Qué (quién) es Термометры метеорологические - definición

группа термометров жидкостных (См. Термометр жидкостный) специальной конструкции, предназначенных для метеорологических измерений главным образом на метеорологических станциях. Различные Т. м. в зависимости от назначения отличаются размерами, устройством, пределами измерений и ценой деления шкалы.

Для определения температуры и влажности воздуха пользуются ртутными психрометрическими Т. м. в стационарном и аспирационном Психрометре. Цена их деления 0,2 °С; нижний предел измерения -35 °С, верхний 40 °С (или соответственно -25 °С и 50 °С). При температурах ниже -35 °С (вблизи точки замерзания ртути) показания ртутного Т. м. становятся ненадёжными; поэтому для измерения более низких температур пользуются низкоградусным спиртовым Т. м., устройство которого аналогично психрометрическому, цена деления его шкалы 0,5 °С, а пределы измерений варьируют: нижний -75, -65, -60 °С, а верхний 20, 25 °С.

Для измерения максимальной температуры за некоторый промежуток времени применяется ртутный максимальный Т. м. Цена деления его шкалы 0,5 °С; пределы измерения от -35 до 50 °С (или от -20 до 70 °С), рабочее положение почти горизонтальное (резервуар слегка опущен). Показания максимальных значений температуры сохраняются благодаря наличию в резервуаре 1 (рис. 1) штифта 2 и вакуума в капилляре 3 над ртутью. При повышении температуры избыток ртути из резервуара вытесняется в капилляр через узкое кольцеобразное отверстие между штифтом и стенками капилляра и остается там и при понижении температуры (так как в капилляре вакуум). Таким образом, положение конца столбика ртути относительно шкалы соответствует значению максимальной температуры. Приведение показаний термометра в соответствие с температурой в данный момент производят его встряхиванием. Для измерения минимальной температуры за некоторый промежуток времени используются спиртовые минимальные Т. м. Цена деления шкалы 0,5 °С; нижний предел измерений варьирует от -75 до -41 °С, верхний от 21 до 41 °С. Рабочее положение Т. - горизонтальное. Сохранение минимальных значений обеспечивается находящимся в капилляре 1 (рис. 2) внутри спирта штифтом - указателем 2. Утолщения штифта меньше внутреннего диаметра капилляра; поэтому при повышении температуры спирт, поступающий из резервуара в капилляр, обтекает штифт, не смещая его. При понижении температуры штифт после соприкосновения с мениском столбика спирта перемещается вместе с ним к резервуару (так как силы поверхностного натяжения плёнки спирта больше сил трения) и остаётся в ближайшем к резервуару положении. Положение конца штифта, ближайшего к мениску спирта, указывает минимальную температуру, а мениск - температуру в настоящий момент. До установки в рабочее положение минимальный Т. м. приподнимают резервуаром кверху и держат, пока штифт не опустится до мениска спирта.

Для определения температуры поверхности почвы пользуются ртутным Т. м. Деления его шкалы 0,5 °С; пределы измерения варьируются: нижний от -35 до -10 °С, верхний от 60 до 85 °С. Измерения температуры почвы на глубинах 5, 10, 15 и 20 см производят ртутным коленчатым Т. м. (Савинова). Цена деления его шкалы 0,5 °С; пределы измерения от -10 до 50 °С. Вблизи резервуара термометр изогнут под углом 135°, а капилляр от резервуара до начала шкалы теплоизолирован, что уменьшает влияние на показания Т. слоя почвы, лежащего над его резервуаром. Измерения температуры почвы на глубинах до нескольких м осуществляются ртутными почвенно-глубинными Т. м., помещенными в специальных установках. Цена деления его шкалы 0,2 °С; пределы измерения варьируют: нижний -20, -10°С, а верхний 30, 40 °С. Менее распространены ртутно-талиевые психрометрические Т. м. с пределами от -50 до 35 °С и некоторые др.

