Моя метеостанция: можно ли предсказывать погоду, не выходя из дома?

XIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Моя метеостанция: можно ли предсказывать погоду, не выходя из дома?

Шангареев А.М. 1
1МБОУ "Средняя общеобразовательная школа № 1 им. А.С. Пушкина"
Усачёва А.В. 1
1МБОУ "Средняя общеобразовательная школа № 1 им. А.С. Пушкина"
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Вся жизнь людей тесно связана с погодой и климатом страны, где они живут и работают. В городе изменения ощущаются меньше, чем в деревне, но и мы и наша деятельность зависимы от погоды. Вот и мама моя практически каждый день беспокоиться о том, чтобы я был одет по погоде. По статистике метеорологические сайты остаются самыми популярными среди пользователей. Готовый прогноз погоды - это здорово, но он не всегда совпадает с реальной погодой, которую я наблюдаю за окном нашего дома. Поэтому у меня возник вопрос: «Можно ли создать метеорологическую станцию в домашних условиях и проводить по ней наблюдения за погодой, научиться предсказывать погоду самому хотя бы на день-два вперёд?» Для меня это и интересно, и актуально одновременно. Я решил практически разобраться в этом вопросе, а затем показать мои эксперименты ребятам на уроках и на «Колтуновской неделе» в день опытов и высоких технологий.

Объектом моего исследования станет изучение работы метеостанции, а предметом изучения – создание своих метеоприборов и проведение экспериментов по их работе в домашних условиях.

Цельработы: создать своими руками отдельные приборы наблюдения за погодой и отследить их работу на практике.

В ходе работы будут решаться следующие задачи:

- изучить задачи метеорологии, работу реальных приборов метеостанций;

- собрать другие способы предсказания погоды (в нашей местности);

- изготовить метеорологические приборы и проверить их работу в качестве домашней метеостанции (барометр из банки, барометр из лампочки, флюгер, осадкомер, термометр);

- провести сравнительный дневник наблюдений (по моим прибора и по официальным погодным сайтам (например –Gizmeteo);

- создать учебный видеофильм по теме «Метеоприборы своими руками».

Примерный план исследования:

1. Отбор методов исследования.

2. Сбор информации о метеостанциях и их работе.

3. Создание приборов домашней метеостанции. Проведение экспериментов дома. Анализ собранных показателей.

4.Составление аналитических таблиц.

5.Написание работы и создание видеороликов, доработка недочётов.

6.Выступление перед ученической аудиторией 4-9 классов.

Методы исследования:поисковый (сбор информации по теме), моделирования (изготовление приборов), аналитический (сравнение результатов), наблюдения, математико-графический, географический мониторинг.

Гипотеза: обработанные экспериментальные материалы помогут мне ответить на вопрос: «Можно ли предсказывать погоду не выходя из дома?», а также заинтересуют меня и учащихся в проведении дальнейших исследований и экспериментов.

1.Теоретическая часть.

1.1. Метеорология. Зачем она человеку?

Метеорология — это и есть наука о воздухе, который нас окружает, об изменениях, которые в нем происходят и создают для каждого места то, что называется погодой и климатом [1].

Я нашел в литературе ряд примеров из самых различных областей жизни.

1.Садовод сберег бы много напрасного труда, если бы знал, наверное, какой ждать погоды. Будут заморозки или нет? Если будут, надо бы закрыть рассаду в парниках и развести костры в саду, где цветут яблони. На юге в Крыму, собираются посадить растения, требующие много тепла и света, — например, хлопок или чай. Достаточно ли им будет солнца и влаги? Не грянут ли зимой такие морозы, что посадки погибнут? Иногда тут на помощь приходят старожилы, которым полагается все помнить. Но если больших морозов или засух не было до сих пор, можно ли надеяться, что их тут вообще быть не может?

2.В степи, где часто дует ветер, было бы выгодно использовать его энергию и поставить ветряный двигатель. На какой высоте его поставить? На сколько часов работы можно рассчитывать? Есть ли смысл вообще устанавливать здесь ветряк, или расходы по его установке не окупятся?

3.Метель, снежные заносы остановили движение поездов; телеграфные столбы поломаны бурей. Много дала бы железная дорога, чтобы уметь предвидеть снежную бурю, размывы, гололед. Едва ли не еще важнее предсказание бури на море, где нежданно налетевший шторм может быть причиной гибели ценностей и даже человеческих жизней.

4.Бурное таяние снега, разливы, паводки. Как важно знать запасы снега в области, знать, сколько воды он может дать при таянии и где нужно опасаться наводнения.

5.А наводнения в Санкт-Петербурге? Сколько бедствий и убытков можно предотвратить, если знать о них наперед!

6.Авиатор собирается совершить перелет. Внизу, у земли, ветра нет; погода спокойная, тихая. Но что ждет его наверху? Такая же тишина, или там подстерегает его буря?

