Как измеряют температуру воздуха метеорологи
Как измеряется температура воздуха?
Для того чтобы снять показания температуры воздуха необходимо использовать обыкновенный или электронный терметр. Однако, для того чтобы получить максимально точные результаты необходимо учесть некоторые важные детали их конструкции. Если не следовать строгим приписным истинам, то вероятнее всего вы измерите температуру близлежащих предметов, самого градусника, но никак не истинную температуру воздуха.
Для того чтобы получить более точные данные по температуре воздуха, как внутри, так и снаружи помещения можно использовать цифровые метеостанции. Кстати, эти современные приборы передают данные о влажности и атмосферном давлении воздуха.
Как измерять температуру?
При помощи спиртового градусника
Если Вы расположили градусник правильно, подождите еще 10 минут. Тепловая инерция такого градусника очень высокая, поэтому до считывания показаний придется немного подождать.
Учтите: погрешность спиртового термометра может составлять 3-4 градусы Цельсия.
Ртутные бытовые термометры
Для получения показаний термометр необходимо расположить так же, как и спиртовой измеритель температуры. При этом помните, что жидкостные баллоны измерителей температуры ни в коем случае не должны касаться каких-либо предметов.
В случае если необходимо измерить температуру воздуха снаружи, необходимо изначально открыть окно. Затем закрепить термометр на раму. Баллон термометра ни в коем случае не должен соприкасаться со стеклом. Термометр необходимо закрыть от прямого попадания солнечных лучей. Не рекомендуется устанавливать измеритель температура с южной стороны. Более того, расстояние от окна или стены до термометра не должно быть меньше одного метра.
Электронный термометр
При помощи данного современного устройства измерить температуру можно практически мгновенно. При этом на продажу представлено большое количество моделей термометров, которые подойдут каждому пользователю. Стоит помнить, что при измерении не стоит касаться датчика прибора, иначе он может выйти из строя.
Цифровая метеостанция
Если Вы всегда хотите получать точные температурные данные и не желаете заморачиваться по поводу тех или иных условий для измерения температуры – цифровая метеостанция, это именно то, что Вам нужно. Она с высокой точностью отображает данные о влажности воздуха, атмосферном давлении, температуре воздуха и даже предоставляет прогноз погоды. Домашняя метеостанция имеет также часы и календарь. В основе устройства имеются цифровые датчики, поэтому все данные предоставляются с каждым изменением температуры.
Как измеряют температуру воздуха метеорологи
федеральное государственное бюджетное учреждение
«иркутское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды»
Как измеряется температура воздуха на государственной сети наблюдений
Дата публикации 04.12.2018
В связи с установлением зимнего типа погоды в Гидрометцентр поступают телефонные звонки с вопросом, почему показания термометров за окном, на телевидении или в сетях Интернета не совпадают.
Рассмотрим один из аспектов: как правильно измерять температуру воздуха.
Температура воздуха является одной из основных термодинамических характеристик его состояния. Измерения температуры воздуха производятся в единые сроки, установленные Всемирной Метеорологической Организацией (ВМО), что обеспечивает синхронность измерений на всей метеорологической сети.
Метод измерения температуры воздуха основан на использовании термометров, которые постоянно установлены в деревянной защитной жалюзийной будке (рис.1) на высоте 2 м, чем обеспечивается равенство температур воздуха и термометров. Защитная будка служит для исключения влияния солнечной радиации, сильных порывов ветра, осадков, позволяя воздуху в условиях тени свободно обдувать термометр.
Рис. 1. Будка защитная жалюзийная (М-2 Жигалово)
На многих станциях для наблюдений используются автоматизированные метеорологические комплексы (АМК), которые автоматически регистрируют ряд метеорологических величин. Датчик температуры воздуха установлен в радиационной защите на высоте 2 м (рис.2).
