ایستگاههای هواشناسی

 ایستگاههای هواشناسی به سه دسته تقسیم می شوند :

الف : ایستگاههای سینوپتیک ( Synopic Station )

ب :  شبکه ایستگاههای کلیماتولوژی ( Climatological Network )

ج: ایستگاههای باران سنج  RAIN GAUGE station

ایستگاههای سینوپتیک شامل :

– ایستگاههای سینوپتیک سطح زمین ، دریا و اقیانوسها که عوامل جوی سطح زمین و نزدیک آنرا اندازه گیری می کند

– ایستگاههای جو بالا که فشار ، درجه حرارت ، رطوبت ، سمت و سرعت باد را در ارتفاعات مختلف جو تعیین می نماید .

– ایستگاههای خودکار ، قادرند عوامل مختلف جوی در سطح زمین را بطور خودکار اندازه گیری و در فاصله دورتری در دسترس قرار دهند.

 – ایستگاههای اقلیم شناسی که فقط سه نوبت در روز پارامترهای مهم هواشناسی را دیده بانی و در دفاتر مخصوص ثبت میگردد.

– ایستگاههای  باران سنجی که فقط مقدار باران را اندازه گیری می کنند.

زمان و ساعت دیده بانی : برای اینکه بتوان عوامل جوی دیده بانی شده را از ایستگاههای متعدد هواشناسی دریافت و روی نقشه های سینوپتیک ترسیم و آنالیز نمود ، در مرحله اول لازم است کلیه گزارشات در رأس ساعت معینی انجام شود و همزمان باشند و جهت اجرای این منظور بستگی به این دارد که تمام ایستگاههای دیده بانی از ساعت های محلی ( وقت محلی ) استفاده ننموده و مبدأ زمان معینی را در نظر بگیرند . برای این منظور از وقت و زمان متوسط نصف النهار گرینویچ UTC ( زمان هماهنگ شده بین المللی ) استفاده میشود و کلیه ایستگاههای هواشناسی موظفند گزارش خود را ، رأس ساعت معین UTC تهیه و ارسال نمایند . اختلاف افق تهران با ساعت گرینویچ سه ساعت و ۳۱ دقیقه است ولی برای محاسبه وقت UTC در ایستگاههای هواشناسی ایران از ساعت رسمی کشور سه ساعت و ۳۰ دقیقه کسر می کنیم یعنی ساعت ۱۲ ظهر بوقت تهران ، ساعت ۸ و۳۰ دقیقه صبح بوقت گرینویچ می باشد .

بعضی از ادوات موجود در ایستگاه هواشناسی

دماسنج

اندازه گیری میـــزان دمـــای هـــوای آزاد در مجـــاورت سطــح زمیـــن یـــا ارتفـــاعــات بالای جـو و تعیین دمای اعماقمختلف خاک و نیز سنجش دمای سطح خاک دریاچه ها و دریا ها و اقیانوس ها از نقطه نظر مـــطالعات هواشناسی و کشاورزی حایز اهمیت است. در هواشناسی منظور از اندازه گیری دمای سطح زمین عبـارت از انــدازه گیری دمــای هــوای آزادی که در ارتفاع ۲۵/۱ الی ۲ متری سطــح زمیــن جریان دارد می باشد . در ایــستگاههای کشاورزی ممکن است دمای هوا را در سطوح مختلف اندازه گیری نمایند.بدین معنی که دیده بانی را از سطح زمین شروع کرده و در ارتـــفاعات مختلف تا سطح ۱۰ متری زمین ادامه می دهند . انتــخاب ارتفاع ۱۰ متری بــدان علت می باشد که اکثر گیـــاهــان حداکثر تا این ارتفاع بالا می روند . ایــن اندازه گیری یعنی تعیین درجه گرمی یا سردی هـــوا به وســیله دستـــگاهی به نـــام دمــاسنج TERMOMRTER انـــجام می گیرد . هرگز نباید دما یا درجه گرمی را با گرما اشتباه گرفت . زیرا دما یــک کـــمیت نسبـی و مقایسه ای است حال آن که گرما صورتی از انرژی می باشد . در ساختمان دماسنج ها از خواص فیزیکی اجسام مــانند انبساط و انقباض و تغییر شکل و تـــغییر مقـــاومت الکتریکی که در اثر تغییرات دما حاصل می شود استــفاده می نمایند.

