Часть 1. Методы измерения основных метеорологических параметров.

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Факультет заочного обучения

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по дисциплине

“МЕТОДЫ И СРЕДСТВА

ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ”

для высших учебных заведений

Направление подготовки 280400 – Прикладная гидрометеорология

Профиль подготовки – Прикладная метеорология

 

Квалификация (степень)

Бакалавр

 

 

Курс III

 

 

		(Подлежит возврату на факультет заочного обучения)

 

 

Санкт–Петербург

 

Одобрено Ученым советом метеорологического факультета

УДК 551.508

Методические указания по дисциплине "Методы и средства гидрометеорологических измерений". Специальность – метеорология. – СПб.: Изд. РГГМУ, 2013. – 26 с.

 

Методические указания составлены в соответствии с программой дисциплины "Методы и средства гидрометеорологических измерений". Даются рекомендации по изучению дисциплины. Приводятся вопросы для самопроверки, рекомендуемая литература, контрольные работы.

 

 

Составитель: Н.О. Григоров, доц., РГГМУ.

 

Ответственный редактор А.Д. Кузнецов, проф., РГГМУ

 

Ó Российский государственный гидрометеорологический университет (РГГМУ), 2013.

П Р Е Д И С Л О В И Е

В настоящем курсе изучаются основные принципы устройства гидрометеорологических измерительных приборов и информационно-измерительных систем. Перед изучении курса студенты должны ознакомиться с программой, имеющейся на факультете.

Курс можно разделить на две части. В первой части описываются только методы измерений основных метеорологических параметров – температуры, относительной влажности, атмосферного давления, параметров ветра и актинометрических параметров. Во второй части курса студенты изучают метеорологические измерительные приборы, которые используются в настоящее время в России, знакомятся с измерением специальных метеорологических величин (высоты нижней границы облачности, метеорологической дальности видимости и т. д.) и информационно-измерительными метеорологическими системами – автоматическими станциями. В последнем разделе курса студенты получают сведения о перспективах развития метеорологической измерительной техники.

В ходе изучения курса студент обязан ознакомиться с литературой (см ниже) и выполнить контрольную работу, которая сдается в ФЗО перед сессией. Во время сессии на III курсе студенты слушают лекции, в которых излагаются основные теоретические сведения, выполняют лабораторные работы и сдают зачет. После этого сдается итоговый экзамен по всему курсу.

Студенты допускаются до экзамена только после выполнения всех лабораторных и контрольных работ и сдачи зачетов по обеим частям курса.

Студенты также выполняют курсовую работу по курсу «Методы и средства гидрометеорологических измерений». За курсовую работу ставится зачет с оценкой.

Студенты, обучавшиеся в гидрометеорологических техникумах и имевшие хорошие оценки по профилирующим предметам, могут быть освобождены от выполнения лабораторных работ в ходе сессии. Этот вопрос решается руководителем цикла индивидуально для каждого студента. Выполнение контрольной работы и сдача экзаменов обязательна для всех студентов.

Далее приводятся указания по всем разделам программы изучаемого курса.

 

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

 

При изучении курса студентам рекомендуется добиваться полного понимания материала. Помните, что непонимание лишь одного уравнения, элемента схемы или смысла какой-либо физической величины приводит к непониманию работы всего прибора. Если это требуется, повторите соответствующие разделы физики, математики или электроники, которые являются базовыми науками для изучаемого курса.

Когда Вы выполняете контрольную работу, избегайте прямого списывания с учебников и учебных пособий. Описывайте материал своими словами. Пусть стиль Вашего изложения будет менее литературным. Излагайте, однако, свои мысли. Такая работа скорее будет зачтена, чем ксерокопии целых книжных разделов. Объем контрольной работы примерно составляет одну школьную тетрадь 12 – 18 листов. Допускается использование e-mail, если у Вас имеется такая возможность. Адрес, по которому можно присылать работы, сообщается преподавателем на установочной лекции.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Григоров Н.О., Саенко А.Г., Восканян К.Л. Методы и средства гидрометеорологических измерений. Метеорологические приборы. Учебник по курсу. РГГМУ, С-Пб, 2012. – 306 с.

2. Стернзат М.С. Метеорологические приборы и измерения. - Л.; Гидрометеоиздат, 1978, 392с.

3. Григоров Н.О., Симакина Т.Е. Задачник по дисциплине «Методы и средства гидрометеорологических измерений». Изд. РГГМУ, С-Пб, 2006. – 41с.