Рис. 2. Датчики АМК (М-2 Хомутово)
Программное обеспечение АМК позволяет получать текущие и экстремальные значения основных метеорологических величин (скорость и направление ветра, температура и влажность воздуха, давление, температура подстилающей поверхности и осадки) и отображать их на рабочем столе ПК в окне АРМ-Метеоролога (рис.3). Обновление информации происходит ежеминутно.
Рис. 3. Отображение данных в окне АРМ-метеоролога АМК
Получить официальную справку о температуре воздуха по данным наблюдений метеорологических станций, расположенных на территории Иркутской области, можно на основании запроса, направленного в отдел гидрометеорологического обеспечения (ОГМО) ФГБУ «Иркутское УГМС» по телефону / факсу (395 2) 20−92−65 или электронной почте ogmo@irmeteo.ru.
Информацию о погоде в стандартные сроки наблюдений в городе Иркутск можно узнать по автоответчику (395 2) 20−58−20.
Синоптики пояснили, как измеряется температура воздуха
Синоптики опровергли утаивание истинной температуры воздуха и пояснили, как она измеряется согласно правилам Всемирной метеорологической организации.
Пресс-служба Узгидромета опровергла утаивание истинных значений температуры и пояснила, как измеряется температура воздуха.
«Лето в самом разгаре, и вновь среди населения идут разговоры о том, что синоптики „утаивают“ истинные значения температуры, что на самом деле температура воздуха в дневные часы достигает 47−50 градусов, а кое-кто приводит данные своих бытовых приборов, которые показывают значения 60 градусов и выше. И переубедить таких людей бывает очень трудно», — говорится в сообщении.
Как объясняют синоптики, население использует для определения температуры бытовые термометры. Чаще всего, их приемная часть, как и приемная часть термометров, передающих данные температуры на городские табло, не защищена от прямых солнечных лучей или от теплового излучения окружающих предметов. В этом случае термометр измеряет не температуру воздуха, а ту температуру, до которой нагревается приемная часть термометра.
«Человек, находящийся на солнце, тоже воспринимает не температуру воздуха, а температуру нагрева тела прямыми лучами солнца и ощущает тепловое излучение от окружающих предметов. Человек, находящийся в машине, ощущает тепловое излучение от нагретого солнечными лучами корпуса автомобиля», — отметили в Узгидромете.
«Чтобы исключить влияние факторов теплового излучения и обеспечить сопоставимость метеорологических наблюдений, они проводятся во всем мире согласно правилам Всемирной метеорологической организации по единой методике и в единых стандартных условиях. В частности, измерения температуры проводятся в специальной проветриваемой метеорологической будке, установленной на высоте 2 м над уровнем земли», — рассказали синоптики.
Измерительные приборы периодически проходят поверку, их показания сравнивают с показаниями эталонных приборов. Синоптики призвали граждан доверять прогнозам Узгидромета.
Чтобы горожанам было легче переносить летнюю жару, очень важно сажать как можно больше деревьев, дающих густую тень, обустраивать парки, скверы с местами для отдыха горожан, очистить от мусора и наполнить водой арыки. Все это создаст оптимальный микроклимат в городе и комфортные условия для проживания даже в эти очень жаркие дни, отметили синоптики.
Самые высокие температуры воздуха в мире — 57−58 градусов — наблюдались в Долине смерти штата Калифорния США и в Ливийской пустыне. В Узбекистане самые высокие температуры — 50 градусов Цельсия — были отмечены в пустыне Кызылкум и в районе Термеза.
В Ташкенте абсолютный максимум летнего сезона составляет 44,6 градусов. Такая температура была зафиксирована 18 июля 1997 года.
Согласно сегодняшнему прогнозу, 12−18 июля по Узбекистану сохранится очень жаркая погода с температурой воздуха на 5−7 градусов выше среднемноголетних значений. В дневные часы воздух будет прогреваться до +40…+42 градусов, по северу, югу и пустынной зоне — до +43…+45 градусов. По Бухарской, Навоийской, Кашкадарьинской и Сурхандарьинской областям возможен гармсиль — сухой горячий ветер.
