Meteorolojide Kullanılan Aletler Cihazlar ve Özellikleri – Kullanımları

0

Meteorolojide hava durumunu belirlemekte kullanılan cihazlar, aletler nelerdir? Bu aletlerin çalışma prensipleri ve kullanım alanları hakkında bilgiler.

meteorolojik ürünler

Meteorolojide Kullanılan Aletler Cihazlar

Aktinometre

Radyasyonun ısıtma gücünü ölçmek için kullanılan alettir. Aktinometreler meteorolojide, doğrudan güneş tarafından iletilen, atmosfer tarafından saçılan veya yeryüzüne yansıyan güneş radyasyonunu ölçmek için kullanılır. Küçük bir bimetalik şerit veya radyasyonla ısıtılan bir siyah ve bir beyaz olmak üzere iki bimetalik şerit dahil olmak üzere bir dizi farklı tasarım geliştirilmiştir. Şeritlerin müteakip bükülmesi ölçülür. Şeritlerin ısı kapasitesi, yüzey alanları, yansıtıcılıkları ve belirli bir sıcaklık değişikliğiyle üretilen eğriliklerindeki farklılıklar gibi radyasyonun ısıtma gücünü verir. Diğer tasarımlarda, bir süre boyunca toplam radyasyonun bir ölçüsünü sağlamak için bir fotoğraf kağıdı tabakası radyasyona maruz bırakılır; Işık yoğunluğundaki farklılıkların bir devrenin direncini değiştirdiği kadmiyum sülfür fotoiletken hücreler de kullanılır.

Evaporimetre

Suyun atmosfere buharlaşma hızını ölçen alet, bazen atmometre olarak adlandırılır. Evaporimetreler, serbest su yüzeyinden buharlaşma hızını ölçen ve sürekli ıslak gözenekli bir yüzeyden ölçen iki tiptir. İlk tipte, bir tanktaki su seviyesi, genellikle su yüzeyinin zemin seviyesinde olması için toprağa gömülür, bir mikrometre göstergesi ile ölçülür. Yağmurdan kaynaklanan artışlar ve kasıtlı drenajdan kaynaklanan azalmalar hesaba katıldıktan sonra, su seviyesindeki günlük düşüş buharlaşmaya bağlanabilir. İkinci tip bir evaporimetrede, buharlaşma oranı, ıslak bir emici malzeme paketinin ağırlık kaybı oranına göre hesaplanır. Piché evaporimetresi, ağızda filtre kağıdı contası bulunan ters dereceli bir su silindiri kullanır.

Buharlaşma ıslak filtre kağıdından gerçekleşir ve böylece silindirdeki suyu boşaltır, böylece buharlaşma hızı doğrudan su seviyesini işaretleyen derecelerden okunabilir. İkinci tipteki başka bir evaporimetre olan Livingston küresi, bitki örtüsünden buharlaşma oranlarını simüle etmek için buharlaştırma yüzeyi olarak ıslak bir seramik küre kullanır. Buharlaşma oranları su kaynağına ve buharlaşma yüzeyinin doğasına çok duyarlı olduğu için, buharlaştırıcılar tarafından toplanan veriler genellikle gerçek buharlaşma işlemlerini yansıtmaz; dolayısıyla, evaporimetrelerin kullanımı sınırlıdır.

Barograf

Atmosferik basıncın sürekli kaydını yapmak için kullanılan alettir. Basınca duyarlı eleman, kısmen boşaltılmış bir metal silindir, kalemin dikey yer değiştirmesi atmosfer basıncındaki değişikliklerle orantılı olacak şekilde bir kalem koluna bağlanır. Kalem, bir saat mekanizması tarafından döndürülen bir tambur üzerine monte edilen bir grafik üzerinde zamana karşı bir basınç kaydını izler. Her grafik genellikle bir haftalık kayıt sağlar.