4. Григоров Н.О. Презентации лекций по курсу «Методы и средства гидрометеорологических измерений». http://gmi.rshu.ru

5. Григоров Н.О. Лекции-вебинары по курсу «Методы и средства гидрометеорологических измерений» (в записи). http://fzo.rshu.ru/ (раздел «Лекции онлайн).

 

Дополнительная

 

6. Качурин Л.Г. Методы метеорологических измерений. - Л.; Гидрометеоиздат, 1985, 456с.

7. Городецкий О.А., Гуральник И.И., Ларин В.В. Метеорология, методы и технические средства наблюдений. - Л.; Гидрометеоиздат, 1984, 327с.

8. Ямпольский В.С. Основы автоматики и электронно-вычислительной техники. – М.: Просвещение, 1991. – 223 с.

 

УКАЗАНИЯ ПО РАЗДЕЛАМ

 

Введение

Основное внимание следует обратить на изучение атмосферных параметров, подлежащих измерениям. Уясните для себя смысл всех метеорологических величин и обоснование необходимости их измерения. Обратите внимание на цели измерений. В зависимости от поставленных целей (предсказание погоды, обеспечение работы аэропорта и т.д.) изменяются требования к измерительным приборам. Желательно дополнить материалы, приведенные в книгах, сведениями из Вашего опыта работы в метеослужбе.

 

 

Л и т е р а т у р а

[1], предисловие, введение, краткая история метеорологических измерений.

[6], раздел 1.1.

 

 

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите основные метеорологические величины, подлежащие измерению на метеорологических станциях и постах.

2. Что такое цели измерения? Почему цель измерения определяет применяемые приборы?

3. Какие метеорологические параметры необходимо измерять для обеспечения посадки летательных аппаратов?

4. Для чего организована метеорологическая измерительная сеть?

5. Приведите примеры метеорологических измерительных приборов, которыми Вы пользуетесь в своей работе.

Основные понятия метеорологических измерений. Классификация

Измерение температуры

 

Этот раздел начинается с изучения тепловой инерции термометров – общего свойства для всех термометров, имеющих термометрическое тело. Изучите вывод уравнения, описывающего тепловую инерцию. Запомните определение коэффициента тепловой инерции термометра. Для выполнения контрольной работы преобразуйте формулу для коэффициента тепловой инерции ртутного термометра, имеющего шарообразный резервуар, к виду:

 

где ρ – плотность ртути (ρ = 13.5·10³кг/м³), R – радиус резервуара (в метрах!), c – удельная теплоемкость ртути (с = 138 Дж/кг·К), α – коэффициент конвективного теплообмена резервуара со средой. В безветренную погоду можно принять α ≈ 50 Вт/ м²·К. Далее, преобразуйте формулу 1.6 [1] к виду, необходимому для вычисления времени выдержки термометра в воздухе перед снятием показаний:

 

где λ – коэффициент тепловой инерции термометра, T₀ – температура термометра в начальный момент времени, θ – температура окружающей среды, ΔТ – допустимая погрешность в определении температуры.

Далее переходите к изучению основных типов термометров. Изучаются термометры сопротивления, термоэлектрические термометры, деформационные термометры, акустические термометры и радиационные термометры. Изучение каждого типа термометров проводится в следующем порядке – сначала изучается принцип действия, затем чувствительность и способы её увеличения, затем – специфические погрешности прибора и способы их устранения или уменьшения.

 

 

Л и т е р а т у р а

[1], разд.1

[4], тема 1.

[6], гл.2.

 

 

Вопросы для самопроверки

 

1. Чем обусловлена тепловая инерция термометров?

2. Какие типы термометров являются безинерционными?

3. Какие методы измерения температуры Вы знаете:

4. Предложите метод измерения температуры поверхности земли с искусственного спутника.

5. Почему в радиационных термометрах используется ИК диапазон?

6. Выведите уравнения чувствительности уравновешенного термометра сопротивления.