По предгорным и горным районам республики возможно прохождение ледниковых селевых паводков с территории Таджикистана и Кыргызстана.
Метеоролог и я
Научно-популярный метеорологический проект
Термометры метеорологические
В прошлой статье Вы познакомились с работой метеорологических станций. Далее речь пойдет о средствах, с помощью которых ведутся наблюдения за погодой.
В этом параграфе мы рассмотрим один из основных приборов, который используется на всех типах метеостанций и метеопостов. Кроме того, этот прибор есть в каждом доме. Как Вы уже, наверное, догадались, речь пойдет о термометрах.
На сегодняшний день существует множество разновидностей термометров. Они различаются по механизму и диапазону измерения температуры, строению, рабочим жидкостям, областям применение и др. Но, пожалуй, самыми распространенными являются жидкостные термометры. Они измеряют температуру, как воздуха, так и почвы (снега). Кроме того, с помощью них измеряют влажность воздуха и его характеристики (парциальное давление водяного пара, дефицит насыщения, температуру точки росы). Но обо всем по порядку.
Первый прибор, отдаленно напоминающий термометр, был изобретен Галилеем в 1597 году и носил название термоскоп. Однако с помощью него можно было судить только о степени нагретости тел, но не измерять температуру количественно. Это стало возможно лишь в 1657, когда флорентийские ученые модернизировали прибор Галилея, добавив в него шкалу и резервуар с жидкостью. В те времена в качестве жидкостей использовали разные вещества: от простой воды до разных видов алкоголя.
Принцип работы термометра основан на свойстве жидкости изменять свой объем под влияние нагревания или охлаждения. В современных термометрах основными рабочими жидкостями являются спирт и ртуть. Из-за разных свойств, их используют в разных диапазонах температур. Так, спиртовые термометры лучше работают при низких температурах, а ртутные – при высоких.
Все термометры имеют небольшую задержку (инерцию). Иначе говоря, если моментально понизить или повысить температуру воздуха на несколько градусов, то термометр не сразу покажет это изменение. Это как с температурой вашего тела: когда вы измеряете её, вы вынуждены ждать несколько минут для получения результата.
Термометр ТМ-4 не зря имеет прибавку «психрометрический». С его помощью можно измерять влажность воздуха. Как же это сделать? – Все просто. Необходимо взять два одинаковых термометра ТМ-4 (это нужно для более точных измерений): один из них обернуть батистом (специальной тканью), который перед измерениями будет смачиваться дистиллированной водой. Таким образом, получаем так называемые сухой и смоченный термометры, которые называются психрометрической парой или станционным психрометром.
Принцип действия психрометра основан на измерении равновесной температуры смоченного термометра. То есть такой температуры, при которой тепло, затрачиваемое на испарение воды с поверхности резервуара смоченного термометра равно притоку тепла к резервуару из воздуха и по телу термометра. Для каждого значения влажности она своя.
Само значение влажности и ее характеристики можно вычислять по формулам, или воспользоваться готовыми результатами расчета, используя показания сухого и смоченного термометров. Они все сведены в сборник, называемый «Психрометрические таблицы».
Минимальный термометр ТМ-2
Это спиртовой термометр, в капилляре которого в столбике спирта находится стеклянный штифт с головками на концах. По положению штифта и определяется минимальная температура между сроками. Минимальный термометр ТМ-2 при измерении устанавливается горизонтально, а конец штифта (головка) подводится к краю спирта в капилляре. При исправном состоянии термометра штифт не должен выходить из спирта. При понижении температуры столбик укорачивается, поверхностная пленка спирта приходит в соприкосновение с головкой штифта и увлекает его в сторону уменьшения показаний. Когда же вследствие повышения температуры столбик спирта удлиняется, штифт остается на месте. Следовательно, при горизонтальном положении термометра тот конец штифта, который находится ближе к поверхности столбика спирта, показывает самую низкую температуру со времени последней установки штифта.
