea umezelii aerului 1. Instrumente cu citire direct psihrometrele (psihrometrul de aspiraie Assman), higrometrele (higrometrele de absorbie cu fir de pr). 2. Instrumente nregistratoare higrografele (higrograful tip R. Fuess). Aerul atmosferic conine n permanen o anumit cantitate de ap, mai ales sub form de vapori, cantitate determinat de temperatur, presiune, dinamica atmosferei, caracteristicile suprafeei active subiacente etc. Umezeala aerului este msurat cu o serie de instrumente cu citire direct psihrometrele i higrometrele, dar i cu instrumente nregistratoare higrografele. 1. Instrumente cu citire direct. Psihrometrele. Denumirea instrumentului provine din limba greac psihros = rece, metros = msur. Aadar, acestea msoar tensiunea vaporilor de ap din atmosfer, folosind diferena de temperatur dintre dou termometre, unul avnd rezervorul uscat, iar cellalt umezit. Exist mai multe tipuri de psihrometre psihrometru de staie cu i fr aspiraie, psihrometrul Assman etc. Psihrometrul Assman. Acesta este format din dou termometre identice de dimensiuni mai reduse dect cele din adpostul meteorologic folosite la determinarea temperaturii aerului. Termometrele sunt fixate ntr-un cadru metalic format dintr-un tub central, care la partea inferioar se ramific n dou pri unde sunt fixate tuburile de aspiraie. La partea superiar a tubului se nurubeaz morica aspiratoare. Pe prile laterale, acest tip de psihrometru are dou lamele metalice pentru protejarea termometrelor. Toate componentele metalice sunt nichelate pentru a nu absorbi radiaia solar. Pentru verificarea curentului de aer aspirat, morica are un orificiu acoperit cu celuloid, iar verificarea se face prin durata de rotaie a casetei arcului ce se destinde. Astfel, rezervorul unuia dintre cele dou termometre se nfoar ntr-un tifon umezit. Pentru a se evapora apa de pe suprafaa acestuia, se consum o anumit cantitate de cldur i implicit temperatura indicat de acest termometru va avea o valoare mai sczut dect cea indicat de termometrul uscat. Aceast diferen de temperatur dintre cele dou termometre depinde de umezeala aerului, n sensul c diferena va fi cu att mai mare cu ct umezeala aerului este mai sczut i invers. Deci, la o umezeal a aerului mai sczut se evapor o cantitate mai mare de ap de pe rezervorul umezit i astfel se consum mai mult cldur din rezervor. Dac umezeala aerului este 100%, nu se mai produce evaporarea apei de pe rezervorul termometrului umed, iar valorile temperaturii indicate de cele dou termometre vor fi foarte apropiate.

Tensiunea vaporilor de ap nu se poate citii direct de la psihrometru, deoarece evaporarea apei de pe rezervor mai depinde i de viteza curentului de aer i de presiunea atmosferic. Exist o formul de calcul care ine cont de toi aceti factori: e = E1 A (t t1) H e tensiunea actual E1 tensiunea maxim a vaporilor de ap la temperatura suprafeei de evaporaie (rezervorul termometrului umed) t temperatura termometrului uscat t1 temperatura termometrului umed H presiunea atmosferic La staiile meteorologice exist tabele psihrometrice, iar pe baza citirii valorilor de la cele dou termometre se poate stabilii, la ntretierea celor dou coloane valoarea umezelii absolute, a umezelii relative, a deficitului de saturaie i a punctului de rou. La noi n ar se folosesc mai ales psihrometre cu aspiraie, determinrile presupunnd aceeai ordine a efecturii operaiilor: se face prima citire la termometrul uscat, se umezete cu ap distilat tifonul termometrului umed, se ntoarce arcul moritii aspiratoare, se face citirea la termometrul umed i la cel uscat n momentul n care scderea temperaturii la cel umed a ncetat. Higrometrul cu fir de pr Acesta este alctuit dintr-un cadru metalic n form de `U`, aezat invers, care are la partea superioar un urub de care se prinde firul de pr. La partea inferioar a cadrului exist un mic scripete dublu, al crui ax are la capete cte un mic orificiu prin intermediul lor fcndu-se suspensia, foarte mobil, pe capetele a dou uruburi plasate orizontal i care ptrund n cele dou orificii. Pe partea dreapt a scripetelui se prinde cellalt capt al firului de pr care se nfoar de cteva ori pe anul din spatele acestuia. Mai exist un an, n faa scripetelui, de care este prins un fir de a cu o mic bil metalic (1 1,5g), care ine firul de pr ntins. Acul indicator al higrometrului este prins de axul scripetelui, n timp ce scala instrumentului, divizat n procente de umezeal relativ este fixat pe cadrul metalic. Higrometrul este montat ntr-un cadru dreptunghiular de tabl cu dou jgheaburi, unul n fa i unul n spate. Acesta mpreun cu piesele anex o ram metalic cu tifon, un capac metalic i un geam de sticl sevete la verificarea punctului de 100% al instrumentului. Firul de pr omenesc este piesa sensibil a instrumentului. Acesta are proprietatea de a-i mri lungimea pe msur ce umezeala crete i invers. n general, se folosesc fire subiri de pr blond, care sunt mai nti degresate n laborator. Prin degresare, o parte din porii firului de pr rmn liberi i n acetia se condensez vaporii de ap din atmosfer. Atunci cnd umezeala este mare firul de pr se lungete i invers. S-a constatat faptul c lungirea firului de pr nu este proporional cu

