Bài giảng thiết bị đo độ cao chân mây

Bài THIẾT BỊ ĐO ĐỘ CAO CHÂN MÂY – QUAN TRẮC MÂY Khái niêm Định nghĩa: mây sản phẩm nước khí quyển, tạo thành giọt nước, tinh thể băng hay hỗn hợp hai Nội dung quan trắc mây bao gồm: Xác định lượng mây (phần bầu trời bị mây bao phủ) Loại mây Tính mây Dạng phụ Mây phụ Độ cao chân mây Hướng tốc độ di chuyển mây Khái niêm Dạng, tính, dạng phụ, mây phụ mây nguồn gốc + Mỗi loại mây có dạng , tính, dạng phụ, mây phụ mây có nguồn gốc khác + Mỗi loại mây có dạng mây + Nhưng dạng mây lai chung cho nhiều loại mây + Mỗi loai mây có đặc điểm độ suốt, cách xếp phần tử … gọi TÍNH Đại cương quan trắc mây Các dạng mây bản: Họ 1: bao gồm đám mây tầng cao, có độ cao chân mây km Họ 2: bao gồm đám mây tầng trung độ cao chân mây từ đến km Họ 3: bao gồm đám mây tầng thấp độ cao chân mây 2km Họ 4: bao gồm đám mây phát triển mạnh theo chiều thẳng đứng Chân mây tầng đỉnh mây tầng cao Đại cương quan trắc mây Họ 1: bao gồm đám mây tầng cao, có độ cao chân mây km Tên mây Ti Tên quốc tế Cirruus Kí hiệu Ci Ti tích Cirrocumulus Cc Ti tầng Cirrotratus Cs Hình ảnh Đại cương quan trắc mây Họ 2: bao gồm đám mây tầng trung độ cao chân mây từ đến km Tên mây Trung tích Tên quốc tế Altocumulus Trung tầng Altostratus Kí hiệu Ac As Hình ảnh Đại cương quan trắc mây Họ 3: bao gồm đám mây tầng thấp độ cao chân mây 2km Tên mây Tầng Tên quốc tế Stratus Kí hiệu St Tầng tích Stratocumulus Sc Vũ tầng Ns Nimbostratus Hình ảnh Đại cương quan trắc mây Họ 4: bao gồm đám mây phát triển mạnh theo chiều thẳng đứng Chân mây tầng đỉnh mây tầng cao Tên mây Tên quốc tế Kí hiệu Trung tích Altocumulus Ac Trung tầng Altostratus As Hình ảnh Mây ti Cirrus (ci) • Mây riêng biệt, hình sợi trắng mịn đám mây dải trắng Mây có dạng sợi giống tóc ánh mịn tơ Mây ti tích Cirrocomulus (Cc) • Đám, lớp mây mỏng trắng, bóng, gồm phần tử nhỏ hình dạng hạt, nếp nhăn Kết hợp với hay riêng biệt xếp đặn nhều hay ít, đa số phần tử có bề rộng biểu kiến nhỏ 10 Đại cương quan trắc mây Hệ thống Mây front + Hệ thống mây front nóng lạnh Do không khí lạnh chuyển động nhanh không khí nóng Hình chia thành loại: Loại 1: Hệ thống mây front lạnh loại 1: Tầng duới: St (Sc),Ns Bức tường mây Cb Tầng giữa: As Đại cương quan trắc mây Hệ thống Mây front + Hệ thống mây front nóng lạnh Loại 2: Hệ thống mây front lạnh loại 2: Do không khí lạnh mạnh Tầng duới: Sc,Cu Bức tường mây Cb Tầng giữa: Ac Đại cương quan trắc mây 6.Hệ thống Mây hình sóng Mây hình sóng có dạng lớp kéo dài theo phương nằm ngang dải, luồng, cuộn mây … + Tầng cao: Cc + Tầng trung: Ac + Tầng thấp: Sc Bề dày vài trăm mét Đại cương quan trắc mây Mây loạn lưu gây - Nếu không khí gần bão hòa: dẫn tới hình thành mây Trong