Tổng cục khí tượng-thủy văn Trang 3 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÔN HỌCVườn Khí tượng: Vườn Khí tượng là nơi “phơi sáng”, dụng cụ và cách bố trí lắp đặt dụng cụ trong vườn có ảnh hưởng lớn đ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước Bộ mơn Thủy văn Biến đổi khí hậu THỰC TẬP KHÍ TƯỢNG Giảng viên : Nguyễn Tiến Thành Email : thanhnt@tlu.edu.vn ĐT : 0383928535 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÔN HỌC - Nội dung: Cung cấp kiến thức nguyên lý cấu tạo họat động thiết bị đo đạc; quan trắc chỉnh lý số liệu đo đạc khí tượng Tham quan quan dự báo thời tiết, tìm hiểu thực hành tác nghiệp công tác dự báo thời tiết Thực địa, tham quan loại hình vành đai khí hậu địa điểm chịu ảnh hưởng nặng nề thiên tai - Tài liệu, giáo trình: [1] Hồng Văn Bình (1995) Giáo trình máy khí tượng Tổng cục khí tượngthủy văn [2] Quy phạm quan trắc khí tượng bề mặt, Tiêu chuẩn ngành KTTV, 94TCN, 6-2001 Giới thiệu chung về mơn học Trang 2/38 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MƠN HỌC Vườn Khí tượng: Vườn Khí tượng nơi “phơi sáng”, dụng cụ cách bố trí lắp đặt dụng cụ vườn có ảnh hưởng lớn đến giá trị số liệu + Việc lựa chọn địa điểm đặt trạm nói chung, việc đặt vị trí vườn quan trắc quy hoạch mặt trạm nói riêng phải theo tiêu chuẩn chun mơn tổng cục khí tượng thủy văn quy định, sở quy định tổ chức khí tượng quốc tế + Vườn quan trắc phải đặt nơi quang đãng, có tính tiêu biểu cho vùng đặt trạm, gần vườn khơng có chướng ngại vật ảnh hưởng đến dụng cụ quan trắc, từ số liệu bị hạn chế tính tiêu biểu + Cây cối nhà cửa riêng lẻ, phải cách xa vườn quan trắc nhất 10 lần chiều cao chúng Dãy phố, rừng cây, cơng trình kiến trúc đồ sộ phải cách vườn it nhất 20 lần chiều cao chúng Khoảng cách từ vườn quan trắc đến sơng hồ nhất 100m + Vườn khơng đặt cạnh nhà máy lớn, cạnh lị gạch, lị vơi, đường nhiều xe qua lại, hay gần bến ôtô, khe, vực sâu Tuy nhiên, tùy yêu cầu phục vụ trạm, tiêu chuẩn chọn địa điểm có thay đổi Giới thiệu chung về môn học Trang 3/38 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÔN HỌC Sơ đồ bố trí vườn quan trắc thủ cơng loại (26 m x 36 m) với Sai số kích thước: % CHÚ THÍCH: Hàng rào; Cửa vườn Đường Cột lắp thiết bị đo gió dự phịng Cột lắp thiết bị đo gió hoạt động Mố cáp Lều khí tượng đặt máy tự ghi nhiệt độ độ ẩm khơng khí Lều khí tượng đặt nhiệt kế Cột lắp đặt máy đo mưa tự ghi 10 Cột đặt thùng đo mưa 11 Mốc độ cao 12 Cột lắp máy ghi thời gian nắng 13 Ô quan trắc nhiệt độ đất độ ẩm đất 14 Nhiệt kế lớp tầng sâu 15 Thiết bị đo bốc 16 Máy đo xạ Giới thiệu chung về môn học Trang 4/38 TỞNG QUAN TÌNH HÌNH THIÊN TAI, KHÍ HẬU CỰC ĐOAN Theo Luật Phịng, Chống thiên tai, loại hình thiên tai bao gồm: Bão, áp thấp nhiệt đới, lốc, sét, mưa lớn, lũ, lũ quét, ngập lụt, sạt lở đất mưa lũ dòng chảy, sụt lún đất mưa lũ dòng chảy, nước dâng, xâm nhập mặn, nắng nóng, hạn hán, rét hại, mưa đá, sương muối, động đất, sóng thần loại hình thiên tai khác Tổng quan tình hình thiên tai, khí hậu cực đoan Trang 5/38 TỞNG QUAN TÌNH HÌNH THIÊN TAI, KHÍ HẬU CỰC ĐOAN Tổng quan tình hình thiên tai, khí hậu cực đoan Trang 6/38 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH THIÊN TAI, KHÍ HẬU CỰC ĐOAN Là xuất giá trị cao (hoặc thấp hơn) giá trị ngưỡng yếu tố thời tiết khí