creterea umezelii, deoarece la o umezeal de 30% are loc o alungire cu peste jumtate din alungirea lui maxim, n timp ce pentru umezeli din ce n ce mai mari alungirea este din ce n ce mai redus. Astfel, scala nu este gradat n diviziuni egale, ci n diviziuni proporionale (proporionale cu proporia de alungire a firului de pr). Ea este divizat din 10 n 10 procente, la mijlocul fiecrui interval fiind cte o liniu. Restul diviziunilor se apreciaz vizual. Funcionarea instrumentului se bazeaz pe punerea n micare a scripetelui de ctre firul de pr cnd acesta se scurteaz i de ctre bila metalic cnd acesta se lungete. Prin micarea scripetelui se mic i acul indicator n faa scalei, indicnduse astfel umezeala relativ. n timpul iernii, pentru ca valorile indicate de higrometru s fie reale li se aplic corecii ce se stabilesc prin compararea acestor valori cu cele obinute de la psihrometru timp de 30 45 de zile nainte de nceperea ngheului. Se fac grafice de corecii i tabele de transformare. 2. Instrumente nregistratoare Higrograful tip R. Fuess La staiile meteorologice se folosesc diverse tipuri de higrografe (R. Fuess, Richard, Junkalor etc.), dar toate au ca pies receptoare un mnunchi de fire de pr, care n funcie de tipul instrumentului variaz ntre 35 i 120. Higrograful R. Fuess are piesa receptoare format dintr-un mnunchi de 35 40 de fire de pr, fixat la ambele capete n garnituri metalice. Micrile piesei receptoare sunt transmise printr-un sistem de prghii dispozitivului de amplificare de care este prins o alt prghie conectat cu braul peniei. Aceast prghie are la captul opus peniei o contragreutate, care menine firele de pr ntinse. Firele de pr sunt protejate de o sit metalic care se fixeaz pe un cadru. La acest tip de higrograf, higrograma are liniatura corespunztoare scrii higrometrice, intervalele fiind din ce n ce mai mici spre punctul de 100%. Higrograful se instaleaz n acelai adpost cu termograful, iar higrograma se schimb dup observaiile de la ora 13.

METEOROLOGIE CLIMATOLOGIE GENERAL Laboratorul nr. 7 1. Determinri asupra stratului de zpad densimetrul de zpad. 2. Determinri asupra depunerilor de ghea chiciurometrul. 1. Determinri asupra stratului de zpad rigla, densimetrul de zpad Determinarea grosimii i densitii stratului de zpad prezint mare importan practic, n special pentru agricultur. Acesta este deosebit de variat de la o regiune al alta, att ca grosime, densitate, ct i ca durat, depinznd de o serie de factori ntre care cel mai important este vntul i existena obstacolelor. La staiile meteorologice se aleg de obicei dou parcele, dac sunt condiii, dac nu numai o singur parcel, situat la o distan egal cu de cel puin 20 de ori nlimea celui mai apropiat obstacol, astfel nct vntul s sufle complet liber deasupra ei. n cazul staiilor situate n regiuni adpostite, parcela pentru msurarea grosimii i densitii stratului de zpad se plaseaz tot ntr-un loc adpostit o livad, parc, poian, iar marginile parcelei trebuie s fie la cel puin 10 m distan de arbori. Aceste parcele 2 trebuie s aib o suprafa de 400 m , dar n imposibilitatea plasrii unei 2 astfel de parcele se poate folosii i o parcel mai mic 200 m . n mijlocul parcelei se instaleaz n form de triunghi echilateral 3 rigle de 180 cm nlime, 6 cm lime i 2,5 cm grosime. Acestea sunt vopsite n alb i se gradeaz din cm n cm pe una din fee, cu linii negre i groase de 1 cm. Diviziunile impare sunt negre, iar cele pare sunt albe. Riglele sunt notate cu 1, 2 i 3 astfel nct citirile s se fac mereu n aceeai ordine. Riglele fixe sunt aezate cu diviziunea 0 deasupra solului, fiind prinse cu uruburi de un ru btut n pamnt. Citirile se nscriu ntr-un tabel special, n cm ntregi, subdiviziunile centimetrilor fiind rotunjite la cm cel mai apropiat. Grosimea stratului de zpad se stabilete fcnd media celor 3 valori, chiar dac la una din rigle valoarea este 0. La unele staii meteorologice se folosete i rigla portabil, fcndu-se cel puin 3 msurtori n 3 puncte diferite. Determinarea densitii stratului de zpad se face lund probe de pe aceeai parcel unde sunt instalate riglele fixe. Pe parcel o suprafa de 50 2 60 m este destinat special prelevrii acestor probe. Determinarea densitii stratului de zpad nu se face zilnic, ci pe 5, 10, 15, 20, 25 i n ultima zi a fiecrei luni.