trường hợp hình thành mây vũ tầng, vũ tích - Nếu xáo trộn loạn lưu xảy lớp khí có tầng kết nhiệt ổn định Trong TH loại mây As, Sc, St II THIẾT BỊ ĐO ĐỘ CAO CHÂN MÂY Đo độ cao chân mây xác định giới hạn mây mực trạm Độ cao chân mây xác định mắt thiết bị đo 2.1 Đo độ cao chân mây cầu buộc Đo độ cao chân mây cầu buộc thường dùng trường hợp quan trắc mây tầng thấp Qủa cầu buộc vào sợi dây quay mạnh quanh trục quay Dùng kính kinh vĩ hay dụng cụ đo góc người ta xác định góc () mặt phẳng chân trời dây buộc cầu Khi độ cao chân mây xác định theo công thức: H = L.sin L: độ dài sợi dây Phương pháp thường dùng khí tượng hàng không II THIẾT BỊ ĐO ĐỘ CAO CHÂN MÂY 2.2 Đo độ cao chân mây gió cao cầu bay Dùng bóng cao su bơm đầy khí hydro sau thả cho bóng bay tự không khí Tốc độ thăng bóng xác định theo công thức: V = 60aSqrt(A)/c (m/phút) Trong đó: a hệ số phụ thuộc vào lực nâng tự do, A lực nâng tự do, c chu vi cầu Dùng kính kinh vĩ hay ống nhòm quan sát cầu bay tự do, qua đồng hồ bấm giây biết thời gian từ thả cầu cầu vào mây độ cao chân mây H theo công thức: H = V.t đó, V tốc độ thăng cầu (m/phút); t thời gian từ lúc thả bóng tới bóng vào mây (phút) II THIẾT BỊ ĐO ĐỘ CAO CHÂN MÂY 2.2 Đo độ cao chân mây gió cao cầu bay Việc quan trắc tiến hành theo quy trình, quy phạm định phải dừng lại bóng đã: -Bóng bay khuất vào mây -Bóng bị vỡ Bóng bị mây che không nhìn thấy sương mù, khói, giáng thuỷ bị nhoà vào phông Trong trường hợp quan trắc độ cao chân mây vào buổi tối người ta buộc cầu đèn điện nhỏ nhấp nháy Do xác định tốc độ thăng phải trừ trọng lực đèn (sức cản đèn vào khoảng 6%) II THIẾT BỊ ĐO ĐỘ CAO CHÂN MÂY 2.3 Đo độ cao chân mây đèn chiếu Đèn đặt khung hình chữ U Các trục xoay nghiêng góc 63026’ Nếu đèn chiếu độ cao chân mây khí cụ đo độ nghiêng (vòng ngắm chuẩn) đặt đầu đối đường đáy B Chùm sáng chiếu nghiêng góc b Vòng ngắm chuẩn quan trắc vệt sáng mây góc a II THIẾT BỊ ĐO ĐỘ CAO CHÂN MÂY 2.3 Đo độ cao chân mây đèn chiếu B = B’ + B’’ B’’ =B - B’ B’ = H.cotgb H = B’’tga Do đó: H = (B - B’)tga = (B - Hcotgb)tga Hay: H(1 + cotgb.tga) = Btga Như ta có: H= Btga  cotgb.tga b = 63026’; cotgb = 0,5 phương trình viết lại dạng: H= 2Btga  tga Đèn chiếu đo độ cao chân mây lại dùng vào ban đêm II THIẾT BỊ ĐO ĐỘ CAO CHÂN MÂY 2.4 Đo độ cao chân mây vô tuyến điện Nguyên lí hoạt động máy: Một dãy xung ánh sáng cường độ cao thu khe phóng điện hai điện cực wonfram (3) thông qua phóng điện tụ điện 0,2F nạp điện tới điện 7,2KV Tần số dãy xung kiểm tra tầng điện tử phần đơn vị chuyển đổi (13) Nhờ hội tụ xung ánh sáng gương parabol (5) chùm sáng hẹp, độ mở nhỏ, cường độ cao hướng thẳng đứng tới mây II THIẾT BỊ ĐO ĐỘ CAO CHÂN MÂY 2.4 Đo độ cao chân mây