گزارش کارآموزی ایستگاه هواشناسی اقدسیه و سازمان هواشناسی

گزارش بازدید از ایستگاه هواشناسی اقدسیه

ایستگاه هواشناسی اقدسیه در شمال تهران واقع شده. در اطراف این ایستگاه ساختمانهای مختلف با ارتفاع متفاوت وجود دارد که استاندارد جهانی را در مورد این ایستگاه زیر سوال برده است.

در این ایستگاه مسئول ایستگاه هواشناسی اطلاعات خیلی مختصری در مورد وسایل و ادوات هواشناسی ارائه داد که اینجانب برای تکمیل گزارش مجبور به استفاده از کتابهای مربوط به هواشناسی شده ام. ادوات هواشناسی از قبیل انواع دماسنج ها، دمانگار، بارانسنج، رطوبت سنج، تشعشع نگار و آفتابنگار، تشتک تبخیر و... در محوطه باز ایستگاه هواشناسی قرار داشت و فقط فشار را به دلیل اهمیت آن در داخل اتاق اندازه می گرفتند. تمام این ادوات اطلاعات خود را از طریق کابل وارد کامپیوتر مستقر در اتاق پیش بینی می کنند و توسط برنامه های از قبل تهیه شده برای کامپیوتر، یک گزارش سیتوپتیک تهیه می شود.

در اتاق پیش بینی اقدسیه گزارشات سینوپتیک از 11 ایستگاه هواشناسی موجود در استان تهران «آبعلی و فیروزکوه و کرج و...» وارد این مرکز شده، خطوط هم دما، هم فشار مشخص و با استفاده از عکس ماهواره ای، نقشه های سطح زمین، توده ابر مقایسه نقشه های هواشناسی با هم و... اقدام به پیش بینی هوای استان تهران می نمایند. و نتیجه پیش بینی هواشناسی خود را رأس ساعت مشخص گرینویچ به سازمان هواشناسی مخابره می نمایند.

در داخل اتاق پیش بینی دستگاههای مختلف دریافت اطلاعات ماهواره ای، عکس هوایی، سیستم های کامپیوتری خودکار ثبت و اطلاعات مربوط به دما، رطوبت، میزان باران، جهت و سرعت باد را به صورت 24 ساعته نشان می دهد.

همچنین دستگاه فشارسنجی در منطقه مخصوصی داخل اتاق قرار دارد که مقدار فشار هوای داخل اتاق را بیان می کند. این فشارسنج جیوه ای از نوع کیواست که توضیحات لازم درباره این فشارسنج در صفحات آتی بیان خواهد شد.

حال به توضیح ادوات هواشناسی موجود در ایستگاه هواشناسی اقدسیه می پردازیم.

اندازه گیری دما

مطالعه وضعیت هوا در جهات مختلف و شرایطی که باعث می شود هوا صعود کند از عوامل بسیار مهم در پیش بینی وضع هواست. ولی آنچه بیش از هر عامل دیگری مهم می باشد دمای هواست. برای اندازه گیری دما در سطوح فوقانی جو لازم است از روشهای سنجش از دور استفاده شود اما فعلاً بحث ما در مورد ابزار و ادوات سنجش مستقیم دما در سطح زمین است.

دماسنج معمولی

دمای هوا، توسط دماسنج اندازه گیری می شود. دماسنج یک لوله بسیار باریک شیشه ای مسدود است که در انتهای آن، محفظه ای تعبیه، و از جیوه یا الکل پر شده است (شکل ). در داخل لوله دماسنج، خلا کامل وجود دارد. گرم شدن مخزن باعث گرم شدن جیوه یا الکل و انبساط آن می گردد که در نتیجه مایع داخل مخزن در طول لوله دماسنج بالا می رود، و برعکس با سرد شدن مخزن و متعاقباً سرد شدن مایع در درون لوله مویین سطح مایع پایین می آید. بدنه لوله شیشه ای از بیرون با مقیاس دما مدرج شده است. با مشاهده سطح مایع در داخل لوله دماسنج و قرائت عددی که روی بدنه شیشه نوشته شده است دمای هوا در همان لحظه مشخص می شود (شکل )

برای آنکه دمای قرائت شده از روی دماسنج نشان دهنده دمای واقعی هوا باشد، باید دما سنج ها از تابش مستقیم خورشید، تشعشع آسمان و زمین و اجسام اطراف خود مصون باشند. علاوه بر مسئله فوق باید توجه داشت که جریان هوا با تهویه کافی از روی دماسنج ها عبور نماید تا آنکه دمای اندازه گیری شده بتواند دمای هوای آزاد را نشان دهد. دو روش برای این منظور بکار می رود.

الف – استقرار دماسنج ها در داخل جعبه پناهگاه هواشناسی با تهویه کامل طبیعی.