barometre

Barometre

Atmosferik basıncı ölçme aletidir. 1643 yılında, 10,4 m uzunluğunda bir tüpte bir su sütunu kullanan İtalyan bilim adamı Evangelista Torricelli tarafından icat edildi. Bu rahatsız edici su kolonu yakında sudan daha yoğun olan ve yaklaşık 0.9 m uzunluğunda bir boru gerektiren cıva ile değiştirildi. Civa barometresi, bir ucunda kapatılmış ve saf civa ile doldurulmuş bir cam tüpten oluşur. Havayı dışarı atmak için ısıtıldıktan sonra, sarnıç adı verilen küçük bir civa kabına ters çevrilir. Tüpteki cıva hafifçe batar ve üzerinde bir vakum (Torricellian vakum) oluşturur. Sarnıçtaki cıva yüzeyindeki atmosferik basınç, atmosferik basınçtaki değişimlerle yükseklik ve dolayısıyla yükseklikteki değişikliklerle, genellikle deniz seviyesinin üzerindeki yükseklik artışlarıyla azalan, borunun içindeki sütunu destekler.

Standart deniz seviyesi basıncı, yüksekliği 760 mm olan bir civa sütununa eşdeğer olan metrekare başına 14.7 lb’dir (cm başına 1.030 gram); yükseklikteki azalma her 270 m çıkış için yaklaşık 2,5 cm’dir. Hava tahmininde barometrik okumalar genellikle bilgisayarlara bağlı elektronik kontrollü cihazlarda ölçülür. Sonuçlar, hava üreten basınç sistemlerinin analizlerinin yapılabilmesi için temel haritalarda çizilir. Belli bir yerde, barometre hızla düştüğünde genellikle bir fırtına beklenir. Aneroid barometre metalik bir kutudur, böylece hava kutudan kısmen çıkarıldığında yüzey üzerindeki hava basıncının değişmesiyle bastırılır veya genişler; bu hareket, bir kol dizisi ile dereceli bir ölçekte basıncı gösteren bir ibre iletilir. Bir barograf kendi kendini kaydeden aneroid barometredir; bir altimetre genellikle irtifayı hesaplamak için kullanılan bir aneroid barometresidir.

Seilometre

Havacılık ve meteorolojide, tavanı yani gökyüzünün yarısından fazlasını kaplayan en düşük bulut katmanının yüksekliğini kaydetmek için kullanılan otomatik araçtır. Seilometre esasen bir projektör, bir dedektör ve bir kayıt cihazından oluşur. Projektör gökyüzüne yoğun bir ışık demeti yayar. Projektörden sabit bir mesafede bulunan dedektör, yansıtılan ışığı bulutlardan yansıtıldığında algılamak için bir fotoelektrik hücre kullanır. Sabit ışınlı seilometrede, ışık projektör tarafından gökyüzüne dikey olarak ışınlanır ve dedektör yansıyan ışığı kesmek için çeşitli açılarda hizalanır; döner ışınlı seilometrede, dedektör dikey olarak konumlandırılır ve ışık çeşitli açılarda yansıtılır. Her iki durumda da, trigonometri, ışığı yansıtan bulutların yüksekliğini, ışığın tespit edildiği açı ve projektör ile dedektör arasındaki mesafe bilgisinden belirlemek için kullanılır. Kayıt cihazı doğrudan bulut yüksekliğini gösterecek şekilde kalibre edilmiştir. Yabancı ışık kaynaklarından yanlış okumalar yansıtılan ışık huzmesini modüle ederek azaltılır, böylece yansıtıldığında algılanabilir.

Hava balonu

Hava Balonu

Hava balonu, çoğunlukla üst atmosferik koşulların ölçülmesinde ve değerlendirilmesinde kullanılan balondur. Bilgi, balonun atmosfer boyunca dikey olarak yükselmesi sırasında veya önceden belirlenmiş bir maksimum yüksekliğe ulaştığında hareketleri sırasında toplanabilir. Günümüzde, atmosferik bilgiler çoğunlukla yükseklik bulma radarı, yörüngede dönen veya sabit uydular tarafından uzaktan algılama ve hava balonları ile verileri arttıran hava araçlarıyla toplanır. Havadan daha az yoğun olan helyum genellikle hava balonlarını şişirmek için kullanılır. Bir pilot balon, farklı irtifalarda rüzgarların hızı ve yönünün hesaplanması için veri elde etmek üzere yükselişi görsel olarak takip edilen küçük bir balondur (çap c.1 m / 39 inç). Bulut tabanlarının yüksekliğini belirlemek için daha küçük bir hava balonu kullanılır. Çok daha büyük, gözyaşı şeklindeki bir balon, bir radyo-sonda taşımak için kullanılır.