Probele se preleveaz dimineaa dup msurarea grosimii i numai n cazul n care grosimea este mai mare de 5 cm. Instrumentul cu ajutorul cruia se face aceast determinare se numete densimetrul de zpad. Acesta este format dintr-un cilindru deschis la ambele capete, un capac, un cntar i o lopic. Cilindrul are 60 cm nlime, la exterior fiind marcate diviziunile n cm. La gur are un inel metalic cu muchia ascuit sau dinat pentru a strpunge mai uor zpadaCilindrul are o suprafa a 2 seciunii de 50 cm . n afara inelului fix mai exist i un inel mobil de care este prins o mic torti. Acesta se deplaseaz spre fundul cilindrului atunci cnd este introdus n zpad i spre gura lui cnd se ridic proba. De torti se prinde un cntar. Cntarul este de fapt o balan cu brae inegale, de captul braului scurt agndu-se cilindrul, iar pe cel lung se deplaseaz o greutate special. Fiecare diviziune de pe braul lung al balanei corespunde unei greuti de 5 grame. Instrumentul este scos afar cu circa o jumtate de or nainte de efectuarea msurtorii pentru a avea aceeai temperatur ca mediul (se evit lipirea zpezii de cilindru). Cilindrul se introduce n zpad vertical, dup care se lopica se plaseaz sub marginea sa inferioar i se scoate din zpad. La captul opus se pune capacul, apoi se ntoarce cilindrul, se cur la exterior de zpad i apoi se aga de balan, dup ce aceasta a fost iniial adus la poziia de echilibru, i se face cntrirea. Operaia se repet de 3 ori. Densitatea se calculeaz prin mprirea greutii probei la volumul ei. Greutatea se citete la balan, iar volumul se determin fcnd produsul dintre suprafaa seciunii transversale a cilindrului i nlimea n cm a stratului de zpad citit pe latura exterioar a cilindrului. Atunci cnd se iau probe de zpad se fac observaii i asupra crustei de zpad, gheii de pe sol, dac exist i se noteaz i structura acesteia 0 zpad proaspt n pulbere, 4 zpad veche, dens, 9 zpad ngheat, compact etc. 2. Determinri asupra depunerilor de ghea chiciurometrul Msurarea depunerilor de ghea pe conductori se face cu ajutorul chiciurometrului. Este format din 3 evi metalice cu diametrul de 5 cm plasate vertical n colul de nord-est al platformei. Acestea au supori orizontali pe care se fixeaz conductorii confecionai din srm de oel cu diametrul de 5 mm i lungimea de 90 cm. evile formeaz ntre ele un triunghi dreptunghic cu unghiul drept orientat spre sud-vest. Fiecare chiciurometru are prima pereche de supori lungi fixai la 190 cm nlime

deasupra solului i suporii scuri la 220 cm. A doua pereche de supori lungi este plasat la 240 cm deasupra solului, iar suporii scuri la 270 cm. A treia pereche are suporii lungi la 290 cm deasupra solului, iar pe cei scuri la 320 cm. Pe suporii inferiori se instaleaz conductori cnd stratul de zpad are o grosime mai mic de 50 cm. Pe cea de-a doua pereche de supori se instaleaz conductori cnd stratul de zpad are grosimi cuprinse ntre 50 i 100 cm, iar pe ultima pereche pentru grosimi de 100 150 cm. Msurarea grosimii depunerilor pe conductori se face cu ajutorul ublerului i abloanelor Ponomarev.