7.Больной хочет ехать на курорт. Ему необходимо знать, какое место лучше всего выбрать, где больше солнца, меньше ветров и дождей, где воздух чище, какого климата надо ждать на том или ином курорте.

На все эти вопросы отвечает метеорология. «Из наблюдения установить теорию, через теорию исправлять наблюдения – есть лучший способ к изысканию правды»,- так сказал когда-то М.В. Ломоносов [2].

Метеорология – наука о земной атмосфере, о ее строении, свойствах и происходящих в ней явлениях.

Вывод: после анализа большого количества источников информации мне становится понятно, что метеорология изучает все явления, происходящие в атмосфере (состав воздуха, тепловой режим, влагообмен, циркуляцию, оптические явления, ветры, циклоны и антициклоны, фронты, погоду, облака, климат и многое другое). Есть специальные технические средства и методы, которые помогают метеорологам и климатологам (метеорологические зонды, ракеты, метеостанции, космическое зондирование Земли, картография). Мне необходимо выбрать такие приборы, которые я смогу сделать сам, и которые помогут мне, не выходя из дома, предсказать погоду на несколько дней.

1.2. Строение метеостанции.

Научные приборы, предсказывающие погоду

По миру разбросаны тысячи постов разведчиков погоды — это метеостанции. Метеостанции есть везде: на суше и на море, в горах Памира и в пустыне Сахаре, во льдах Северного полюса и на просторе Антарктиды.

Как развивалась метеорология? Прежде всего, в виде примет о погоде, которые устанавливались с учетом деятель­ности людей — скотоводства, земледелия, мореплавания. С реальностью некоторых примет я тоже постараюсь разобраться. В развитии отечественной метеорологии особенно велика роль гениального русского ученого М. В. Ломоносова. Он сам производил метеорологические наблюдения, изобретал и строил некоторые приборы (компас-анемометр и морской барометр). Ломоносову мы обязаны введением таких слов, как барометр, термометр, гигрометр, атмосфера, метеорология. В настоящее время в России действует около 5000 метеорологических станций, размещенных сравнитель­но равномерно по всей территории. В любую погоду метеорологи ведут наблюдения за погодой. В РФ метеостанции находятся во владении Росгидромета (Приложение 1).Бываютдорожные (температура под покрытием, боковой ветер), лесные (меряют влажность дерева, почвы), гидрологические (погода в океане, море, озере), бытовые домашние метеостанции (обработка показаний по приборам и прогноз на один день), (Приложение 2).

На службе у наблюдателей за погодой следующие приборы [3]:

Таблица 1

Метеорологические приборы и их назначение.

Название

Назначение

1

Термометр

  •  для измерения температуры воздуха и почвы

2

Барометр

 для измерения атмосферного давления

3

Гигрометр

 для измерения влажности воздуха

4

Анеморумбометр (или флюгер)

для измерения скорости и направления ветра

5

Осадкомер 

  • для измерения осадков

Плювиограф

  •  для непрерывной регистрации осадков на период жидких осадков

6

Термограф 

  • для непрерывной регистрации температуры воздуха

7

Гигрограф

  •  для непрерывной регистрации влажности воздуха

8

Психрометр

  •  для измерения температуры и влажности воздуха

9

Гололедный станок 

  • для измерения гололедно-изморосевых

  •  отложений

10

Ледоскоп 

  • для определения измороси и инея

В Приложении 3 описан принцип их работы. Метеостанции имеют метеоплощадку (Приложение 4), на которой правильным образом размещены стандартные приборы. Внешне – это площадка с белыми (этот цвет не притягивает солнечные лучи) приборчиками и шкафчиками, которые кажутся очень странными (Приложение 5).Раз в три часа, одновременно по всему миру, метеорологи поднимаются со своих стульев и идут на метеоплощадку снимать данные с приборов. Затем, данные обрабатывают и в виде телефонограмм отправляют в головные центры. Сборные приспособления расположены во всех крупных городах на крышах зданий, автотрассах и опорах освещения [4] (Приложение 6). Полученную информацию синоптики Метеобюро обрабатывают с помощью компьютерных программ и превращают в карты: прогностические - на сутки вперед, а также приземные и высотные (Приложение 7), для вычисления идущих атмосферных фронтов. Далее - в Гидрометцентр России, затем - коллегам из Всемирной метеорологической организации (она объединяет 185 стран). Метеорологический суперкомпьютер переваривает эту глобальную информацию в общедоступные для человека прогнозы, например - «облачно и температура около нуля».

В Свердловской области действует 40 метеостанций. На одной из них были наши учащиеся (Приложение 8), я слушал их рассказ и задавал вопросы. Оказывается, самая близкая к нам станция находится в нашем городе недалеко от школы №3 (Приложение 9). Я встретился сначальником Центральной заводской лаборатории охраны окружающей и производственной среды ВСМПО-АВИСМА Головиным Андреем Валерьевичем, которым показал мне и моим одноклассникам местную метеостанцию и ответил на наши вопросы.