hậu, gần giới hạn (hay dưới) dãy giá trị quan trắc yếu tố Để đơn giản, thời tiết cực đoan khí hậu cực đoan gọi chung khí hậu cực đoan Giới thiệu chung về môn học Trang 7/38 GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG Nguyên tắc đo áp suất khí quyển: - Dựa định luật thủy tĩnh (cân trọng lượng) Để chế tạo loại khí áp kế chất lỏng, chất lỏng thường dung thủy ngân Trọng lượng cột thủy ngân cân với áp suất khí - Dựa tính chất đàn hồi vật rắn (cân lực) Sử dụng cân lực đàn hồi nhiều hộp kim loại rỗng với áp lực khơng khí Sự thay đổi áp suất tạo thay đổi độ võng màng hộp => chế tạo áp kế hộp - Dựa vào mối phụ thuộc điểm sôi chất lỏng vào áp śt bên ngồi - Quan trắc khí áp cần thao tác nhanh để số liệu không bị ảnh hưởng sức nóng đèn hay người đứng gần Giới thiệu các thiết bị quan trắc khí tượng Trang 8/38 GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG Nguyên lý hoạt động nhiệt kế chất lỏng: - Dùng đo nhiệt độ hàng ngày, cấu tạo gồm phận chính: Ống vi quản, bầu, thang chia độ - Chất lỏng thường dung thủy ngân rượu Thủy ngân thường dùng nhiều ưu điểm: nhiệt dung nhỏ, độ dẫn nhiệt cao, khơng dính ướt thành vi quản điểm sôi cao Nhược điểm điểm đông đặc cao (-38oC) nên nhiệt kế thủy ngân hạn chế khả sử dụng nhiệt độ thấp Rượu có ưu điểm điểm nóng chảy thấp (-117oC) nên dung để đo nhiệt độ thấp Nhược điểm điểm sôi thấp (78.5oC) rễ bay hơi, không đo nhiệt độ cao, dính ướt thành vi quản nên ảnh hưởng tới độ xác nhiệt kế Giới thiệu các thiết bị quan trắc khí tượng Trang 9/38 GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG - Nhiệt kế tối cao dùng để đo nhiệt độ cao nhất khoảng thời gian nhất định nhiệt kế thủy ngân - Đáy bầu có gắn thủy tinh nhọn lồng vào ơng vi quản (hình 4.2) Và tạo khe hẹp đoạn vi quản chỗ thủy tinh lồng vào Khe hẹp tạo điều kiện giữ số tối cao - Do thủy ngân bầu co lại nên khe hẹp có tượng đứt đoạn cột thủy ngân Nên nhiệt kế cần đặt nghiêng - Khi đo xong cần vảy nhiệt kế Giới thiệu các thiết bị quan trắc khí tượng Trang 10/38 QUY PHẠM, KỸ THUẬT QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG Trình tự quan trắc Trong kỳ quan trắc • Trước trịn 30 phút, chuẩn bị: + Kiểm tra máy, chuẩn bị giản đồ, sổ quan trắc, bút mực, dụng cụ chiếu sáng, phương tiện thông tin + Nêu dự kiến nhận định mã hóa số hạng mục trạng thái mặt đất, tầm nhìn, mây, đặc điểm gió, thời tiết • Trước tròn 15 đến 11 phút: + Quan trắc tuyết(nếu có) + Quan trắc hướng gió, tốc độ gió, đặc điểm gió máy EL, máy gió Tavid máy WRS-91 Trạm có máy Mủno, quan trắc gió trước đọc khí áp kế Quy phạm, kỹ thuật quan trắc khí tượng Trang 24/38 QUY PHẠM, KỸ THUẬT QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG • Trước trịn 10 phút đến trước tròn phút Lần lượt làm việc sau: + Xác định trạng thái mặt đất + Quan trắc nhiệt độ mặt đất lớp đất sâu + Quan trắc mây: lượng mây tổng quan, lượng mây dưới, lượng tường loại mây, loại, dạng, tính mây, dạng phụ mây phụ, mây nguồn gốc, độ cao chân mây + Quan trắc nhiệt độ, độ ẩm không khí, đọc ống bốc Piche, đánh mộc nhiệt ký, ẩm ký + Đổi thùng đo mưa, đánh dấu vũ ký + Xác định tầm nhìn ngang, tượng thời tiết qua Quy phạm, kỹ thuật quan trắc khí tượng Trang 25/38 QUY PHẠM, KỸ THUẬT QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG • Đúng giị trịn + Quan