vô tuyến điện Nguyên lí hoạt động máy: Các xung ánh sáng tán xạ ngược trở lại giọt nhỏ mây gương barapol (11) gom lại hội tụ tế bào quang điện Một dãy xung điện thu nhận đầu tế bào quang điện (10) Các xung khuếch đại tầng điện tử máy thu (12) Các xung video thu đơn vị chuyển đổi (13) so sánh với xung quét đưa tới kết việc truyền xung ghi đưa tới dụng cụ ghi III Quan Trắc mây -Lưu ý: + Khi quan trắc cần đứng nơi cố định, nhìn thấy bầu trời + Phải theo dõi liên tục bầu trời, kết hợp với diễn biến mây, kết hợp với tượng thời tiết để xác định mây Quan trắc mây cần làm công việc sau: + Quan trắc lượng mây tổng quan: - ước lượng phần bầu trời bị mây che phủ - Không phân biệt mây trên, dưới, - Tính theo phần 10 bầu trời + Ước lượng phần bầu trời bị mây che phủ + Ước lượng phần bầu trời bị mây che phủ + Xác định loại mây, loại mây nhiều nhất, xác định dạng mây, tính mây, dạng phụ, mây phụ, mây có nguồn gốc … + Quan trắc độ cao chân mây: ghi độ cao chân mây < 2500m + Ghi kết quan trắc mây vào sổ Ví dụ Tên mây (mây Tầng tích) Tổng quan mây bao phủ bầu trời Tổng quan mây bao phủ bầu trời 9/5 Sc str un 1500m Ci spi Dạng mây (mây thành lớp) Tinh mây (tế quang, sóng) Độ cao chân mây Dạng mây (tơ sợi dày) Dạng mây (mây Tầng tích) Ví dụ KÕt thóc [...]... trong mây độ cao chân mây H theo công thức: H = V.t trong đó, V là tốc độ thăng của quả cầu (m/phút); t là thời gian từ lúc thả bóng tới khi bóng vào trong mây (phút) II THIẾT BỊ ĐO ĐỘ CAO CHÂN MÂY 2.2 Đo độ cao chân mây và gió trên cao bằng cầu bay Việc quan trắc được tiến hành theo quy trình, quy phạm nhất định và chỉ phải dừng lại khi bóng đã: -Bóng bay khuất vào mây -Bóng bị vỡ Bóng bị mây che... cao chân mây là xác định giới hạn dưới của mây trên mực trạm Độ cao chân mây được xác định bằng mắt hoặc bằng thiết bị đo 2.1 Đo độ cao chân mây bằng cầu buộc Đo độ cao chân mây bằng cầu buộc thường được dùng trong trường hợp quan trắc mây tầng thấp Qủa cầu được buộc vào một sợi dây quay mạnh quanh một trục quay Dùng kính kinh vĩ hay dụng cụ đo góc người ta xác định được góc () giữa mặt phẳng chân. .. mặt phẳng chân trời và dây buộc cầu Khi đó độ cao chân mây được xác định theo công thức: H = L.sin L: độ dài của sợi dây Phương pháp này thường được dùng trong khí tượng hàng không II THIẾT BỊ ĐO ĐỘ CAO CHÂN MÂY 2.2 Đo độ cao chân mây và gió trên cao bằng cầu bay Dùng quả bóng cao su được bơm đầy khí hydro sau đó thả cho quả bóng bay tự do trong không khí Tốc độ thăng của quả bóng được xác định theo... cuộn mây … + Tầng cao: Cc + Tầng trung: Ac + Tầng thấp: Sc Bề dày chỉ vài trăm mét Đại cương về quan trắc mây 7 Mây do loạn lưu gây ra - Nếu không khí gần bão hòa: cũng dẫn tới hình thành mây