1.3. Метеостанция г. Верхняя Салда.

Беседа с начальником Центральной заводской лаборатории охраны окружающей и производственной среды ВСМПО-АВИСМА

Мы посетили нашу метеостанцию (Приложение 10) с целью узнать, как она оборудована и как работает. Все интересующие вопросы мы задали Андрею Валерьевичу. Ниже я привожу в диалоге примерную нашу беседу.

1 вопрос: Скажите, пожалуйста, для чего нужна в нашем городе метеостанция?

Ответ: Контроль состояния атмосферы в зоне действия промышленного предприятия – актуальная проблема для многих населенных пунктов и городов. Наша метеостанция используется в области охраны окружающей среды и экологического контроля работы предприятия. Проще говоря, мы контролирует чистоту воздуха нашего города.

2 вопрос: Какие приборы работают на данной метеостанции? Что они отслеживают? Для чего используют показания данных приборов?

Ответ: На нашей метеостанции работают анеморумбометр – для измерения направления и силы ветра, барометр – для измерения атмосферного давления, гигрометр – для измерения влажности воздуха и термометр – для измерения температуры воздуха. Показания с этих приборов поступают на анеморумбограф и термограф. Показания снимают 3 раза в сутки в ручном режиме, т.е. на метеопост приходит лаборант и делает забор воздуха – снимает пробы, и в автоматическом режиме – каждые 20 минут показания поступают на компьютер. Пробы исследуют, и мы видим, каким воздухом дышат жители нашего города.

3 вопрос: Посоветуйте мне, какие самые простые приборы я смогу сделать своими руками? Какое минимальное количество времени я должен снимать показания, чтобы более-менее собрать достоверную информацию, с которой я могу работать?

Ответ: Артем, минимальный набор метеоприборов может быть таким: барометр, осадкомер, флюгер, термометр. Будет интересно, если ты будешь вести наблюдения визуально и за облачностью, за видами осадков, проверять некоторые приметы, разберёшься в понятиях «циклона и антициклона», «погодных фронтах». Минимальный срок наблюдения – это месяц. Для сравнения показателей с официальными данными нужно брать тот же период времени, но за разные годы. Когда говорят о более теплой/холодной погоде, значит, имеют ввиду средние показатели за несколько лет, иногда десятков лет. Внешне процесс сравнения происходит в виде графиков, диаграмм, сопоставления различных показателей, поиска закономерностей. Это очень важно для будущего прогноза погоды. Этим занимаются многие профессионалы: метеорологи, экологи, статисты. Это важно и для различных отраслей промышленности, для работы людей разных профессий, просто для жителей города.

Итак, анализируя информацию, я понял, что я буду создавать бытовую ручную метеостанцию. На моей станции должны заработать барометр из банки, барометр из лампочки, флюгер, осадкомер и термометр. Я самостоятельно буду фиксировать показания раз-два в день в течение месяца. Полученные данные я буду заносить в дневник наблюдений. После – сравню данные с официальными на сайте Гизметео, попробую сравнить со средними статистическими данными.

1.4. Другие способы предсказания погоды

Издавна человек пытается предсказать погодные условия. Существуют народные приметы и предсказания того, какой будет погода. Из разных источников мы выбрали те, которые (по мнению авторов) могут предсказывать элементы погоды на Урале. Вот некоторые из них [5], они могут нам пригодиться в наших наблюдениях в период февраль-март:

  1. Птицы сидят на верхушках деревьев – жди холодов, на нижних ветках – к теплу; на мороз около домов поют или роются в снегу – к сырой погоде.

  2. Если ночью был иней – днем снег не выпадет.

  3. Чистый закат солнца в морозную погоду – морозы и дальше будут.

  4. Красный закат зимой – к морозу.

  5. Ожидай оттепели, если дружно расчирикались воробьи. Вьюги да метели по февраль налетели.

  6. Если в начале февраля метель разгуляется – долго будет погода метельная, на всю Масленицу [6].

  7. Кошки — метеозависимые существа, которые предсказывают прогноз погоды не хуже учёных-синоптиков. Сигналом о скором наступлениихолодов будет и поза кота во сне. Он обязательно свернется клубочкоми прикроет нос теплой лапкой. Кошка катается по половицам — теплов дом стучится. О скором наступлении дождя говорит повышенная жажда питомца. Так на кошек влияетизменение атмосферного давления. Если кошка не может спать спокойно, постоянно вертится, крутится и просыпается — жди беспокойстваи в стихии. 

Возможно, некоторые из примет мне удастся проверить на практике.

2.Исследовательская часть.