PA LN

E

Termometrul de sol Savinov

5

3 2 3 5

2 45 4

135 4 1 1 6

1 - rezervor 2 tub capilar 3 scala gradat 4 vat 5 tub protector

1 - rezervor 2 tub capilar 3 scala gradat 4 - vat 5 suport din lemn 6 anul de instalare

Termometrul de minim1 3 7

2

5

4 8 6

1 rezervor 2 tub capilar 3 garnitur de sticl 4 indice 5 cavitatea superioar 6 garnitura metalic 7 scala gradat 8 tub protector

Termometrul de maxim1 2 1

S 2

R

T

Sc

H

1 tift 2 tubul capilar R rezervor T tub capilar S garnitur de sticl Sc scala gradat H garnitur de ebonit

Suportul cu termometre de extreme

Maxim

Minim

Psihrometrul cu aspiraie cu moric (a) i tip Assman (b)7 6 4 3

2 1 7

1

7

8 3 5 6 4 8 5

8

5

2

2

a

b1 tub central 2 tuburi de aspiraie 3 morica aspiratoare 4 cheia pt. stngerea arcului 5 inele metalice 6 orificiul carcasei moritii 7 termometre 8 lame metalice

1 termometrul uscat 2 termometrul umezit 3 doz 4 tuburi de aspiraie 5 inele metalice 6 morica aspiratoare 7 clem 8 suportul

Pluviometrul tip I.M.

a1 2 1 4 2 c 3 a2 e b

2

5

Pluviometrul tip I.M. 1 corpul pluviometrului 2 inele metalice 3 zvorul 4 orificii pentru ventilaie 5 colectorul

Seciune prin pluviometrul tip I.M. a1 corpul pluviometric a2 locaul colectorului b - plnia c - colectorul e mnerul colectorului

Pluviograful a vedere de ansamblu b schema construciei interioare

1 3 9 9 6 2 15 12 8 13 7 17 16 11 10 8 a b 4 3 14 5

1 receptorul 2 plnie 3 colectorul 4 plutitor metalic 5 tij vertical 6 prghia peniei nregistratoare 7 manon metalic 8 tubul de sifonare 9 mecanismul de ceasornic 10 vasul de control 11 tub oblic 12 urub 13 bar vertical de ghindaj 14 prghia 15 opritorul 16 piuli 17 carcasa metalic

Pirgeometrul tip Savinov Ianievski

1

3

2

4

1 piesa receptoare 2 cutia protectoare a termobateriei 3 termometrul 4 suportul

Piranometrul absolut tip Angstrm

3 2

1

4

1 piesa receptoare 2 calot semisferic de sticl 3 ecran 4 suport

Higrometrul Koppe2 3

f 1 Sc i

bf

a

i t

S C

v

c

t

da vedere de ansamblu 1 cadrul metalic 2 urubul de reglare 3 cadrul dreptunghiular f firul de pr Sc scala higrometrului i acul indicator b - dispozitivul de fixare al firului de pr la partea superioar c piesele care fixeaz firul de pr la partea inferioar v - scripete f - fir de pr i acul indicator s bil metalic - uruburi d structura firului de pr t cadru C capac metalic

Higrograful de tip R. Fuess2 1 9 2 9 7 4 5 6 8 3 4

1

8 7 3

a a vedere de ansamblu1 piesa receptoare 2, 3 garnituri metalice 4 tub 5 crligul

b b schema de funcionare6 axul de suspensie 7 prghia peniei 8 - contragreutatea 9 diagrama

Heliograful tip R. Fuess7 8 1 5

9

3 6

10 2

11

4

1 sfera de sticl 2 suport 3 montura metalic 4 placa metalic de baz 5 bra metalic arcuit 6 lniorul acului 7 urub de fixare a sferei de sticl 8 garnitur meatlic de fixare a sferei de sticl 9 heliogram 10 scara latitudinilor 11 - suport

Epubeta pluviometric

Felul n care trebuie instalate pluviometrele tip I.M.

Densimetrul cu cntar

6

8

11

10

7 2 4 1

9

5

3

1 cilindrul 2 inel metalic 3 capac 4 inel mobil 5 torti 6 rigla gradat 7 cuitul prismatic 8 dispozitivul de suspensie 9 crligul 10 greutatea 11 opritorul

Suportul instrumentelor radiometrice

N R

S

P A

2

B

1 8 3 1,80 m

7

6

1,50 m

4

5

Termometrul ordinar (A) Termometrul ecranat (B)M H

P

Sc

T

R

A T tub capilar R rezervor Sc scala gradat P tubul de protecie H garnitur de ebonit M manon metalic

B