ب- دماسنج های مستقر در محفظه با روکش فلزی درخشنده همراه با تهویه مصنوعی.

در هر حال دستگاه باید در موقعیتی نصب گردد که اندازه گیری انجام شده با اطمینان نشان دهنده دمای هوای منطقه باشد.

خاک منطقه ای که دماسنج ها در آن نصب می شوند باید هر قدر که ممکن است دارای علف های کوتاه باشد و اگر چنانچه زمین محوطه ایستگاه برای روئیدن علف مساعد نیست باید محوطه طوری انتخاب گردد که حالت طبیعی زمین حفظ شود.

دماسنج حداقل

در این نوع دماسنج ها از الکل اتیلیک بیرنگ و خالص استفاده می شود. یک سوزن آهنی به طول یک سانتیمتر (INDEX) در داخل الکل لوله موئین شناور است. هنگام ازدیاد دما الکل براحتی می تواند از اطراف سوزن عبور کند بدون آنکه به آن حرکتی دهد ولی در موقعی که دما کاهش می یابد، تا قبل از تماس سطح مقعر الکل در لوله موئین با سوزن، حرکتی در سوزن دیده نمی شود اما بعد از اینکه سوزن با سطح خارجی (سطح تعقر) ستون الکل اتصال پیدا کرد، نشانه فلزی یال سنجاقک در اثر خاصیت کشش سطحی به طرف مخزن کشیده می شود. این حرکت تا کمترین میزان دما ادامه می یابد و از آن به بعد در نقطه حداقل (دما). سوزن ثابت می ماند باین ترتیب در سمت راست سوزن (جهت مخالف مخزن) با درجات مربوطه می توان حداقل دما را قرائت نمود. پس از آن برای شروع بکار مجدد، دماسنج حداقل تنظیم (SET) می گردد. برای انجام این امر مخزن دماسنج را به طرف بالا به طور عمودی نگه می دارند تا سوزن پائین آمده و به انتهای ستون الکل برسد. در این هنگام بدون اینکه سوزن حرکت کند، دماسنج را در جای خود قرار می دهند. شکل وضع سنجاقک را پس از آماده شدن دما سنج نشان می دهد.

دماسنج ماکزیمم

برای تعیین دمای حداکثر مورد استفاده قرار می گیرد. اساس کار این دماسنج ها مانند دماسنج جیوه ای معمولی است، با این تفاوت که مجاور مخزن در لوله موئین یک فشردگی و یا زائده ای در مخزن ایجاد می کنند و این فشردگی یا زائده طوریست که در موقع ازدیاد دما جیوه می تواند از آن عبور کند و بداخل لوله موئین جریان یابد، ولی در موقع کاهش دما مانع برگشت جیوه به مخزن می گردد. (شکل )

طریقه آماده سازی دماسنج ماکزیمم

در ابتداء دمای بیشینه را قرائت نموده، آنگاه دماسنج را از جایش برداشته و مانند دماسنج طبی به شدت از بالا به طرف پائین حرکت داده تا جیوه داخل موئین به مخزن برگردد. در هنگامیکه دماسنج را سر جایش قرار می دهیم باید دمایش مساوی دمای دماسنج خشک باشد. دماسنج حداکثر در داخل جعبه پناهگاه هواشناسی طوری نصب می گردد که مخزن آن به طرف پائین بوده و با سطح افق یک زاویه ده درجه بسازد. شکل

دماسنج خشک

این دماسنج یکی از ساده ترین دماسنجهای مایعی است که برای اندازه گیری دمای آنی یا لحظه ای در ایستگاه های هواشناسی مورد استفاده قرار می گرد. مایع یا عنصر حساس آن عموماً از جیوه انتخاب شده و به وسیله پایه مخصوصی به طور عمودی در داخل پناهگاه در ارتفاع 200-125 سانتیمتری از سطح زمین قرار داده می شود.

دماسنج تر

این دماسنج شبیه به دماسنج خشک بوده با این تفاوت که دور مخزن انرا پارچه نازک (موسیلین) هیدروفیله پیچیده و انتهای این فتیله پارچه ای در داخل ظرف کوچکی که پر از آب مقطر است قرار دارد. بدینوسیله سطح مخزن دماسنج همیشه مرطوب نگهداشته می شود. هر قدر هوا خشک تر باشد عمل تبخیر آب سطح خارجی مخزن دماسنج سریع تر انجام گرفته و باعث پائین آمدن دما خواهد شد زیرا عمل تبخیر گرماگیر است. اما در هوای مرطو.ب میزان تبخیر کمتر بوده و ارقام بدست آمده از دماسنج تر و خشک نزدیک بهم خواهند بود. با استفاده از این دماسنج ها رطوبت نسبی و دمای نقطه شبنم محاسبه می گردد شکل طرز قرار گرفتن این دماسنج را نشان می دهد.