2.1.Изготовление метеорологических приборов в домашних условиях

Вместе с родителями я искал способы изготовления метеоприборов в домашних условиях, затем проверял экспериментальным путем их работу на практике. Одни приборы для моей домашней метеостанции мы создали, следуя инструкциям, описанным в учебнике географии 5-6 класс А. А. Летягина, 2020 г. (с.68-69, с.73, Школа географа-следопыта), другие – нашли в интернете.

  1. Барометр из банки. Взяли литровую банку, натянули на её горлышко резиновый шарик. На резиновую поверхность приклеили палочку – стрелку. За палкой поставили шкалу показаний. Этим прибором я снимал показания атмосферного давления (АД, нАД - пониженное АД, вАД - повышенное АД). Принцип действия тут прост: при увеличении давления внешний воздух вминает внутренний вглубь, шарик прогибается, стрелочка поднимается. А при падении давления воздух в банке начинает давить на шарик изнутри, он «вспучивается», стрелочка наклоняется вниз. Этот прибор поставил на северное окно (Приложение 11).

  2. Барометр из лампочки. Взяли лампу накаливания и освободили её от внутренностей. Затем налили туда 60 мл воды. В пробке просверлили отверстие 1 мм. Закрыли лампочку и прикрепил её к подставке. Этим приборам я снимал показания возможного выпадения осадков, о возможности облачности погоды. На лампочку воздействует атмосферное давление, температура воздуха и влажность окружающей среды. Под комплексным воздействием этих факторов происходит образование конденсата на стенках, он различается по форме, плотности. По его характеру можно судить о состоянии атмосферы на ближайшие 12-24 часа, или чуть дольше. Барометр поставил на северное окно (Приложение 12).

  3. Осадкомер (снегомерная рейка). Большую мерную линейку прикрепили деревянной рейке. Эту рейку вставили в сугроб для измерения количества осадков (Приложение 13). Начало отсчета снежного покрова 15.02.2023 г.

  4. Флюгер. Взяли тяжёлое металлическое основание, вставили в него флажок, так чтобы он вращался по направлению ветра. Выставили его на открытое место на улице, предварительно определив стороны горизонта. Этим приборам мы снимали показания направления ветра (Приложение 14). К сожалению, силу ветра по домашнему флюгеру определить невозможно, толькопо внешним признакам - объектам на улице (Приложение 15).

  5. Мы хотели сделать термометр, но для его изготовления нужна вода, а на момент наших наблюдений на улице была минусовая температура. Поэтому использование данного прибора было невозможным, так как вода бы замёрзла.

Ежедневно, с 15 февраля по 14 марта, я снимал показания с этих приборов и записывал их в дневник наблюдения. Затем сравнивал данные с показаниями из интерната и погодными условиями на улице. Всего я наблюдал за показаниями 28 дней, каждый день для сравнения в процентном показателе я брал за 3,5%.

2.2. Дневник наблюдения за погодой по моим приборам.

Сопоставление с официальными данными

Я решил, что буду заносить данные наблюдений в таблицы, приведенные в приложении (Приложение 16, 17, 18, 19). Для этого использовал специальные условные синоптические знаки (Приложение 20) и условные знаки (стрелочки вверх/ вниз, которые обозначают поднятии или опускании палочки - стрелки, реагирующей на натяжение резинового шарика на горлышке моего барометра-банки). В размер стрелки я закладываю следующую информацию: маленькая стрелочка - изменения АД незначительные (не более 5 мм. рт. ст.), большая стрелочка – значительные (5 и более мм. рт. ст.). Нормальное атмосферное давление в Верхней Салде составляет 742 мм. рт. ст., это для моего наблюдения важно.

Вывод: показания моего барометра из банки с показаниями настенного барометра совпадали практически всегда (96,5%).Барометр из банки давал возможность предсказать изменение АД (его будущее понижение или повышение) за 12-24 часа. Мой баночный барометр весьма точный прибор.

Совпадений показаний настенного барометра и показаний АД по прогнозу Gizmeteo совпадало весьма приблизительно, с разницей в 3-6 мм.рт.ст. это было всего 5 раз(18%). Данныев Приложении 16.

Наблюдать за влажностью, возможностью выпадения осадков, предполагать приход циклона или антициклона, уровень облачности помогал прибор, изготовленный из лампы накаливания. Данныев Приложении 17.

Вывод: показания по предполагаемой облачности по барометру из лампочки и по реальному состоянию облачности совпало 19 раз, что составило примерно 72%. Из 28 дней наблюдения барометр-лампочка предсказал облачность и наличие осадков 25 дней точно и 3 раза практически точно (90%). С предсказаниями интернета это совпадение было менее точное 22 раза из 28 (80%).Циклон и антициклон был предсказан точно - совпадения составили 85-90%.

Итак, предсказание изменений по барометру из банки и влажности (облачности) по барометру из лампочки весьма высоки - от 80 до 100 %.

Наблюдения за направлением ветра я заносил в таблицу (Приложение 18).