Кроме Т. м., в метеорологии применяются термометры сопротивления (См. Термометр сопротивления), термоэлектрические, транзисторные, биметаллические, радиационные и др. Термометры сопротивления широко используются в дистанционных и автоматических метеорологических станциях (металлические резисторы - медные или платиновые) и в Радиозондах (полупроводниковые резисторы); термоэлектрические применяются для измерения градиентов температуры; транзисторные термометры (термотранзисторы) - в агрометеорологии, для измерения температуры пахотного слоя почвы; биметаллические термометры (термопреобразователи) применяются в термографах для регистрации температуры, радиационные термометры - в наземных, самолётных и спутниковых установках для измерения температуры различных участков поверхности Земли и облачных образований.

Лит.: Стернзат М. С., Метеорологические приборы и наблюдения, Л., 1968.

М. С. Стернзат.

Рис. 1. Устройство максимального термометра.

Рис. 2. Устройство минимального термометра.

ракета для подъёма в высокие слои атмосферы исследовательских приборов, измеряющих структурные параметры атмосферы (температуру, давление, плотность, состав воздуха) и направление ветра. М. р. имеет ограниченный потолок подъёма (100-150 км) и сравнительно малую массу (до 300-400 кг). Наиболее часто применяются М. р. массой до 80 кг с высотой подъёма приблизительно 65-70 км. Запуски М. р. производят в различных географических районах, включая Арктические и Антарктические зоны, как с наземных пунктов, так и с кораблей.

М. р. состоит из двух частей: двигательные установки и отделяемой головной части с измерительной аппаратурой. На подъёме полёт происходит обычно со сверхзвуковыми скоростями, в связи с чем измерительная аппаратура должна обладать малой инерционностью и высокой прочностью по отношению к перегрузкам и вибрации. На спуске в ряде вариантов М. р. применяют парашют для уменьшения скорости движения (что повышает точность измерений, позволяет определить скорость и направление ветра) и спасения аппаратуры. Высокая скорость движения М. р. оказывает существенное влияние на многие измеряемые параметры, для чего соответствующие датчики размещают в аэродинамически наименее возмущённых зонах. Влияние возмущения учитывается с помощью специальных теоретических или полуэмпирических соотношений.

Температура атмосферы измеряется термометрами сопротивления, микротермосопротивлениями или с помощью 2 манометров с последующим расчётом по соответствующим формулам. Широко применяется и звукометрический метод определения температуры, основанный на измерении скорости распространения звука от последовательных взрывов гранат, выбрасываемых из ракеты. Давление и плотность атмосферы определяются манометрами различного типа: мембранными, тепловыми, ионизационными и магнитоэлектрическими. Переход от показаний манометров к давлению свободной атмосферы осуществляется с помощью полуэмпирических соотношений. Кроме того, для определения плотности применяют метод падающих шаров, скорость падения которых однозначно связана с плотностью атмосферы. Горизонтальный снос шара позволяет определить скорость и направление ветра. Эти величины измеряются также радиолокационным прослеживанием дрейфа головной части ракеты, опускающейся на парашюте, или локацией металлической фольги, выбрасываемой из ракеты. Относительный состав атмосферы определяется, как правило, масс-спектрометрическими методами.

Сигналы датчиков измерительных приборов поступают через коммутационные устройства на вход передатчика радиотелеметрической системы (см. Телеметрия). Приём и регистрация сигналов осуществляются наземной телеметрической станцией. Измерения траектории М. р. производятся кинотеодолитами, баллистическими камерами, радиолокаторами (активное и пассивное прослеживание), радиодоплеровскими системами. Методика обработки полученных данных весьма сложна, требует знания различного рода вспомогательных параметров, в первую очередь - аэродинамических коэффициентов; поэтому для обработки данных широкое применение находит машинно-вычислительная техника.

Лит.: Калиновский А. Б., Пинус Н. Э., Аэрология, ч. 1, Л., 1961; Кондратьев К. Я., Метеорологические исследования с помощью ракет и спутников, Л., 1962; Ракетные исследования верхней атмосферы. [Сб. статей], под ред. Р. Л. Ф. Бойда, М. Дж. Ситона, пер. с англ., М., 1957; Месси Х. С. В., Бойд Р. Л. Ф., Верхняя атмосфера, пер. с англ., Л., 1962; Гайгеров С. С., Исследования синоптических процессов в высоких слоях атмосферы, Л., 1973.

Г. А. Кокин.