Trong trường hợp này hình thành mây vũ tầng, vũ tích - Nếu xáo trộn loạn lưu xảy ra trong 1 lớp khí quyển có tầng kết nhiệt ổn định Trong TH này loại mây có thể là As, Sc, St II THIẾT BỊ ĐO ĐỘ CAO CHÂN MÂY Đo độ cao. .. mưa rào Khi đám mây chưa xác định rõ giữa Cu và Cb thì nếu có chớp hoặc dông thì xác định là Cb Đại cương về quan trắc mây 2 Dạng, tính, dạng phụ, mây phụ và mây nguồn gốc Đại cương về quan trắc mây 2 Dạng, tính, dạng phụ, mây phụ và mây nguồn gốc Đại cương về quan trắc mây 2 Dạng, tính, dạng phụ, mây phụ và mây nguồn gốc Đại cương về quan trắc mây 2 Dạng, tính, dạng phụ, mây phụ và mây nguồn gốc Đại... Đại cương về quan trắc mây 2 Dạng, tính, dạng phụ, mây phụ và mây nguồn gốc Đại cương về quan trắc mây 3 Các loại mây xuất hiện theo mùa: Mùa nóng là: St, Sc và phần dưới của các đám mây tích hoặc vũ tích Cu, Cb Mùa lạnh: Các loại mây thường gặp là Ns, Ac, Cb Đại cương về quan trắc mây 4 Mây đối lưu nhiệt Mây đối lưu nhiệt hay mây phát triển theo phương thẳng đứng là những khối mây riêng biệt Kích thước... loại: + Hệ thống mây front nóng + Hệ thống mây front lạnh Đại cương về quan trắc mây 5 Hệ thống Mây front + Hệ thống mây front nóng Do không khí nóng chuyển động nhanh hơn không khí lạnh Hình thế này hình thành 1 lớp mây dài kéo dọc theo front khoảng 700-900km Hệ thống mây ở hình thế này: Tầng duới: Ns Tầng giữa: As Tầng cao: Cs,Ci Đại cương về quan trắc mây 5 Hệ thống Mây front + Hệ thống mây front nóng... chuyển động nhanh hơn không khí nóng Hình thế này chia thành 2 loại: Loại 1: Hệ thống mây front lạnh loại 1: Tầng duới: St (Sc),Ns Bức tường mây Cb Tầng giữa: As Đại cương về quan trắc mây 5 Hệ thống Mây front + Hệ thống mây front nóng lạnh Loại 2: Hệ thống mây front lạnh loại 2: Do không khí lạnh mạnh Tầng duới: Sc,Cu Bức tường mây Cb Tầng giữa: Ac Đại cương về quan trắc mây 6.Hệ thống Mây hình sóng Mây. .. mây Sc cho mưa với cường độ nhỏ Mây tầng – Status (St) • Lớp mây thường màu xám, chân mây khá đồng nhất, thường cho mưa phùn, có thể mưa phùn tinh thể đá hoặc tuyết hạt Khi mặt trời thấy được qua mây, vành mặt trời được phân biệt rõ rang St không có hiện tượng quầng, trừ khi nhiệt độ rất thấp Đôi khi St thể hiện dưới dạng những đám mây tơi tả Mây vũ tích Cumulonimbus - Cb • Mây lớn và đặc, phát triển... này tỏa thành hình đe, hoặc bó lúa Dưới chân mây này rất tối, thường có mây thấp rách xác xơ Mây Cb thường cho dong chớp nhiều khi kem mưa rào Mây tích – Cumulus – Cu • Mây riêng biệt, thường đặc và bờ ngoài rõ ràng, phát triển theo phương thẳng đứng thành hình đồi, vòm tròn hoặc tháp mà phần trên thường phình ra Phần mây được mặt trời chiếu luôn trắng xóa, chân mây tương đối đen và khá bằng Đôi khi