Вывод: совпадение прогноза направления ветра и направления реального направления ветра, которое показывал мой флюгер, совпало 25 раз из 28, что составило почти 90%. Значит домашний флюгер – весьма точный метеоприбор относительно направления ветра.

Наблюдение за высотой снежного покрова в таблице (Приложение 19).

Вывод: я отследил высоту снежного покрова и его изменение в зависимости от изменения температуры. Получился интересный результат: в течение 20 дней высота снежного покрова увеличивалась и достигла максимума к 8 марта. Одновременно с 9 по 14 марта температура в течение дня была положительной, и через три-четыре дня снег сначала осел, а потом и растаял с отметки 54 см до 17 см (Приложение 21). Сравнить прогноз температуры с температурой, которую я фиксировал утром, оказалось весьма затруднительно.

Потому, что прогноз — это средний показатель в течение суток, а мои температурные показания я смотрел ещё до восхода солнца и только один раз в день. Поэтому сравнивать такие результаты нельзя. Нужно было минимум брать показания 4-8 раз в день и высчитывать средний показатель температуры за день с предполагаемым прогнозом из интернета.

2.3.Общие выводы по исследовательской и экспериментальной

частям работы

1.Мне удалость изготовить метеорологические приборы (барометр из банки, барометр из лампочки, флюгер, осадкомер). Сравнивая показания моих приборов с показаниями официальных приборов, я пришёл к выводу: показания приборов точны на 80-95%. Они могут быть использованы для прогноза погоды в качестве домашних предсказателей погоды.

2.Процент совпадений прогноза показаний метеоусловий (изменение давления, облачности, направления ветра, возможного выпадения осадков) у моих приборов выше, чем дает прогноз погоды в интернете (Гизметео).

3. Прогноз по барометру из банки и барометру из лампочки дает возможность предсказания погоды за 24-12 часов заранее.

4.Народные приметы, которые я выбрал для прогноза погоды, практически не работали. Я не смог пронаблюдать те явления, о которых нашёл приметы. Единственная примета сработала точно – воробьи громко и бурно чирикали накануне потепления. Наблюдения за домашним котом показали, что наш кот или не ярко реагирует на изменения давления и температуры, или я вел наблюдения недостаточно внимательно.

5. Я решил построить график зависимости снежного покрова от температуры с 15.02.2023 года по 14.03.2023 года, г. В. Салда по моим данным. По нему отчетливо видно, что поднимающаяся температура заставляет таять снег примерно через 2-3 дня. Это может быть важно при прогнозе наводнения или затоплений местности (Приложение 21).

6.Данные направления ветра помогли мне построить розу ветров (Приложение 22).В период моего наблюденияпреобладал юго-западный ветер. Было меньше всего северо-западных ветров. Без ветра было 0 дней. Для этого времени года и для нашей местности характерны ветра северо-западного направления.

7.Я решил сравнить график хода температур за период с 15.02 по 14.03 за 5 лет 2019-2023 гг., г. В. Салда. За пять предыдущих лет данные я взял на сайте Гизметео (Приложение 23).Данный период был не самым теплым за последние годы, по средним температурам 2019, 2020 и 2022 годы были теплее. А вот температур выше 0 С было больше, и амплитуда колебания самая значительная, поэтому и снег быстрее растаял, чем в 2022 году. Подробные данные в таблице

Таблица 2

Данные температуры в г. В. Салда с 15.02 по 14.03 за 5 лет 2019-2023 гг.

Показатели, градус С

В 2019 г.

В 2020 г.

В 2021 г.

В 2022 г.

В 2023 г.

t max

+4

+14

-4

+2

+10

t min

-13

-7

-29

-16

-16

t ср

- 4

- 1

-12

- 4

- 6

Амплитуда t

17

21

25

26

8.Есть моменты в работе, которые требуют дальнейшей доработки. Желательно вести наблюдения с 1 числа месяца по 30 или 31, потому что так удобнее сравнивать полученные результаты. Желательно записывать показания несколько раз в день, это важно для более точных и правдивых экспериментов.

2.5. Создание видеофильм по теме «Метеоприборы своими руками»

В процессе нескольких месяцев всей семьёй мы работали по моделированию приборов, после - вели наблюдения и сравнивали результаты, просчитывали отдельные показатели и строили графики ветров, хода температур. Получилось, что временно мы были целой научной метеорологической службой: механик, телеметрист, операторы ЭВМ, оператор метеорологической техники, научный работник. Мне работа в коллективе очень понравилась. Поэтому, я решил собрать видеофильм по данной теме, рассказать одноклассникам и другим ребятам об этой интересной работе. Фильм на канале ВК и ЮТУБ можно посмотреть по ссылкам (Приложение 24).

3.Заключение

Работая над проектом, я выполнил все поставленные перед собой задачи: познакомился с наукой метеорологией, побывал на метеостанции в нашем городе, пообщался с работниками метеостанции, понял, в чем суть их профессии.