 

 

Измерение влажности воздуха

Перед началом изучения этого раздела повторите все параметры, характеризующие содержание в воздухе водяного пара. Далее составьте список основных методов измерения влажности и приступайте к их изучению. При изучении психрометрического метода измерения влажности обратите внимание на зависимость психрометрического коэффициента от скорости ветра. Рассмотрите схему конденсационного гигрометра (рис. 2.5. [1]). Свяжите эту схему с общей схемой следящей системы (рис.1.13 [1]). Далее изучите деформационный гигрометр, приведите примеры его использования. Электрохимический, сорбционный и радиационный гигрометр изучаются студентами ФЗО без вывода формул чувствительности. Рассмотрите принцип действия, достоинства и недостатки конденсаторного гигрометра (разд.2.8 [1]).

 

 

Л и т е р а т у р а

[1], гл.2.

[4], тема.2.

[5], лекции по теме «Измерение влажности».

 

 

Вопросы для самопроверки

 

1. Какими параметрами характеризуется содержание водяного пара в воздухе?

2. Почему температура смоченного термометра, как правило, меньше температуры сухого термометра?

3. Что такое идеальный психрометр? Как его изготовить?

4. Объясните принцип действия конденсационного гигрометра. Какие величины необходимо измерить для определения влажности с его помощью?

5. Какой из изученных Вами методов измерения влажности является самым чувствительным?

6. Объясните принцип действия конденсаторного гигрометра, перечислите его достоинства и недостатки.

7. Какие методы измерения влажности применяются в оперативной работе на метеорологической сети?

 

 

Измерение параметров ветра

При изучении методов измерения скорости ветра важно понять, что известные Вам ротоанемометры не являются единственными приборами для измерения скорости ветра. Тем не менее, изучение этого раздела начинается с изучения теории ротоанемометра. Этот раздел содержит самый сложный во всем курсе математический вывод! Внимательно ознакомьтесь с выводом уравнения движения ротоанемометра для установившегося и для неустановившегося состояния. Обратите внимание на такие понятия, как пороговая скорость и путь синхронизации ротоанемометра. Далее изучаются три типа ротоанемометров – индукционный, импульсный (контактный) и фотоэлектрический. Обратите внимание, что существуют две конструкции индукционных ротоанемометров: дистанционный и ручной анемометр АРИ-49.

Из других способов измерения скорости ветра студенты изучают акустический метод и лазерный доплеровский измеритель скорости.

При изучении методов измерения направления ветра главное внимание уделяется флюгарке – основному датчику направления ветра. Обратите внимание на методы дистанционной передачи информации об угле поворота флюгарки – использование сельсинов (автосинов), и фазоимпульсный метод.

 

 

Л и т е р а т у р а

[1], гл.3.

[4], тема 3

[5], лекции по теме «Измерение влажности воздуха».

 

Вопросы для самопроверки

 

1. Выведите уравнение ротоанемометра для установившегося и неустановившегося состояния.

2. Почему ротоанемометр дает завышенные показания средней скорости ветра?

3. Какой тип модуляции используется в индукционном ротоанемометре? А в контактном?

4. Какая величина характеризует инерцию ротоанемометра?

5. Укажите безинерционные способы измерения скорости ветра.

6. В чем состоит принцип лазерного доплеровского анемометра?

7. Укажите достоинства и недостатки лазерного доплеровского анемометра. В каких случаях его целесообразно использовать?

 

 

Актинометрические измерения

 

Изучение раздела начинается с перечисления актинометрических величин, подлежащих измерению и обоснованию выбора калориметрического метода измерения. Уясните для себя смысл актинометрических величин – прямой солнечной радиации, рассеянной радиации и радиационного баланса. Далее переходите к изучению приборов для измерения этих величин. Для измерения прямой солнечной радиации применяются два прибора – компенсационный пиргелиометр и термоэлектрический актинометр. Обратите внимание, что пиргелиометр является абсолютным, а актинометр – относительным прибором. Для измерения рассеянной радиации применяется пиранометр. При изучении пиранометра обратите внимание на зависимость переводного множителя от зенитного угла Солнца.

Далее изучите измерение радиационного баланса. Выведите уравнение балансомера и поясните, как устраняется ветровая погрешность балансомера. При изучении теории балансомера обратите внимание, какие из радиационных потоков, указанных на рис. 5.9 в книге [1] отсутствуют в ночное время суток и при облачной погоде.

 

 

Л и т е р а т у р а

[1], гл.5.

[4], тема 4

[5], лекции по теме «Актинометрические измерения».

 

 

Вопросы для самопроверки

 

1. Чем обусловлен выбор калориметрического метода для актинометрических измерений?