در درجات زیر صفر ایجاد قشر نازکی از یخ در سطح مخزن دماسنج ضروری به نظر می رسد.

دماسنج های عمق خاک

اندازه گیری درجه حرارت خاک در اعماق 5، 10، 20، 30، 50 و 100 سانتیمتری برای مطالعات کشاورزی حائز اهمیت می باشد. برای اعماق 5، 10، 20، 30 سانتیمتر، از دماسنج های خمیده استفاده می شود. مخزن این دماسنج ها با صفحه مدرج آن زاویه ای در حدود 45 تا 90 درجه می سازد. شکل در داخل خاک نصب می گردد. صفحه مدرج در نیمکره شمالی رو به شمال قرار می گرد و برای دماسنج های اعماق 50 تا 100 سانتیمتر از غلاف استفاده می شود شکل طرز استقرار آن ها را نشان می دهد.

انواع دمانگارها

دمانگارها بر اساس ساختمان عنصر حساس شان انواع مختلف دارند که عبارتند از دمانگار نوع دو فلزی (بی متال)، دمانگار با مقاومت الکتریکی، دمانگار با محفظه فولادی و جیوه ای. دمانگار بوردون و غیره.

دمانگار دو فلزی (بی متال): در این نوع دمانگار عنصر حساس به شکل نوار یا تیغچه مارپیچی است که خود از دو فلز انبساط طولی مختلف تشکیل شده است. این دو فلز را برروی هم قرار داده و اطراف آنها را کاملاً لحیم کرده و به شکل نوار یا تیغه مارپیچی درست می کنند. جنس این دو فلز یکی آلیاژی است از نیکل و آهن به نسبت 3/1 نیکل و 3/3 آهن که ضریب انبساط این آلیاژ خیلی کم است و فلز دیگر از فولاد انتخاب می شود و آن که ضریب انبساط آن بیشتر است داخل تحدب قرار می دهند. هنگامیکه دما بالاتر می رود هر دو صفحه مزبور انبساط می یابند و چون صفحه داخلی بیشتر از صفحه خارجی منبسط می شود. در نتیجه تحدب نوار یا تیغه تغییر می کند و این تغییر به وسیله اهرمها به قسمت های ثبات منتقل می گردد.

دماسنج حداقل زمین

برای تعیین حداکثر تشعشع سطح زمین در شب، بخصوص از نقطه نظر یخبندان در زمین های کشاورزی و باند فرودگاه ها، اندازه گیری دمای هوای مجاور زمین ضروری است و برای این منظور می توان از دماسنج حداقل معمولی استفاده نمود. این دماسنج در روی دوپایه مخصوصی که به شکل حرف لاتین Y ساخته شده به طور افقی در فاصله پنج سانتیمتری از سطح زمین نصب می گردد.

دمانگار

دستگاه های ثبات هواشناسی برای ثبت مداوم و پیوسته میزان عناصر جوی مورد استفاده قرار می گیرند. از جمله این دستگاه ها، دمانگار است که منحنی نمایش تغییرات دمای هوا را در شبانه روز به طور پیوسته رسم می کند و معمولاً از سه قسمت اصلی زیر تشکیل می شوند.

الف- عنصر حساس که در اثر دما تغییر شکل می دهد.

ب- قطعات رابطه که از تعدادی اهرم و محورهای انتقال دهنده تشکیل گردیده است.

ج- قسمت های ثبات

قسمت های ثبات به شرح زیر می باشند:

1- ساعت: که ساختمان آن تقریباً مشابه ساعت های معمولی است. تشکیلات ساعت در داخل استوانه فلزی قرار دارد و ساعت همراه استوانه دوار بگردش در می آید. مدت زمان گردش ممکن است یکبار در هفته و یا در ماه باشد.

2- نقشه مدرج یا گراف. که به خطوط موازی و افقی و منحنی های موازی و قائم مدرج است. فاصله دو خط افقی برابر با واحد حرارت است. فاصله دو منحنی قائم، واحد زمان را نشان می دهد. انحنای منحنی های زمان مربوط به شعاع طول سر قلم تا محورش می باشد.

اندازه گیری تابش خورشید

تابش خورشید در رشد گیاهان و رندگی انسان و حیوانات نقش بسیار مهمی داشته و در کشاورزی و صنعت بوجود نور بیش از پیش نیاز است. معمولاً از دو نوع وسیله برای اندازه گیری تابش خورشید استفاده یم شود. اولین سری دستگاه هایی است که فقط طول ساعات آفتابی را ثبت می کند، بنام آفتاب نگار. دومین سری دستگاههایی است که مقدار شدت تشعشع خورشید را اندازه گیری و ثبت می نمایند و بنام تشعشع نگار نامیده می‌شوند.