С помощью и под контролем папы изготовил метеорологические приборы (барометр из банки, барометр из лампочки, осадкомер, флюгер). Получилась своя домашняя метеостанция. Ежедневно вел дневник наблюдений. Сравнил мои данные с данными с сайта Gizmeteo и с фактической погодой на улице.

Создал видеофильм «Метеоприборы своими руками». Много раз выступил перед учащимися, заинтересовал их своими экспериментами. Обработанные материалы помогли мне ответить на вопрос «Можно ли предсказывать погоду не выходя из дома?». Можно! Это очень увлекательно, познавательно и интересно. Я продолжаю использовать свои приборы для краткосрочного прогноза погоды.

В дальнейшем я хочу участвовать в исследовании вопросов экологии нашего города. С группой ребят мы задумали выяснить, какая из городских школ нашего города построена в самом чистом месте. Начальник Центральной заводской лаборатории охраны окружающей и производственной среды ВСМПО-АВИСМА Головин Андрей Владимирович обещал нам помощь в задуманном исследовании, ведь лаборатория имеет настоящее оборудование для экологических исследований.

Благодарю всех, кто помог мне стать начинающим экспериментатором!

2.6. Список используемой литературы, других источников информации

  1. https://www.activestudy.info/zachem-nuzhna-meteorologiya/

  2. https://xn--j1ahfl.xn--p1ai/library_kids/meteorologiya_v_nashej_zhizni_071045.html

  3. https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/310448

  4. https://rg.ru/2014/02/10/prognoz-site.html

  5. https://weekend.rambler.ru/read/42304380/?utm_content=weekend_media&utm_medium=read_more&utm_source=copylink

  6. https://uraloved.ru/osen-i-zima-na-nashej-ulitse-po-narodnomu-kalendaryu?ysclid=lel3ks547r607751017

  7. https://сезоны-года.рф/метео.html?ysclid=lft644ri7q559903595

  8. https://studfile.net/preview/6759731/page:8/

  9. https://www.vseznaika.org/tehnika/chto-takoe-osadkomer-i-dlya-chego-on-nuzhen/?ysclid=lft80suu19547628709

  10. А.А. Летягин, География, Начальный курс 5 класс, Москва Издательский центр «Вентана-Граф», 2015

  11. А.А. Летягин, География, Начальный курс 6 класс, Москва Издательский центр «Вентана-Граф», 2016

2.7. Приложения

Приложение 1.

Метеостанции РФ. Карта.

Российский гидрометеоцентр. Фото.

Российский летающий гидрометеоцентр. Фото

Российский едущий гидрометеоцентр. Фото

Анализ прогностических наземных карт.

Приложение 2.

Бытовая домашняя метеостанция.

Дорожная метеостанция.

Лесная метеостанция.

Гидрологическая метеостанция.

Полярная метеостанция.

Подвижная военная метеостанция.

Стационарная военная метеостанция.

Уральская метеостанция . Верхнее Дубово.

Приложение 3.

Таблица 1

Принцип работы метеоприборов. Данные, которые они собирают.

Название

Принцип работы

Данные

1

Термометр

  • При повышении температуры жидкость в сосуде расширяется и поднимается до высоких показателей, соответственно при снижении – ртуть сжимается и опускается вниз.

  • Показатели температуры через 3 часа, среднюю температуру за сутки.

2

Барометр

Основан на принципе воздействия давления воздуха на металл. В середине прибора располагается коробка с тонкими гофрированными стенками из металла, под силой действия воздуха стенки сжимаются или разжимаются, рычажок поворачивает стрелку в ту или иную строну. 

Показания давления воздуха на окружающие предметы

3

Гигрометр

Принцип его действия основывается на использовании встроенного зеркала. Температура этого зеркала изменяется вместе с температурой воздуха в окружающем пространстве.

Определяется его температура в первоначальный момент измерения. Далее на поверхности зеркала появляются капли влаги либо небольшие кристаллы льда. Температура измеряется еще раз.

С помощью разницы температур, определенных конденсационным гигрометром, и определяется влажность воздуха.

4

Анеморумбометр

 (или флюгер)1

Прибор имеет самую простую конструкцию: подвижный элемент с четырьмя лопастями. Как только ветер на них воздействует, ось начинает вращаться и передавать данные измерительному прибору.

Прибор, при помощи которого измеряют скорость воздушных потоков и ветра. Он фиксирует число вращений лопастей за конкретный период времени.

5

Осадкомер 

  • Прибор состоит из дождемерного ведра, установленного на столбе, огражденного ветрозащитой, и дождемерных стаканов, предназначенных для измерения уровня выпавших осадков. 

  • Уровень выпавших осадков измеряют не реже двух раз в сутки, утром и вечером. Если идет сильный дождь, показания снимают еще и днем. Чтобы замерять уровень осадков, мерное ведро снимают со столба, накрывая крышкой (на его место ставят сменное), а носок прикрывая колпачком.