Balon yükseldikçe genişler, genellikle patlamadan önce en az 27.000 m yüksekliğe ulaşır. Küçük bir paraşüt, aletleri yere indirir. Gözyaşı şeklindeki balonlar da atmosferin yatay seslendirilmesi için kullanılır. Atmosferik basınç, sıcaklık ve nem bilgileri bir balondan radyo ile gönderilebilir; hareketinin izlenmesi, uçuş seviyesindeki rüzgarlar hakkında bilgi sağlar. Birçok yatay sondaj balonunun, bilgiyi yer-bazlı istasyonlara aktaran yörüngede dönen uydular tarafından izlenebildiği teknikler de geliştirilmiştir. Tetroon, yatay sondaj için kullanılan tetrahedral bir balondur. Yüksek irtifa uçuşlarının son derece düşük baskılarına dayanacak şekilde geliştirilmiştir; dört üçgen yüzünü birleştiren düz contalar, daha geleneksel şekilli balonların kavisli contalarından daha güçlüdür. Tetroonlar, radarla hareketlerini takip ederek düşük seviyeli atmosferik akımların izlenmesinde yaygın olarak kullanılmıştır; böylece meteoroloğun atmosferik türbülans, düşük seviyeli dikey hareketler ve hava kirliliği dağılımı konusundaki anlayışını artırdılar.

Higrometre

Havadaki bağıl nemi belirlerken olduğu gibi bir gazın nem içeriğini ölçmek için kullanılan cihazdır. Çiy veya donun oluştuğu sıcaklık, mutlak nemin bir ölçüsüdür – soğumadan önceki sıcaklıktaki birim hava veya diğer gaz hacmi başına su buharının ağırlığı, Mutlak nem ve hava sıcaklığını bilen gözlemci, bağıl nemi hesaplayabilir. En yaygın higrometre tipi kuru ve ıslak ampul psikrometresidir. Biri ampulünün etrafında ıslak pamuk veya keten fitili olan iki özdeş cıva veya elektrikli termometreden oluşur. Fitilden buharlaşan su, termometre ampulünden ısıyı emerek termometre okumasının düşmesine neden olur. Kuru termometre ve yaş termometre sıcaklıkları arasındaki fark, psikrometrik grafiklerle karşılaştırılır. Çiğlenme noktası olarak adlandırılan çiğlenme sıcaklığı, çiy veya don oluşana kadar soğutulan temelde genellikle cilalı metalden bir ayna olan bir çiğ noktası veya yoğunlaşma tipi higrometre ile belirlenir.

Çeşitli soğutma yöntemlerinde sıkıştırılmış karbon dioksit, kuru buz, sıvı hava veya mekanik soğutma kullanılır. Aynada çiy veya don oluştuğunda, çiy oluştuğu zaman ve kaybolduğu zaman arasındaki sıcaklık çiy noktasıdır ve optik, elektriksel veya nükleer tekniklerle okunur. İnsan gözlemi değişiklik gösterdiğinden, fotoelektrik hücreler bazen aynanın sislendiği zamanı kaydetmek için kullanılır. Başka bir higrometre tipi, özel dirençler tarafından ölçülen teller arasında geçen bir akıma karşı dirençle, nemi emen bir malzemede elektrik direncinin değişmesi prensibi üzerinde çalışır. Nemi ölçmenin en doğru yolu, bilinen bir gaz hacminin fosfor pentoksit gibi higroskopik veya nem emici bir malzemenin üzerinden geçtiği elektrikli bir higrometre kullanmaktır. Gazdan ne kadar su aldığını belirlemek için önce ve sonra tartılır.

Psikrometre

Su buharı içeriğini veya atmosferin bağıl nemini ölçmek için kullanılan birçok araçtan biridir. İki özdeş termometreden oluşur – ampulü damıtılmış suya doyurulabilen sıkı oturan bir muslin bezi ile kaplandığı için ıslak ampul termometresi; ve kuru termometre. Bez ıslatıldığında ve termometreler doğru şekilde havalandırıldığında, bezden suyun buharlaşması nedeniyle soğutma nedeniyle ıslak termometre sıcaklığı kuru termometre sıcaklığından (gerçek hava sıcaklığı) daha düşük olacaktır. Hava ne kadar kuru olursa, buharlaşma o kadar büyük olur ve bu nedenle ıslak termometre sıcaklığı o kadar fazla düşer. Psikrometrik tablolar, kuru termometre sıcaklığına ve dengedeki yaş termometre depresyonuna göre bağıl nem gibi çeşitli nem değişkenlerini listeler. Havalandırma, bir zincirin ucundaki termometreleri döndürerek (sapan psikrometre) veya bir emme fanıyla (aspirasyon psikrometresi) sağlanır. Daha yeni psikrometreler özel elektronik sensörler kullanır.

