 |
Тема Тепловой режим атмосферы
|
|
|
|
Цель работы: изучить устройство и принцип действия метеорологических приборов для определения температуры. Закрепить навыки записи, обработки и анализа наблюдений за температурой воздуха и почвы. Изучить закономерности нагревания воздуха.
Порядок выполнения работы
Часть 1. Температура почвы и воздуха
1. Изучить устройство и принципы действия метеорологических приборов для определения температуры.
2. Выполнить работу «Измерение температуры воздуха и почвы»
3. Провести анализ результатов наблюдений.
I. Напочвенные термометры
1. Сделать отсчет по срочному термометру, ввести в его показания инструментальную поправку из приложенного поверочного свидетельства.
2. Ознакомиться с методикой наблюдений по минимальному термометру. Для этого необходимо охладить его резервуар каким-либо способом (под струей воды). Проследить за движением штифтика во время охлаждения. После охлаждения выждать, пока термометр вновь примет первоначальную температуру. Сделать отсчеты, записать их и ввести поправки.
Таблица 6 – Записи показаний термометров
| Наименование термометра | Показания | Отсчет,°С | Поправка, °С | Исправленная величина, °С |
| Срочный № | 20,1 | +0,1 | 20,2 | |
| Максимальный № | до встряхивания | 35,7 | -0,2 | 35,5 |
| после встряхивания | 20,3 | -0,2 | 20,1 | |
| Минимальный № | штифт | 12,5 | +0,3 | 12,8 |
| спирт | 20,0 | +0,1 | 20,1 | |
| Термометры Савинова | 5 см | |||
| 10 см | ||||
| 15 см | ||||
| 20 см | ||||
| Термометры аспирационного психрометра | сухой | |||
| смоченный |
3. Ознакомиться с методикой наблюдений по максимальному термометру. Для этого необходимо нагреть прибор рукой до 30–35ºС. Выждав 3–4 мин., сделать отсчет и записать; затем взять термометр за середину (резервуаром вниз), сильными движениями руки встряхнуть его несколько раз, пока показания не будут соответствовать показаниям срочного термометра. Сделать отсчет после встряхивания. Данные наблюдений записать в виде таблицы:
|
|
|
II. Термометры Савинова
1. Ознакомиться с устройством коленчатых почвенных термометров Савинова и способом их установки. Уяснить назначение термоизоляционной набивки в нижней части термометрических трубок.
2. Произвести отсчеты и внести в них поправки.
III. Термометры для определения температуры воздуха
1. Ознакомиться с устройством термометров для измерения температуры воздуха (станционный термометр, термометр аспирационного психрометра, термометр-пращ).
2. Произвести отсчет по термометрам аспирационного психрометра, ввести поправки. Полученные данные занести в таблицу.
3. Ознакомиться с устройством психрометрической будки и установкой приборов в ней.
IV.Процессы нагревания почвы, водоемов
1. Рассмотреть следующие вопросы:
а) Тепловой баланс земной поверхности, его формирование, физический смысл.
б) Суточный и годовой ход температуры почвы.
в) Теплофизические характеристики почвы.
г) Закономерности распределения тепла в почве.
д) Влияние рельефа, растительного и снежного покрова на температуру почвы.
Задание 1. Построить, по данным, приведенным в таблице 7, и проанализировать кривые суточного хода температуры поверхности почвы. Показать возможные причины таких различий. Рассчитать среднесуточную температуру почвы и амплитуду температур.
Таблица 7
| Дата | Время, ч. | Ср. t, ºС | Аt, ºС | ||||||||||||
| 1 июля (пасмурно) | |||||||||||||||
| 16 июля (ясно) |
|
|
|
Задание 2. Построить по среднемесячным данным, приведенным в таблице 8, и проанализировать кривые изменения температуры поверхности почвы в теплый период, на разных поверхностях. Объяснить возможные причины таких различий.
Таблица 8
| Поверхность | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X |
| Северный склон | 5,5 | 16,0 | 22,3 | 23,7 | 20,0 | 12,2 | 4,9 |
| Равнина | 9,4 | 18,2 | 23,6 | 25,7 | 22,8 | 16,8 | 6,7 |
| Южный склон | 12,9 | 20,0 | 24,6 | 27,0 | 25,1 | 20,8 | 8,4 |
Задание 3. Рассчитать вертикальный градиент температуры (ºС/см) для каждого слоя почвы (табл. 9), указать его изменения с глубиной и возможные причины различий градиентов температуры двух площадок.
Таблица 9
| Поверхность | Глубина, см | |||
| Оголенная | 24,6 | 21,6 | 20,0 | 19,4 |
| Задернованная | 20,5 | 18,0 | 16,6 | 16,0 |
Задание 4. Проанализировать ход термоизоплет почвы на рис. 11.
| Рисунок 11 – Термоизоплеты почвы (Сухова, 2009) |
Контрольные вопросы
1. Почему в минимальных термометрах в качестве термометрической жидкости используют спирт?
2. Объяснить правила установки почвенных термометров Савинова
3. В каком положении устанавливаются максимальные и минимальные термометры?
4. На какой почве более вероятен заморозок: разрыхленной или уплотненной, сухой или влажной?
5. Почему поверхности крупных водоемов днем (и летом) меньше нагреваются, а ночью (и зимой) меньше охлаждаются, чем суша?
|
|
|