Плювиограф

  • Работает по принципу весов и представляет собой целый блок приборов, позволяющий вести измерения беспрерывно в автономном режиме. 

  • Прибор позволяет измерять интенсивность осадков за любой промежуток времени, а также более точно определить время начала выпадения осадков. Например: весовые снегомеры умеют измерять длину столбика пробы снега и ее массу, определяя плотность снежного покрова. 

6

Термограф 

  • В качестве чувствительного элемента в нём предусмотрена небольшая пластина из биметалла. Каждое изменение температуры воздуха или воды приводит к деформации биметаллической пластинки. В результате перемещения конца такой пластинки начинается движение стрелки, один из концов которой предусмотрен для черчения кривых линий.

  • Кривые, нанесённые на разграфленную ленту, используются для получения данных за неделю и сутки. Для точного контроля за работой термографа может быть использован ртутный термометр, благодаря которому полученные результаты точны и верны. 

7

Гигрограф2

  • Принцип действия основан на свойстве обезжиренного женского волоса изменять свою длину с изменением относительной влажности воздуха. Изменение длины пучка волос преобразуется с помощью передаточного механизма в перемещение стрелки с пером по диаграммному бланку.

  • При увеличении относительной влажности воздуха пучок волос удлиняется и стрелка с пером перемещается вверх, а при уменьшении — опускается вниз.

8

Психрометр

  • Состоит из двух термометров, определенным образом продуваемых воздухом, влажность которого хотят измерить. Чувствительный элемент одного из двух термометров обернут марлей, увлажняемой дистиллированной водой. Испа­рение воды в воздух вызывает охлаждение термометра до рав­новесного значения температуры, называемой «температурой влажного термометра». Другой термометр измеряет температуру воздуха, называемую, напротив, «температурой сухого термо­метра».

  • Измерение температуры влажного термометра с помощью психрометра представляет собой экспериментальный способ оп­ределения теоретической величины, называемой «термодинами­ческой температурой увлажненного термометра».

9

Гололедный станок 

  • Установка станка на метеоплощадке производится в вершинах прямоугольного треугольника, ориентированного катетами с севера на юг и с востока на запад. Верхние провода подвешиваются на высоту 225см от поверхности земли. К одному из столбов прикрепляется снегомерная рейка.

  • Измерение роста образований гололеда, изморози и оседаний снега, определяется на участке нижнего провода длиной 20 см, который очищают каждый раз после наблюдений. Количественно отложения определяются по массе на участке 25см одного из верхних проводов, на котором отложения оказались наибольшими. Для этой цели на провод надевают специальную ванну, закрывают её и вместе с проводом переносят в помещение. Массу растаявшей пробы определяют измерительным стаканом в см3.

10

Ледоскоп 3

Ледоскоп является вспомогательной установкой для ви­зуальных наблюдений за инеем, изморозью и гололедом. Он со­ стоит из круглой деревянной рейки длиной 190 см, диаметром 6 см, верхний конец которой заострен. На расстоянии 50 см от нижнего конца рейки через каждые 5 см просверливается 20 сквозных отверстий, в которые можно вставлять по две дере­вянные или проволочные шпилькиРейка на 50 см закапывается в землю.

  • С помощью ледоскопа производятся только визуальные наблюдения, никаких измерений не делается. 

Приложение 4.

Схема метеоплощадки(детская).

Приложение 5.

Метоеплощадка.Все приборы белого цвета.

Приложение 6.

Метеостанции на крышах города.

Приложение7.

Прогностическая приземная карта Урала.

Прогностическая высотная карта

Прогноз снега для летчиков..

Приложение 8.

Таблица 2

Метеостанции Свердловской области.

1.АЭ Ивдель
2.А Исток
3.ОГМС Верхнее Дуброво
4.Г-I Краснотурьинск
5.Г-I Екатеринбург
6.ГГ Туринск
7.М-II Алапаевск
8.М-II Артемовский
9.М-II Атымья
10.М-II Бисерть
11.М-II Бурмантово
12.М-II Бутка
13.М-II Верхотурье
14.М-II Висим
15.М-II Гари
16.М-II Ирбит, Фомина
17.М-II Екатеринбург
18.М-II Каменск-Уральский
19.М-II Камышлов
20.М-II Карпинск

21.М-II Качканар
22.М-II Кушва
23.М-II Красноуфимск
24.М-II Кытлым
25.М-II Липовское
26.М-II Михайловск
27.М-II Невьянск
28.М-II Нижний Тагил
29.М-II Ревда
30.М-II Североуральск
31.М-II Серов
32.М-II Сысерть
33.М-II Таборы
34.М-II Тавда
35.М-II Тугулым
36.М-II Туринск
37.М-II Туринская Слобода
38.М-II Шамары
Пункт наблюдений:
39.АМС Мариинск
40.АМС Екатеринбург (Ботанический сад)

Приложение 9.

