§ 13. Погода и метеорологические наблюдения

Вопросы перед параграфом.

1. Что называют атмосферой?

Атмосферой называют воздушную оболочку Земли.

2. Из каких газов состоит воздух?

Воздух Земли преимущественно состоит из молекул азота (78%). Второй его компонент — это кислород, который составляет около 21% воздуха. Оставшийся 1% приходится на другие газы — это углекислый газ, озон, инертные газы.

3. Каким прибором измеряют атмосферное давление?

Прибор для измерения атмосферного давления называется Барометром.

4. Какие признаки изменения погоды вам известны?

Изменение атмосферного давления, когда погода меняется с ясной на ненастную давление понижается несколько дней. Усиление ветра, повышенная облачность.

5. Какие специалисты изучают атмосферу?

Метеоролог изучает атмосферу.

Школа географа-следопыта

Задание является проектной деятельностью, требует самостоятельной работы.

Вопросы и задания после параграфа.

1. Своими словами сформулируйте определение погоды.

Состояние атмосферы в определенном месте, в определенное время.

2. Можно ли говорить о погоде в течение суток или недели?

О погоде в течение суток или недели можно говорить почти со 100% точностью, однако чем более дальний прогноз погоды, тем вероятнее неточность прогноза, потому что погода постоянно меняется, в связи с чем прогноз погоды постоянно корректируют.

3. Для чего организуются метеорологические станции?

метеорологические станции организуются для сбора сведений о температуре и влажности воздуха, атмосферном давлении, направлении и скорости ветра, количестве и видах облаков и осадков, об атмосферных явлениях, которые могут быть опасны для человека.

4. Совершите экскурсию на ближайшую метеостанцию.

Предполагается проведение экскурсии с классом или родителями.

5. Дополните предложения названиями свойств воздуха.

С помощью барометра измеряют давления воздуха.

Гигрометр показывает температуру и влажность воздуха.

Термометром можно измерить температуру воздуха.

Флюгер указывает, откуда дует ветер и с какой скоростью.

6. Составьте краткий рассказ о метеорологических приборах. Узнайте дополнительную информацию о них из энциклопедий или Интернета.

Основным прибором для измерения направления и скорости ветра служит анеморумбометр М-63М-1. В случае нарушения электроснабжения, или выхода прибора из строя, запасным прибором для визуальной оценки ветровых характеристик служит флюгер Вильда с легкой доской. Для измерения количества осадков (мм) применяется «Осадкомер Третьякова». Интенсивность жидких осадков регистрируется с помощью прибора-самописца, который называется «Плювиограф». Форму и количество облаков в баллах определяют визуально и сверяют с фото по международному «Атласу облаков». Высоту нижней границы облачности определяют с помощью измерителя высоты облаков (ИВО). За метеорологической дальностью видимости наблюдают по ориентирам при помощи поляризационного измерителя видимости М-53А. Продолжительность солнечного сияния определяют по гелиографу, стеклянный шар которого собирает солнечные лучи в фокус, и при перемещении луча на ленте появляется линия прожога. По длине линии в часах и считают продолжительность солнечного сияния. По мерзлотомеру проводят измерения глубины промерзания почвы.

7. Сравните показания метеорологического и ртутного медицинского термометров. Проанализируйте полученный в ходе наблюдения результат.

Показания термометров различаются. Медицинский ртутный термометр показывает меньшую температуру.

8. Подготовьте сообщение о современных метеорологических приборах, используемых в быту (барометр-анероид, электронный термометр, цифровые метеостанции).

Барометр-анероид – прибор, принцип действия которого основан на изменении размеров металлической коробки наполненной разреженным воздухом, под действием атмосферного давления. Такие барометры надежны и имеют небольшие размеры.

Барометр-анероид – это прибор, который предназначается для измерения атмосферного давления механическим способом. Конструктивно анероид состоит из круглой металлической (никель-серебряной или из закаленной стали) коробки с гофрированными (ребристыми) основаниями, в которой, путем откачивания воздуха, создано сильное разрежение, возвратной пружины, передаточного механизма и стрелки указателя. Под действием атмосферного давления: его повышения или понижения, коробка, соответственно, либо сжимается, либо разгибается. При этом, при сжатии сильфонной коробки верхняя прогибающаяся поверхность начинает тянуть прикрепленную к ней пружину вниз, а при понижении атмосферного давления, верхняя часть, наоборот, выгибается и толкает пружину вверх. К возвратной пружине, при помощи передаточного механизма, прикреплена стрелка указателя, которая двигается по шкале, проградуированной в соответствии с показаниями ртутного барометра (Рисунок 2). Стоит отметить, что обычно, на практике, применяется несколько (до 10 шт.) последовательно соединенных тонкостенных гофрированных коробок с разряжением, что увеличивает амплитуду хождения стрелки по шкале.

Рисунок 2. Устройство Барометра-анероида

Барометры-анероиды, благодаря малым размерам и отсутствию жидкости в конструкции, наиболее удобны и портативны; они широко применяются на практике.

К сожалению, барометры подвержены влиянию температуры окружающей среды и изменению упругости пружин с течением времени. Поэтому, современные барометры-анероиды оборудованы дугообразным термометром, или, так называемым компенсатором, который предназначается для внесения поправки показаний прибора на температуру.

Барометра-анероида М-67 – наиболее точный и неприхотливый барометр. Благодаря своим конструкционным особенностям способен работать при температурах от -10 до +50 оС (рисунок 3).

Термометр – прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и так далее. Существует несколько видов термометров:

• жидкостные;

• механические;

• электронные;

• оптические;

• газовые;

• инфракрасные.

Принцип работы электронных термометров основан на изменении сопротивления проводника при изменении температуры окружающей среды.

Электронные термометры более широкого диапазона основаны на термопарах (контакт между металлами с разной электроотрицательностью создаёт контактную разность потенциалов, зависящую от температуры).

Наиболее точными и стабильными во времени являются термометры сопротивления на основе платиновой проволоки или платинового напыления на керамику. Наибольшее распространение получили PT100 (сопротивление при 0 °C — 100Ω) PT1000 (сопротивление при 0 °C — 1000Ω) (IEC751). Зависимость от температуры почти линейна и подчиняется квадратичному закону при положительной температуре и уравнению 4 степени при отрицательных (соответствующие константы весьма малы, и в первом приближении эту зависимость можно считать линейной). Температурный диапазон −200 — +850 °C.

Цифровая метеостанция – это портативный прибор, который получает сводки погоды по специальному радиоканалу. Устройство оборудовано большим электронным дисплеем; на экране отображается температура за окном в режиме «здесь и сейчас», а также прогноз на ближайшие сутки. Кроме того, устройство показывает уровень влажности и атмосферного давления, в некоторых случаях – состояние дорог и прогноз магнитных бурь. Современные метеостанции – это цифровые беспроводные приборы, которые также определяют степень радиационного загрязнения на местности, а также фазы луны, уровень солнечной активности и благоприятность условий для проведения сельскохозяйственных работ. Фактически, всю информацию, которую даёт цифровая метеостанция, можно получить из других источников – радио- и телевизионных передач, новостных сайтов и приложений для мобильных телефонов.