Максимальный термометр ТМ-1
При повышении температуры ртуть вытесняется в капилляр с достаточным для преодоления этого сужения усилием. При понижении же температуры сил внутреннего сцепления ртути недостаточно для преодоления повышенного трения в месте сужения отверстия капилляра, ртутный столбик мгновенно разрывается на две части — одна быстро уходит в резервуар, а вторая часть остается в капилляре, заполняя его от деления, при котором началось понижение температуры, до места обрыва. Таким образом, максимальный термометр фиксирует наибольшее значение температуры между сроками наблюдений. Для того чтобы оторвавшийся столбик ртути соединить с той частью, которая находится в резервуаре, термометр следует энергично встряхнуть, держа его в руке резервуаром вниз.
Градусник, который мы все знаем и используем для измерения температуры тела, также является максимальным. Для измерения температуры тела мы сначала встряхиваем его и только потом применяем.
Измерение температуры почвы
Для агрометеорологов важно знать не только температуру на поверхности почвы, но и на глубине. Одним из средств, для измерения «глубинной температуры» являются коленчатые термометры Савинова. Они представляют собой комплект из четырех стеклянных ртутных термометров с цилиндрическими резервуарами, концы которых округлены. От всех термометров их отличает наличие изгиба, отстоящем от резервуара на 2 – 3 см. Величина изгиба равна 135°. Это позволяет устанавливать термометры в почве так, чтобы резервуар и часть термометра до изгиба находились в горизонтальном положении под слоем почвы, а часть термометра со шкалой располагалась над почвой. Каждый термометр имеет шкалу только в той части термометра, которая располагается над почвой и доступна для отсчетов. Ниже шкалы оболочка термометра заполнена ватой и сургучными прослойками. Данными термометрами измеряется температура почвы на глубинах 5, 10, 15 и 20 см.
Пожалуй, самым громоздким средством измерения температуры являются вытяжные почвенно-глубинные термометры. Они измеряют температуру почвы на глубинах 0.2, 0.4, 0.8, 1.2, 1.6, 2.4 и 3.2 м.
Сам по себе термометр практически ни чем не отличается от обычных: стеклянный ртутный термометр с цилиндрическим резервуаром и стеклянной шкалой. Он помещается в специальную оправу с металлическим наконечником. Для лучшего теплового контакта пространство между резервуаром термометра и стенками металлического наконечника заполняется медными или латунными опилками.
Большую часть установки занимает деревянный стержень, к которому крепится термометр в оправе. На другом конце стержня закреплен металлический колпачок с кольцом. Внутри колпачка имеется фетровая (или войлочная) кольцевая прокладка. Для уменьшения обмена воздуха внутри трубы на стержне также укрепляются плотные фетровые (войлочные) кольца.
Чтобы было возможно измерять температуру, предварительно вкапывают эбонитовую или винифлексовую трубу на нужную глубину. Затем вставляют в нее стержень с термометром. Наконечник оправы касается нижнего конца трубы, а колпачок, плотно закрывает верхний срез трубы. В срок наблюдения наблюдатель вытягивает термометр из трубы и снимает показания. Отсюда и название: вытяжные термометры.
Температура воздуха
За счет чего нагревается воздух
Еще из уроков природоведения мы знаем, что прозрачные объекты пропускают через себя солнечные лучи, не нагреваясь. Проверить это достаточно легко. Когда солнце светит в окно, то очень скоро место на столе (или другом предмете), куда попадает солнце, нагревается, но если приложить руку к стеклу, через которое проходят солнечные лучи, то стекло будет прохладным. Как же тогда нагревается воздух, если он прозрачный и пропускает солнечные лучи сквозь себя, не нагреваясь?
Солнце прогревает земную поверхность, которая нагреваясь, отдает тепло воздуху. Именно этим объясняется тот факт, что чем дальше от земли, тем температура воздуха становится холоднее. Точного значения изменения этого показателя нет, но с каждым 1 км воздух холоднее примерно на 6 градусов.
