Дъждомер — как работи, видове и измерване на валежите

Научете всичко за дъждомера: как работи, видове (накланящ сифон, кофа, автографски), методи и точни измервания на валежите за метеорология и хидрология.

Дъждомерът е инструмент, използван от метеоролози и хидролози за измерване на валежите (напр. дъжд, сняг, градушка или сняг) за определен период от време. Обикновено се измерва в милиметри. Дъждомерът е метеорологичен инструмент за определяне на дълбочината на валежите (обикновено в мм), които се случват върху единица площ (обикновено един квадратен метър), и по този начин се измерва количеството на валежите. Един милиметър измерени валежи е еквивалентен на един литър валежи на квадратен метър.

Обикновено конусовидната фуния от мед или полиестер със стандартни размери позволява дъждовната вода да се събира в затворена бутилка или цилиндър за последващо измерване. Измервателният уред се поставя на открито, като ръбът на фунията е на височина до 30 cm над повърхността на земята. Някои измервателни уреди са калибрирани така, че да позволяват директно отчитане на количеството валежи; при други то трябва да се изчисли от дълбочината на водата в контейнера и размерите на фунията.

Вторият тип дъждомер е автографският дъждомер, който може да бъде от типа на накланящ се сифон или накланяща се кофа. Записващата диаграма на автографския дъждомер е монтирана на барабан, който се задвижва с часовников механизъм и обикновено се завърта около вертикална ос веднъж на ден. При дъждомера с накланящ се сифон дъждовната вода в колектора измества поплавъка, така че маркиращата писалка, прикрепена към поплавъка, прави непрекъсната следа върху хартията. Двете кофи в дъждомера с накланяща се кофа почиват на шарнир, така че когато в едната кофа падне 0,2 (или 0,5 mm) дъжд, тя се накланя под действието на гравитацията, изпразва дъждовната вода и позволява на другата кофа да започне да събира. По време на накланянето се затваря електрически ключ, който задейства намиращо се наблизо автографско записващо устройство, за да регистрира всяко "накланяне", като по този начин се получава сравнително непрекъснат запис на валежите, а в по-сложна форма - дори на интензивността на валежите. Дъждомерите трябва да бъдат разположени на възможно най-представително място, но изборът на място е труден, тъй като много валежи са силно агрегирани. Крал Седжонг Велики е човекът, който въвежда дъждомера в света. Този инструмент има своите предимства и недостатъци.

Как работи дъждомерът

Принципът на работа зависи от типа уред, но в основата си всички дъждомери събират падналата вода в определен обем и измерват нейния еквивалент като дебелина на слой върху единица площ (мм). Стандартното съотношение е: 1 mm валежи = 1 L вода на 1 m².

Основни видове дъждомери

• Ръчен (стандартен) дъждомер – конусовидна фуния, която насочва водата в мерителен цилиндър или бутилка. Подходящ за основни наблюдения, евтин и лесен за използване.
• Накланяща се (tipping bucket) кофа – автоматичен уред, при който кофи се обръщат при достигане на определено количество (често 0.2 или 0.5 mm на "накланяне"). Всяко накланяне се брои електронно, което позволява регистрация на интензивността и общото количество.
• Сифонен (сифонен автографски) дъждомер – поплавък и писалка записват непрекъснато на барабан, добър за дългосрочни записи и анализ на интензивността.
• Везнов дъждомер (weighing gauge) – измерва масата на събраната вода възможно най-точно и дава непрекъснат сигнал. Подходящ за смесени и снежни валежи, по-точен при нетипични условия, но по-скъп и изисква повече грижи.
• Оптичен/дисдрометър – използва лазери или инфрачервени лъчи, за да измери размера и скоростта на капките, от което се извежда интензивността на валежите и разпределението на капкоразмера.
• Радар и сателитни методи – дават пространствено обхватни оценки на валежите и се използват за наблюдение на големи райони; често се калибрират с наземни дъждомери.

Поставяне и поддръжка

• Изберете открито, представително място – далеч от сгради, дървета и други прегради; общо практическо правило е разстоянието до най-близкия обект да бъде поне 4 пъти височината му.
• Фунията на стандартните дъждомери обикновено се поставя на височина около 30 cm над земята (в зависимост от типа уред и предписанията на производителя).
• Проверявайте и почиствайте редовно фунията и контейнера от листа, отломки и насекоми; особено важно след бури.
• Проверявайте нивелацията (устройството трябва да е равномерно), уплътненията и електрическите връзки при автоматичните уреди.
• За райони със сняг и лед се предвиждат нагряване или защитни решения, за да не се блокира оттичането.
• Калибрирайте уреда периодично според инструкциите на производителя или местните стандарти.

Чести грешки и ограничения

• Подлъхване от вятър (wind undercatch) – вятърът може да отклонява падащите капки, което води до подценяване на валежите.
• Разпръскване и пръски – при силен интензитет по-големи капки могат да пръснат и да не попаднат в съда.
• Изпарение и влажни загуби – при ръчно отчитане част от водата може да се изпари преди измерване.
• Отлагания и замръзване – при лед или сняг отчитането може да бъде неточно без подходяща обработка (топене, корекция).
• Агрегиране на валежите – валежите могат да варират силно на кратки разстояния, което затруднява представителност на едно място.

Приложения

• Хидрология и управление на водни ресурси (запълване на язовири, управление на депа и напояване).
• Метеорология и климатология – за дългосрочни климатични записи и анализ на екстремни събития.
• Селско стопанство – планиране на напояване и защита срещу градушка.
• Предупреждение и моделиране на наводнения и урбанистично оттичане.

Кратка историческа справка

В Източна Азия първите регистрирани и систематизирани дъждомери датират от епохата на династията Чосон (XV век). Под патронажа на Крал Седжонг Велики и с приносите на изобретателя и инженер Jang Yeong-sil в Корея е създаден инструмент за измерване на валежите, известен като "Cheugugi". Този исторически напредък допринася за системното наблюдение на климата в региона.

Предимства и недостатъци

• Предимства: сравнителна простота (особено при ръчните и накланящите се кофи), възможност за автоматично наблюдение, директно измерване в полезни единици (мм) и добра интеграция в мрежи за мониторинг.
• Недостатъци: чувствителност към вятър, нужда от редовна поддръжка и калибрация, по-високи разходи за по-точни и комплексни системи (везни, дисдрометри) и ограничения при измерване на смесени/замръзнали валежи без допълнителна обработка.

Практически съвети

• За по-точни автоматични измервания използвайте комбинирани системи (напр. накланяща се кофа + везнов уред) или калибрирайте резултатите с локален везнов датчик.
• Записвайте времето на измерванията и поддържайте лог за почистване и калибрация, за да гарантирате качеството на данните.
• При анализ на данни вземайте предвид възможните систематични грешки (ветрови загуби, изпарение, топене на сняг) и при нужда нанасяйте корекции.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява дъждомерът?

В: Как работи дъждомерът?

Въпрос: Кой въвежда дъждомера?

В: Какви са някои предимства/недостатъци, свързани с използването на този инструмент?

Търсене по буква