trắc khí áp, kể đọc đánh mốc áp ký, xác định đặc điểm biến thiên khí áp + Đo lượng giáng thủy(nếu có), hồn chỉnh số liệu, thảo mã điện để kịp chuyển tin không chậm phút thứ sau tròn trạm phát báo quốc tế phút thứ sau tròn trạm phát báo nước + Thay giản đồ lên giây đồng hồ máy tự ghi sau quan trắc 7h, không chậm 7h20phút + Các hạng mục: tuyết (nếu có), trạng thái mặt đất, lượng bốc hơi, quan trắc lúc 19 Lượng mứ ghi tổng lượng mưa từ 19 đếm vào quan trắc lúc giờ, tổ lượng mưa từ đến 19 vào quan trắc 19 Quy phạm, kỹ thuật quan trắc khí tượng Trang 26/38 QUY PHẠM, KỸ THUẬT QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG Trong kỳ quan trắc phụ + Tuân theo trình tự mục kỳ quan trắc bản, không đảo lộn thứ tự; hạng mục không quan trắc trọng kỳ quan trắc phụ bỏ qua + Thời gian khơng kéo dài hay rút ngắn, khí áp phải đọc trịn Qui định quan trắc Quan trắc viên phải tuân thủ quy định sau: + Trước quan trắc phải kiểm tra tình trạng thiết bị, dụng cụ, có sai lệch phải chấn chỉnh kịp thời ghi vào sổ quan trắc + Dụng cụ hỏng phải thay, khơng có dự trữ phải báo cáo xin thay + Chỉ ghi điều quan trắc được, cấm bịa số liệu Triệt để tuân thủ trình tự quan trắc, thực việc ấy, không làm sớm, làm chậm, bỏ sót làm sai Quy phạm, kỹ thuật quan trắc khí tượng Trang 27/38 QUY PHẠM, KỸ THUẬT QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG Ghi kết quan trắc: + Kết quan trắc phải ghi vào sổ bảng số liệu theo mẫu Ngành + Các sổ quan trắc phải ghi hạng mục đầu trang tên Trạm, năm, tháng, cấc dẫn dụng cụ quan trắc … + Số liệu ghi vào sổ bút chì đen, chỗ quy định, chữ viết rõ rang Trường hợp cần sửa chữa, không tẩy xóa, gạch số cũ gạch thanh, cho sau gạch đọc số liệu gi số chữa lên góc bên phải phía Quy phạm, kỹ thuật quan trắc khí tượng Trang 28/38 QUY PHẠM, KỸ THUẬT QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG Quy tốn kết quan trắc và lập bảng sớ liệu: + Các số liệu vần tính tốn sau quan trắc Các giản đồ phải quy toán sau thay + Các bảng số liệu phải ghi cập nhật, đủ số lượng, với chất lượng tin cậy Trước gửi Đài Tổng cục, phải kiểm tra kỹ có ý kiến Trưởng Trạm Bảng số liệu thành (tùy theo yêu cầu), gửi Đài vào ngày tháng, kèm theo sổ quan trắc giản đồ + Hàng tháng, trạm phải gửi BCT-2, riêng tháng tháng gửi thêm BCT-3 Đài KTTV khu vực Cục Mạng lưới Quy phạm, kỹ thuật quan trắc khí tượng Trang 29/38 KỸ THUẬT PHÂN TÍCH BẢN ĐỜ Phân tích đồ cần tiết hành theo trình tự: 1/ Vẽ đường front khí 2/ Vẽ điền đường đẳng áp 3/Vẽ điền đường đẳng biến áp (theo giá trị biến áp cuối) 4/ Xác định đánh dấu trung tâm xoáy thuận, xoáy nghịch, khu vực tăng giảm áp 5/ Xác định khoanh vùng khu vực giáng thủy tượng thời tiết bút chì màu Kỹ thuật phân tích bản đồ Trang 30/38 KỸ THUẬT PHÂN TÍCH BẢN ĐỜ Những dấu hiệu front đồ thời tiết mặt đất: 1/ Đường front thường nằm theo trục rãnh thấp (rãnh khuất rõ) Vì rãnh khí áp phải xem xét với quan điểm có front qua trục rãnh 2/ Dọc theo đường front có hội tụ gió: Nếu kếu dài vecto hướng gió hai bên front chúng cắt Trường hợp rãnh khuất gió khơng đổi hướng mà thay đổi tốc đọ gió: sau front lạnh gió mạnh, trước front lạnh gió yếu 3/ Khi qua đường front thường có biến đổi lớn nhiệt, nhiệt độ điểm sương, tầm nhìn xa 4/ Thường biến áp có dấu khác hai bên front: trước front nóng (-), sau