Hava Uyduları

Hava tahminlerinin iyileştirilmesi için küresel bazda veri toplamak amacıyla kullanılan yapay uydudur. Bilgiler, bulut atmosferi, fırtına konumu, sıcaklık ve dünya atmosferindeki ısı dengesini içerir. Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi’nin uydu serileri, iklim değişikliğini işaret edebilecek çeşitli hava parametrelerindeki olası değişiklikler hakkında bilgiler de dahil olmak üzere, meteorolojik verileri yüzeydeki istasyonlara iletir.

Radyotarama

Atmosfer sıcaklığı, basıncı ve nemi de içeren meteorolojik verilerin eşzamanlı ölçümü ve radyo iletimi için enstrüman grubudur. Alet paketi genellikle bir balonla atmosfere taşınır; balonla taşınan radyo-sondalar yeryüzünün 90.000 ft (27.400 m) yüksekliğine ulaşır. Bir radyoda, bir roket ile de taşınabilir, bu durumda bir roket kaynağı olarak bilinir veya paraşütle (genellikle bir uçaktan) düşürülür, bu durumda bir damla kaynağı olarak bilinir. Bir radyo-sonda içinde bulunan aletler tipik olarak nem, sıcaklık ve basınç ölçümleri için dönüştürücülerdir; dönüş sinyallerini geliştirmek ve hangi ölçümlerin veri istasyonlarına iletileceğini belirlemek için kontroller; ve bir radyo vericisi. Radar ayrıca bir radyosonddan meteorolojik verileri ölçmek ve iletmek için kullanılmıştır. Bu radyosonde gözlemleri, dünyadaki bazı meteoroloji istasyonlarında günde dört kez sıklıkta yapılır.

Teodolit

Ölçme, navigasyon ve meteorolojideki bağıl konumu belirlemek için kullanılan kalibre edilmiş optik alettir. İnşaatta, bir su terazisi ile donatılmış ve bir tripod üzerine monte edilmiş bir teleskoptan oluşan dikey ve yatay eksenleri etrafında dönebilmek için bir sörveyörün geçişine benzer. (Bazen farklı büyütme oranlarına sahip iki veya daha fazla teleskop kullanılır.) Kademeli ölçekler, eksenler arasındaki dönüş miktarını ölçmek için kullanılır. Bir hava balonunun irtifa ve azimutunun kesin zaman aralıklarında ölçümü, atmosferin tahmini rüzgar hızını hesaplamak için kullanılır.

rüzgar gülü

Rüzgar gülü

Rüzgar yönünü göstermek için kullanılan alettir. Ağırlık merkezinin ortasına monte edilen asimetrik şekilli bir nesneden, örneğin bir ok veya horozdan oluşur, böylece dikey bir eksen etrafında serbestçe hareket edebilir. Tasarımdan bağımsız olarak, nesnenin daha büyük yüzey alanına (genellikle kuyruk) sahip kısmı rüzgara karşı daha fazla direnç sağlar ve böylece kanatçığı, ön kısım rüzgarın esdiği yönü gösterecek şekilde konumlandırır. Rüzgarın pusula yönü daha sonra bağlı bir pusula gülüne referansla belirlenebilir; alternatif olarak, kanatçığın yönü bir uzak kalibre edilmiş kadrana geçirilebilir. Rüzgar rüzgarının, gözlemlenen rüzgar yönü meteorolojik olarak önemli rüzgar modellerini temsil edecekse, kanatçık üzerindeki engelin yüksekliğinin en az iki katına eşit en yakın engelden bir mesafede monte edilmelidir; bu nedenle, kanatçık genellikle yüksek bir binanın çatısına monte edilen bir direk veya kuleye monte edilir.


Bir Yorum Yazmak İster misiniz?