2. Что такое абсолютные и относительные приборы? К какому типу относится каждый из изученных Вами актинометрических приборов?

3. Что такое переводной множитель для актинометрических приборов? Какова его размерность?

4. В какой области длин волн рассеянная радиация имеет максимум?

5. Почему при изготовлении балансомера его толщина выбрана малой?

6. Как измерить рассеянную радиацию в условиях ясной погоды?

 

 

Факсимильная аппаратура.

После измерения всех метеопараметров на метеостанциях составляются специальные телеграммы, которые передаются в единый центр. На территории России этот центр находится в Москве. Здесь составляются карты погоды, затем эти карты передаются всем потребителям с помощью факсимильных аппаратов. Студенты должны изучить основные блоки факсимильной аппаратуры и знать принцип её работы. Изучите основные характеристики и параметры, которыми оценивается эффективность работ факсимильной аппаратуры. Изучается также схема основных блоков приемного и передающего факсимильного аппаратов. При этом изучаются лишь основные блоки, универсальные для всех факсимильных аппаратов, без привязки к какому-нибудь одному типу.

 

 

Л и т е р а т у р а

[1], разд.9.1, 9.2.

 

 

Вопросы для самопроверки

 

1. Что такое разрешающая способность факсимильных аппаратов?

2. Как связаны между собой разрешающая способность и скорость передачи?

3. Что такое синхронизация и фазирование в факсимильных аппаратах?

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Общие указания

Рекомендуется выполнять задания контрольной работы после проработки соответствующих разделов рекомендованной литературы или после прослушивания лекций-вебинаров. При выполнении работ студент обязан дать четкие, ясные ответы на все поставленные вопросы и решить все поставленные задачи. Необходимо максимально иллюстрировать свою работу рисунками, графиками и схемами. Каждое утверждение должно быть доказано, каждая величина, указанная в формулах должна быть пояснена в тексте. Не допускается прямое переписывание текста учебников. При выполнении контрольной работы желательно ссылаться на примеры из Вашего собственного опыта работы. Очень желательно привести Ваше мнение о работе приборов, которые Вы описываете в тексте контрольных работ.

Объем контрольной работы составляет 20 – 25 страниц рукописного текста с учетом рисунков. Контрольные работы присылаются в Университет во время учебного года или сдаются в ФЗО перед сессией.

 

 

Задание 1

Поясните смысл понятия «коэффициент тепловой инерции термометра». Выведите формулы (1) и (2), приведенные в разделе 2 на с. 7 настоящего «Методического Указания».

Задание 2

Радиус шарообразного резервуара ртутного термометра равен R, температура окружающей среды равна θ, начальная температура термометра равна T_o, а погрешность измерений не должна превышать ΔT. Пользуясь формулами (1) и (2), рассчитайте коэффициент тепловой инерции термометра и время его выдержки в окружающей среде перед снятием показаний. Варианты задачи сведены в таблицу 1. Требуемый вариант определяется начальной буквой фамилии студента. Так, например, вариант первый должны выполнять студенты, фамилии которых начинаются с букв от А до Д, вариант второй – от Е до К и т.д.

 

 

Таблица 1

 

Исходные параметры	В а р и а н т ы
А - Д	Е - К	Л - П	Р - Ф	Х - Я
R, мм	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5
θ, К
To, К
ΔT, К	0,1	0,2	0,1	0,2	0,1

 

Задание 3

Опишите принцип действия уравновешенного и неуравновешенного термометров сопротивления. Приведите соответствующие схемы с пояснениями. Что Вы понимаете под чувствительностью этих приборов? Перечислите погрешности уравновешенного и неуравновешенного термометров сопротивления и способы уменьшения этих погрешностей.

 

Задание 4

Опишите принцип действия психрометра. Как Вы понимаете термин «идеальный психрометр»? Как изготовить психрометр, близкий по своим свойствам к идеальному?

 

Задание 5

Какими параметрами характеризуется эффективность работы ротоанемометров? Что следует понимать под чувствительностью ротоанемометра? Каким параметром характеризуется инерция ротоанемометра? Приведите примеры ротоанемометров, использующихся в метеорологических приборах.

 

Задание 6

Опишите устройство и принцип действия актинометра, пиранометра и балансомера. Дайте определение понятию «радиационный баланс».

 

Задание 7

Опишите устройство светолокационного измерителя высоты облачности ИВО-1м. Нарисуйте блок-схему прибора ИВО-1м с пояснением функции каждого блока прибора.