انواع دماسنج ها

دماسنج معمولی استاندارد ( Thermomete )

این دماسنج یک لوله بسیار باریک شیشه ای مسدود است که در انتهای آن محفظه ای تعبیه و از جیوه یا الکل پر شده است. در داخل لوله دماسنج خلاء کامل وجود دارد. گرم و سرد شدن مخزن باعث گرم و سردشدن مایع درون مخزن شده و متعاقب آن باعث بالا و پایین رفتن مایع در داخل مخزن شیشه ای می شود، با مشاهده سطح مایع در داخل لوله دماسنج و قرائت عددی که روی بدنه شیشه نوشته شده است دمای هوا در آن لحظه مشخص می شود.

دماسنج حداکثر (Max-Thermometer)

اغلب نیاز است علاوه بر دمای معمولی هوا حداکثر دمایی که در طول یک دوره معین مثلاً یک شبانه روز اتفاق افتاده است نیز اندازه گیری و تثبیت شود به این منظور از دماسنج حداکثر استفاده می کنند. این نوع دماسنج با یک تفاوت جزیی تقریبا مشابه دماسنج های معمولی است به این صورت که لوله مویین آن در محلی که به مخزن منتهی می شود بسیار باریک شده است. هنگامی که دما زیاد می شود جیوه داخل مخزن منبسط شده و نیروی حاصل می تواند باعث راندن جیوه از داخل مجرای باریک بالای مخزن به قسمت بالای لوله گردد به این ترتیب ارتفاع جیوه در داخل مخزن بالا می رود و با کاهش دما مایع داخل مخزن منقبض می شود ولی باریک بودن لوله از برگشت مایع به داخل مخزن جلوگیری می کند و سطح مایع در داخل لوله در محلی که بالاترین دمای قبلی اتفاق افتاده است باقی می ماند بنابراین سطح فوقانی جیوه نشان دهنده حداکثر دمای اتفاق افتاده است.

دماسنج حداقل (Minimum Thermometer)

 دماسنج های حداقل برای تثبیت پایین ترین دمای اتفاق افتاده در یک دوره معین به کار می رود دماسنج های حداقل مشابه دماسنج های معمولی است با این تفاوت که مایع داخل مخزن این نوع دماسنج به جای جیوه از مایعات رقیق تر مانند الکل استفاده می شود. به علاوه در داخل لوله مویین یک سوزن شیشه ای که دو سر آن گرد می باشد رها گردیده که به عنوان شاخص از آن استفاده می شود، وقتی دمای هوا کاهش می یابد با انقباض مایع سطح بالای الکل در داخل لوله مویین با اعمال نیروی کشش سطحی شاخص سوزنی را نیز به طرف پایین مخزن حرکت می دهد با افزایش دما مجدداً الکل در داخل لوله مویین از اطراف سوزن عبور کرده و به طرف بالا صعود می کند اما سوزن در پایین ترین محلی که قبلا در اثر کشش سطحی پایین آمده بود باقی می ماند. بنابراین قسمت بالایی شاخص شیشه ای پایین ترین دمایی را که اتفاق افتاده است نشان می دهد در حالی که انتهای سطح الکل در بالای لوله دمای لحظه ای هوا را نشان می دهد.

دماسنج حداقل – حداکثر (Min-Max Thermometer)

این دماسنج ترکیبی از دو دماسنج حداقل و حداکثر می باشد، این دماسنج از یک لوله شیشه ای U شکل ساخته شده است که دو انتهای آن مسدود می باشد. قسمت پایینی لوله U شکل با جیوه پر شده است. علاوه بر جیوه قسمت بالایی لوله قسمت چپ به طور کامل از الکل پر شده است اما نصف حجم لوله سمت راست که انتهای آن به صورت یک مخزن گشاد شده می باشد از الکل پر شده است و نصف دیگر آن از یک نوع گاز پر شده است. در بالاترین سطح جیوه و در داخل الکل در هر دو ستون شاخص های شیشه ای رنگی که یک سوزن در وسط آن تعبیه شده است وجود دارد در اثر گرم و سرد شدن و متعاقب آن انبساط و انقباض سطح جیوه بالا و پایین می رود. بالاترین حدی که جیوه در شاخه سمت چپ بالا رفته است دمای حداقل و بالاترین حدی که جیوه در شاخه سمت راست بالا رفته دمای حداکثر را نشان می دهد.