Теперь, зная как прогревается воздух, легко объяснить почему суша и вода прогреваются неравномерно. Суша нагревается очень быстро, а значит быстрее и больше отдает тепла воздуху. Прогревание воды происходит гораздо медленнее, а значит и отдача тепла тоже снижена. Именно поэтому в жаркий день песок на пляже буквально раскален, а вода прохладная.
Суточный ход температур
Суточный ход температуры позволяет отслеживать какое время в сутках является наиболее холодным, а какое наиболее теплым. Есть несколько факторов, которые первостепенно влияют на этот показатель:
Все эти факторы важны, но ключевым является угол падения солнечных лучей на землю. Чем более отвесно падают лучи, те поверхность нагревается сильнее. Соответственно, чем угол наклона меньше, тем поверхность нагревается слабее. Этим объясняется и тот факт, что, например, утром земля нагревается не так интенсивно, как днём.
Амплитуда температуры
Одним из важнейших метеорологических показателей при исследовании температуры воздуха является амплитуда. В простейшем смысле амплитуда представляет собой разницу между самой высокой и самой низкой суточной температурой воздуха. Максимальная температура замеряется в 14:00 дня, а минимальная в 6:00 утра. Связанно это с тем, о чем мы говорили выше.
В приведённом примере очевидно, что амплитуда суточной температуры воздуха составляет на третьем рисунке 18 градусов.
Среднесуточная температура
Выше уже отмечалось, что на метеорологических станциях температура воздуха измеряется 8 раз в сутки. Поэтому сравнение различных дней по температуре воздуха между собой достаточно трудоемкий процесс. Чтобы упростить, в географии используются такое понять как средняя температура воздуха. Простейшие выражение заключается в определении среднесуточной температурой воздуха. В основе определения этого показателя лежит простое арифметическое среднее. Расчеты производятся на основании входных параметров, которые могут быть двух типов:
Если большую сумму дают показатели выше нуля, то конечная среднесуточная температура воздуха будет положительной. Если большую сумму дают показатели ниже нуля, только конечный результат будет отрицательным.
Аналогичным образом происходит измерение среднемесячной и среднегодовой температуры воздуха.
Как происходит измерение
Каждый из нас знает, что для определения температуры воздуха используют термометр. Это, наверное, один из самых распространённых метеорологических приборов, который используется активно в повседневной жизни. При работе с этим прибором очень важно правильно определить место его установки, поскольку в противном случае прибор будет определять не температуру воздуха, а показывать насколько прогрелся сам прибор. Правильная установка термометров прослеживается по тому, как они устанавливаются на метеорологических станциях. Там для этого используются специальные будки, которые устанавливаются на высоте 2м от земли.
Эти будки являются неотложными, выполнены из дерева и продуваются со всех сторон. В результате воздух может проникать свободно со всех сторон.
| Тип | Количество сезонов | MAX температуры | MIN температуры |
|---|---|---|---|
| Экваториальный | 1 | положит. | положит. |
| Тропический | 1 | положит. | положит. |
| Умеренный | 4 | положит. | отрицат. |
| Полярный | 1 | отрицат. | отрицат. |
Годовое изменение температуры воздуха на прямую зависит от географического положения региона. Например, если мы говорим о странах с экваториальным климатом, то здесь наблюдается одно время, а колебание амплитуды температуры воздуха незначительная. Тоже самое можно говорить и про полярные области, однако, здесь будет не тепло, а холодно. Если рассматривать амплитуду колебания температуры, то, например, на экваторе для большинства регионов она не превышает 2 градусов. Для умеренных широт Северного полушария, к которым относится в том числе наша страна, амплитуда будет составлять порядка 28-30 градусов. Также большое влияние оказывают ветры, морские течения, рельеф местности и так далее. Все эти факторы в совокупности формируют климат, которые в том числе выражается и температуре воздуха. В результате многолетних наблюдений за температурой воздуха в каждом регионе, мы понимаем, какая примерно погода будет в тот или иной месяц.