 

Задание 8

Опишите устройство прибора ФИ-1 для измерения метеорологической дальности видимости. Какие особенности прибора ФИ-1 позволяют вести измерения в дневное время суток? Почему дневной свет, попадающий на фотоприемник ФИ-1, не мешает измерениям?

Для чего в импульсном фотометре используются два отражателя? При каких погодных условиях используется дальний или ближний отражатель?

 

Задание 9

Что Вы понимаете под термином «информационно-измерительная метеорологическая система»? Какие особенности станции КРАМС позволяют отнести её к ИИМС? Изобразите блок-схему станции КРАМС (КРАМС-М, или КРАМС-2 илиКРАМС-4) и поясните её, следуя книге [1] и [4,5].

 

Задание 10

Какие особенности лазеров делают их особенно привлекательным инструментом для метеорологических измерений? Какие атмосферные параметры можно измерить с помощью лазеров? Какие физические явления являются основой этих измерений? Укажите трудности практической реализации лазерных измерений.

 

КУРСОВЫЕ РАБОТЫ

Тема курсовой работы согласовывается с преподавателем. При этом студент получает от преподавателя указания по выполнению работы. Готовая курсовая работа сдается на кафедру во время сессии.

Приведенные темы являются обзорными, при выполнении которых студент должен составить возможно полное описание способов измерения соответствующей метеорологической величины, пользуясь литературой и сведениями, почерпнутыми из Интернета (рекомендуется использовать поисковые системы, вводя в строку поиска название исследуемой величины). Обязательны ссылки на литературные источники. Описание составляйте своими словами, избегая прямого «скачивания», что сразу же будет замечено при проверке. В конце работы должно быть приведено ваше собственное суждение о том, каковы достоинства и недостатки описанных методов измерения, в каких условиях целесообразно их применять. Сравните инерцию и чувствительность методов измерения. Желательно даже сравнить сложность и стоимость соответствующих приборов. Если вы работаете с приборами, измеряющими ту или иную метеорологическую величину, приведите ваше впечатление о работе приборов.

В конце работы обязательно приводится список используемой литературы.

Примечание. При обнаружении дословного сходства сданных работ (или дословного сходства с одной из работ, сданных в предыдущие годы), такие работы не зачитываются и возвращаются для полной переделки.

 

 

Примерный перечень тем курсовых работ

1. Сравнение различных способов измерения температуры.
2. Сравнение различных способов измерения влажности воздуха.
3. Сравнение различных способов измерения скорости ветра.
4. Сравнение различных способов измерения направления ветра. Способы дистанционной передачи информации о направлении флюгарки.
5. Сравнение различных способов измерения атмосферного давления.
6. Сравнение различных способов измерения актинометрических величин.
7. Сравнение различных способов измерения высоты нижней границы облачности.
8. Сравнение различных способов измерения метеорологической дальности видимости.
9. Сравнение различных способов измерения содержания озона в атмосфере.
10. Сравнение различных способов измерения параметров атмосферных аэрозолей.
11. Измерение радиоактивного фона и радиоактивного заражения местности.
12. Измерение количества осадков. Автоматизация процесса измерения осадков.
13. Особенности измерения стандартных метеорологических величин в районе расположения метеорологической станции, где работает студент.
14. Особенности эксплуатации метеорологического измерительного прибора (по согласованию с преподавателем), с которым работает студент.
15. Информативный подход к проблеме измерения метеорологических параметров.
16. Передача метеорологической информации по каналам связи. Скорость передачи, проблема искажения сигналов.
17. Цифровые метеорологические измерительные приборы. Принципы конструирования цифровых приборов.
18. Соотношение тепловой инерции и чувствительности термометрических датчиков.
19. Измерение параметров атмосферного электричества. Электричество «хорошей погоды», грозовое электричество. Приборы и методы измерения.
20. Радиолокационное зондирование атмосферы. Использование радиолокаторов для измерения метеорологических величин.
21. Лазерное зондирование атмосферы. Лидары и их возможности для измерения метеопараметров.
22. Измерения атмосферных параметров с помощью искусственных спутников Земли.