دمانگار (Thermograph)

دمانگار یک وسیله کاملاً مکانیکی است و با استفاده از یک عنصر فلزی که انحنای آن با دما تغییر می کند ساخته شده است یک طرف عنصر فلزی حساس به تغییرات دما که دارای انحنا می باشد به بازوی اهرم طویل و متحرکی بسته شده است که این بازو ممکن است مستقیماً دما را از روی یک مقیاس ساده درجه بندی شده نشان دهد و یا اینکه انتهای بازو به یک قلم ثبات متصل گردد. با تغییر دمای هوا انحنای فلز تغییر می کند و این امر با توجه به نحوه تغییرات دما باعث انحراف قلم در انتهای بازوی مکانیکی به طرف بالا و پایین در روی کاغذ گراف می گردد و دماها ثبت می شوند.

باران سنج

ریزش های جوی که به صورت باران و برف و تگرگ و یا مخلوطی از برف و باران (SLEET) و شبنم انجام می گیرد بارندگی نامیده می شود. میزان بارندگی و نیز مقدار تبخیر از سطح آب و یا آبهای سطحس در تعیین میزان ذخایر آب های سطحی و زیر زمینی اهمیت زیادی دارد اندازه گیری مقدار بارندگی در تمام سطح کره زمین به علت نداشتن یک شبکه کامل ایستگاههای باران سنجی به طور دقیق امکان پذیر نیست.در سرویس های هواشناسی منظور از تعیین میزان بارندگی عبارت از جمع مقادیر بارندگی مایع و معادل مایع هر بارندگی جامد از قبیل برف و تگرگ بر حسب ارتفاع می باشد.بنابراین تمام بارندگی ها بایستی به طور دقیق و روشن اندازه گیری شود.مقادیر مذکور ترجیحا بر حسب میلی متر اندازه گیری شده و دقت عمل در اندازه گیری های روزانه ۰٫۱mm در اندازه گیری های هفتگی و ماهیانه ۱mm می باشد.مقدار ریزش برف بر حسب سانتی متراندازه گیری می شود.با تقریب می توان گفت که ۱cm از برف تازه معادل ۱mm باران می باشد.مع الوصف نسبت مذکور به غمق و نوع برف بستگی دارد.در بعضی از کشورها مقدار بارندگی و عمق برف بر حسب اینچ و اجزل آن اندازه گیری می شود.برای تبدیل واحدهای مذکور به یکدیگر از رابطه زیر استفاده می شود:

۱ INCH = 2.54cm = 25.4mm

ساده ترین و متداول ترین روش اندازه گیری ریزش باران استفاده از باران سنج(RAIN GAUGE) می باشد .این دستگاه از قسمتهای مختلف تشکیل شده است .یک قسمت آن از یک قیف با طرح مخصوص ساخته شده که دارای لبه تیزی است.قسمت دیگر آن(لوله باران سنج) استوانه شکل بوده که آب باران به وسیله قیف مذکور به داخل آن هدایت می شود.استوانه فلزی و پایه نگهدارنده از اجزا تشکیل دهنده ای دستگاه می باشد.قطر دهانه قیف باران سنج ها مشخص بوده و بین ۱۰-۲۰cm انتخاب می شود.قطر دهانه قیف و لوله باران سنج ها طوری انتخاب می شود که سطح مقطع دهانع قیف نسبت مشخص با سطح مقطع لوله باران سنج داشته باشد.هر یک از کشورها قطر مشخصی برای دهانه باران سنج های شبکه هواسناسی خود انتخاب کرده اند.در ایران قطر دهانه باران سنج ها ۸ اینچ انتخاب گردیده است.