front lạnh khu vực biến áp (+) 5/ Dọc đường front hệ thống mây giáng thủy đặc trưng cho loại front Trước front nóng hệ thống mây NS-Á-Cs-Ci giáng thủy dầm, có Cb cho mưa rào Dọc theo front lạnh hệ thống mây đối xứng qua gương so với hệ thống mây front nóng đặc trưng Cb cho mưa rào Gần front cố tù mây giáng thủy thường phân bố hai bên đường front Kỹ thuật phân tích bản đờ Trang 31/38 KỸ THUẬT PHÂN TÍCH BẢN ĐỜ Kỹ thuật phân tích bản đờ Trang 32/38 KỸ THUẬT PHÂN TÍCH BẢN ĐỜ Kỹ thuật phân tích bản đờ Trang 33/38 PHƯƠNG PHÁP HIỆU CHỈNH, CHỈNH LÝ SỚ LIỆU Cách tính hiệu khí áp mực trạm: Trị số đọc khí áp kế đưa khí áp mực trạm cần phải làm hiệu chính: - Hiệu khí cụ: Là hiệu sai số máy so với khí áp kế chuẩn - Hiệu nhiệt độ oC - Hiệu vĩ độ 45o - Hiệu độ cao mực mét - Số hiệu vĩ độ 45o độ cao mét gọi số hiệu gia tốc trọng trường Hai số hiệu kết hợp với số hiệu nhiệt độ oC gọi số hiệu tổng hợp Số hiệu tính sẵn, quan trắc trạm cần tra bảng Sau quan trắc khí áp kế, làm hiệu khí cụ Lấy trị số nhiệt độ phụ thuộc khí áp kế số đọc khí áp kế hiệu khí cụ, tra bảng hiệu khí áp tổng hợp, làm hiệu chính, khí áp mực trạm Phương pháp hiệu chỉnh, chỉnh lý số liệu Trang 34/38 PHƯƠNG PHÁP HIỆU CHỈNH, CHỈNH LÝ SỐ LIỆU Thí dụ: Số đọc nhiệt kế phụ thuộc: 21,3 oC, quy thành 21,5 oC Số đọc khí áp kế: 998,4hPa, số hiệu khí cụ -0,1hPa, trị số thực khí áp kế (998,4hPa - 0,1) = 998,3hPa, quy thành 1000hPa Nhìn cột 1000hPa, dịng 21,5 số hiệu - 5,8 Khí áp mực trạm là: 998,3 - 5,8 = 992,5hPa Chú ý: Khi tra bảng hiệu cần quy phần mười nhiệt độ khí áp kế theo quy tắc sau: * Nhiệt độ có phần mười: 8,9,1,2 quy nhiệt độ trịn gần nhất Thí dụ: 24,8 = 25,0 24,2 = 24,0 Nhiệt độ có phần mười : 3,4,6,7 quy phần mười Thí dụ: 24,3 = 24,5 24,7 = 24,5 * Số đọc khí áp kế quy trịn 10hPa gần nhất Thí dụ: 998,5 = 1000 1014,0 = 1010 Phương pháp hiệu chỉnh, chỉnh lý số liệu Trang 35/38 PHƯƠNG PHÁP HIỆU CHỈNH, CHỈNH LÝ SỐ LIỆU Cách tính khí áp mực biển: Trị số khí áp mực trạm muốn đưa mực mặt biển tính sau: a) Đối với trạm có độ cao < 20 mét, số hiệu mặt biển số, lấy khí áp mực trạm cộng đại số với số hiệu chính, khí áp mực biển b) Những trạm có độ cao > 20 mét, dùng nhiệt độ khơng khí quy độ chẵn khí áp mực trạm quy tròn đơn vị 5hPa, để tra bảng hiệu khí áp rút mực biển Lấy khí áp mực trạm cộng đại số với số hiệu khí áp mực biển, khí áp mực biển Thí dụ: Nhiệt độ khơng khí từ 15,0 đến 16,9 oC quy 16 Oc từ 19,0 đến 20,9 oC quy 20 oC Khí áp mực trạm từ 992,5 đến 997,4hPa quy 995hPa; 1002,6hPa quy 1005hPa c) Các trạm có độ cao cách biển từ 800m đến 2300m, khơng tính khí áp mực biển, mà tính độ cao quy mặt đẳng áp 850hPa, theo mét địa vị Phương pháp hiệu chỉnh, chỉnh lý số liệu Trang 36/38 PHƯƠNG PHÁP HIỆU CHỈNH, CHỈNH LÝ SỐ LIỆU Cách tính biến áp giờ: Xác định biến thiên khí áp cách lấy trị số khí áp mực trạm lúc quan trắc trừ khí áp mực trạm trước Nếu khí áp lúc quan trắc cao khí áp trước, đặc điểm biến thiên khí áp có dấu +, thấp hơn, đặc điểm biến thiên khí áp có dấu - Ngoài xác định mã số đặc điểm biến thiên khí áp qua giản đồ khí áp ký Cách tính biến áp 24 giờ: Tính biến áp 24 qua cách lấy trị số khí áp mực trạm lúc quan trắc trừ trị số khí áp mực trạm trước 24 giờ, xác tới 0,1hPa Phương pháp hiệu chỉnh, chỉnh lý số liệu Trang 37/38 Trang 38/38