 

 

ДИПЛОМНЫЕ РАБОТЫ

Перед выполнением дипломной работы студент обязан проконсультироваться с преподавателем, получить его согласие на руководство. Далее согласовывается тема работы, о чем студент должен поставить в известность деканат. При выполнении работы обязательны периодические консультации с преподавателем (например, с использованием Интернета). Для окончательного редактирования текста работы студент обязан заблаговременно прибыть в Университет. Срок прибытия согласовывается с руководителем.

 

 

Примерный перечень тем дипломных работ

1. Измерение метеорологической дальности видимости методом обратного рассеяния светового пучка.
2. Проблема инерции и чувствительности термометрических датчиков, поиск оптимального соотношения.
3. Проблема конденсационных следов за самолетами и снижения радиационных потоков.
4. Проблема взаимосвязи космических лучей и погоды на Земле.
5. Экологические проблемы, приборы контроля экологических параметров.
6. Грозовое электричество, проблема поиска причин возникновения электризации.
7. Встречные темы (например, поиск оптимальных путей организации измерений на вашей метеорологической станции).

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

	Стр.
Предисловие
Общие указания
Литература
Указания по разделам
Введение
1.Основные понятия метеорологических измерений. Классификация метеорологических измерительных приборов.
2. Измерение температуры
3.Измерение влажности воздуха
4.Измерение параметров ветра
6.Измерение атмосферного давления
7.Актинометрические измерения
7. Дистанционные метеорологические приборы
8. Основные принципы устройства цифровых измерительных приборов. Основы теории информации.
9. Метеорологические измерения экологических параметров
10. Информационно-измерительные метеорологические системы. Автоматические метеорологические станции.
11. Использование искусственных спутников Земли для метеорологических измерений
12. Передача метеорологической информации по каналам связи. Факсимильная аппаратура.
13. Перспективы развития метеорологической измерительной техники
Контрольная работа
Курсовые работы
Примерный перечень тем курсовых работ
Дипломные работы
Примерный перечень тем дипломных работ

 

 

 

 

Учебное издание

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по дисциплине “МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ”   Составитель: Николай Олегович Григоров.

 

Редактор И. Г. Максимова.

 

 

ЛР № 203209 от 30.12.96.

 

Подписано в печать …….. Формат 60 90 ¹/₁₆ Бумага кн.-жур. Печать офсетная.

Печ. л. …….. Уч.-изд. л. ……….. Тираж …….. Зак. ………..

 

195196, СПб, Малоохтинский пр. 98. РГГМУ.

Отпечатано ………….

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Факультет заочного обучения

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по дисциплине

“МЕТОДЫ И СРЕДСТВА

ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ”

для высших учебных заведений

Направление подготовки 280400 – Прикладная гидрометеорология

Профиль подготовки – Прикладная метеорология

 

Квалификация (степень)

Бакалавр

 

 

Курс III

 

 

		(Подлежит возврату на факультет заочного обучения)

 

 

Санкт–Петербург

 

Одобрено Ученым советом метеорологического факультета

УДК 551.508

Методические указания по дисциплине "Методы и средства гидрометеорологических измерений". Специальность – метеорология. – СПб.: Изд. РГГМУ, 2013. – 26 с.

 

Методические указания составлены в соответствии с программой дисциплины "Методы и средства гидрометеорологических измерений". Даются рекомендации по изучению дисциплины. Приводятся вопросы для самопроверки, рекомендуемая литература, контрольные работы.

 

 

Составитель: Н.О. Григоров, доц., РГГМУ.

 

Ответственный редактор А.Д. Кузнецов, проф., РГГМУ

 

Ó Российский государственный гидрометеорологический университет (РГГМУ), 2013.

П Р Е Д И С Л О В И Е

В настоящем курсе изучаются основные принципы устройства гидрометеорологических измерительных приборов и информационно-измерительных систем. Перед изучении курса студенты должны ознакомиться с программой, имеющейся на факультете.

Курс можно разделить на две части. В первой части описываются только методы измерений основных метеорологических параметров – температуры, относительной влажности, атмосферного давления, параметров ветра и актинометрических параметров. Во второй части курса студенты изучают метеорологические измерительные приборы, которые используются в настоящее время в России, знакомятся с измерением специальных метеорологических величин (высоты нижней границы облачности, метеорологической дальности видимости и т. д.) и информационно-измерительными метеорологическими системами – автоматическими станциями. В последнем разделе курса студенты получают сведения о перспективах развития метеорологической измерительной техники.

В ходе изучения курса студент обязан ознакомиться с литературой (см ниже) и выполнить контрольную работу, которая сдается в ФЗО перед сессией. Во время сессии на III курсе студенты слушают лекции, в которых излагаются основные теоретические сведения, выполняют лабораторные работы и сдают зачет. После этого сдается итоговый экзамен по всему курсу.

Студенты допускаются до экзамена только после выполнения всех лабораторных и контрольных работ и сдачи зачетов по обеим частям курса.

Студенты также выполняют курсовую работу по курсу «Методы и средства гидрометеорологических измерений». За курсовую работу ставится зачет с оценкой.

Студенты, обучавшиеся в гидрометеорологических техникумах и имевшие хорошие оценки по профилирующим предметам, могут быть освобождены от выполнения лабораторных работ в ходе сессии. Этот вопрос решается руководителем цикла индивидуально для каждого студента. Выполнение контрольной работы и сдача экзаменов обязательна для всех студентов.

Далее приводятся указания по всем разделам программы изучаемого курса.

 

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

 

При изучении курса студентам рекомендуется добиваться полного понимания материала. Помните, что непонимание лишь одного уравнения, элемента схемы или смысла какой-либо физической величины приводит к непониманию работы всего прибора. Если это требуется, повторите соответствующие разделы физики, математики или электроники, которые являются базовыми науками для изучаемого курса.

Когда Вы выполняете контрольную работу, избегайте прямого списывания с учебников и учебных пособий. Описывайте материал своими словами. Пусть стиль Вашего изложения будет менее литературным. Излагайте, однако, свои мысли. Такая работа скорее будет зачтена, чем ксерокопии целых книжных разделов. Объем контрольной работы примерно составляет одну школьную тетрадь 12 – 18 листов. Допускается использование e-mail, если у Вас имеется такая возможность. Адрес, по которому можно присылать работы, сообщается преподавателем на установочной лекции.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Григоров Н.О., Саенко А.Г., Восканян К.Л. Методы и средства гидрометеорологических измерений. Метеорологические приборы. Учебник по курсу. РГГМУ, С-Пб, 2012. – 306 с.

2. Стернзат М.С. Метеорологические приборы и измерения. - Л.; Гидрометеоиздат, 1978, 392с.

3. Григоров Н.О., Симакина Т.Е. Задачник по дисциплине «Методы и средства гидрометеорологических измерений». Изд. РГГМУ, С-Пб, 2006. – 41с.

4. Григоров Н.О. Презентации лекций по курсу «Методы и средства гидрометеорологических измерений». http://gmi.rshu.ru

5. Григоров Н.О. Лекции-вебинары по курсу «Методы и средства гидрометеорологических измерений» (в записи). http://fzo.rshu.ru/ (раздел «Лекции онлайн).

 

Дополнительная

 

6. Качурин Л.Г. Методы метеорологических измерений. - Л.; Гидрометеоиздат, 1985, 456с.

7. Городецкий О.А., Гуральник И.И., Ларин В.В. Метеорология, методы и технические средства наблюдений. - Л.; Гидрометеоиздат, 1984, 327с.

8. Ямпольский В.С. Основы автоматики и электронно-вычислительной техники. – М.: Просвещение, 1991. – 223 с.

 

УКАЗАНИЯ ПО РАЗДЕЛАМ

 

Введение

Основное внимание следует обратить на изучение атмосферных параметров, подлежащих измерениям. Уясните для себя смысл всех метеорологических величин и обоснование необходимости их измерения. Обратите внимание на цели измерений. В зависимости от поставленных целей (предсказание погоды, обеспечение работы аэропорта и т.д.) изменяются требования к измерительным приборам. Желательно дополнить материалы, приведенные в книгах, сведениями из Вашего опыта работы в метеослужбе.

 

 

Л и т е р а т у р а

[1], предисловие, введение, краткая история метеорологических измерений.

[6], раздел 1.1.

 

 

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите основные метеорологические величины, подлежащие измерению на метеорологических станциях и постах.

2. Что такое цели измерения? Почему цель измерения определяет применяемые приборы?

3. Какие метеорологические параметры необходимо измерять для обеспечения посадки летательных аппаратов?

4. Для чего организована метеорологическая измерительная сеть?

5. Приведите примеры метеорологических измерительных приборов, которыми Вы пользуетесь в своей работе.

Часть 1. Методы измерения основных метеорологических параметров.

 

Основные понятия метеорологических измерений. Классификация