Расположение метеоплощадки в Верхней Салде.

Приложение 10.

Экскурсия по метеостанции г. В. Салда, март 2023 г.

     

Приложение 11.

Процесс изготовления барометра из банки

     
     
     
     
     

Приложение 12.

Процесс изготовления барометра из лампочки

     
     
     
     
     

Приложение 13.

Процесс изготовления осадкомера (снегомерной рейки)

     

Приложение 14.

Процесс изготовления флюгера

     
     
     
     

Приложение 15.

Шкала силы и скорости ветра.

Приложение 16.

Таблица 3

Сравнение изменений АД по барометру-банке, по настенному барометру, по показаниям в интернете.

Дата

Показания моего прибора/

банка

Показания барометра «УТЕС» мм.рт.ст.

настенный

Показания из интернета

Gizmeteo

Показания облачности

Совпадение

Показания облачности по барометру

Показания облачности

за окном

15.02.2023

 

758

749

   

+

16.02.2023

 

765

755

   

+

17.02.2023

 

760

754

   

+

18.02.2023

 

757

746

   

-

19.02.2023

 

755

744

   

+

20.02.2023

 

751

742

   

+

21.02.2023

 

740

735

   

+

22.02.2023

Н орма

742

732

   

-

23.02.2023

 

741

728

   

+

24.02.2023

 

750

734

   

+

25.02.2023

 

756

743

   

-

26.02.2023

 

747

748

   

+

27.02.2023

 

742

737

   

-

28.02.2023

 

731

731

   

+

01.03.2023

 

735

725

   

+

02.03.2023

Норма

742

727

   

+

03.03.2023

 

740

734

   

+

04.03.2023

 

743

735

   

-

05.03.2023

 

740

731

   

-

06.03.2023

 

745

733

   

+

07.03.2023

 

753

734

   

-

08.03.2023

 

748

743

   

+

09.03.2023

 

741

738

   

+

10.03.2023

 

745

736

   

+

11.03.2023

 

760

743

   

+

12.03.2023

 

752

751

   

+

13.03.2023

 

755

742

   

-

14.03.2023

 

758

747

   

+

Приложение 17.

Таблица 4

Показания барометра-лампочки в сравнении с показаниями реальной погоды, с показаниями прогноза в интернете.

Дата

Показание моего прибора (лампочка),

форма конденсата

Прогноз интернета

(облачность, осадки) Gizmeteo

Показания на улице,

осадки

Совпадение

15.02.2023

Стенки местами запотели однородным туманом

Ясно

Ясно

-

16.02.2023

Сухие стенки

Ясно

Ясно

+

17.02.2023

Сухие стенки

Ясно

Ясно

+

18.02.2023

Стенки местами запотели однородным туманом

Переменно

Переменно

+

19.02.2023

Образуются капли на северной (дальней) стороне лампочки

Осадки

Осадки

+

20.02.2023

Образуются капли на северной (дальней) стороне лампочки

Осадки

Осадки

+

21.02.2023

Образуются капли на северной (дальней) стороне лампочки

Осадки

Осадки

+

22.02.2023

Образуются капли на северной (дальней) стороне лампочки

Ясно

Осадки

+

23.02.2023

Образуются капли на северной (дальней) стороне лампочки

Осадки

Осадки

+

24.02.2023

Стенки местами запотели однородным туманом

Пасмурно

Переменно

+

25.02.2023

Образуются капли на северной (дальней) стороне лампочки

Переменно

Осадки

+

26.02.2023

Образуются капли на северной (дальней) стороне лампочки

Пасмурно

Осадки

+

27.02.2023

Образуются капли на северной (дальней) стороне лампочки

Пасмурно

Осадки

+

28.02.2023

Образуются капли на северной (дальней) стороне лампочки

Пасмурно

Осадки

+

01.03.2023

Образуются капли на северной (дальней) стороне лампочки

Осадки

Осадки

+

02.03.2023

Крупные капли в нижней части

(у воды)

Переменно

Крупные капли в нижней части

(у воды)

+

03.03.2023

Образуются капли на северной (дальней) стороне лампочки

Осадки

Осадки

+

04.03.2023

Стенки местами запотели однородным туманом

Переменно

Переменно

+

05.03.2023

Образуются капли на северной (дальней) стороне лампочки

Пасмурно

Осадки

+

06.03.2023

Образуются капли на северной (дальней) стороне лампочки

Пасмурно

Осадки

+

07.03.2023

Образуются капли на северной (дальней) стороне лампочки

Осадки

Осадки

+

08.03.2023

Образуются капли на северной (дальней) стороне лампочки

Пасмурно

Осадки

+

09.03.2023

Образуются капли на северной (дальней) стороне лампочки

Осадки

Осадки

+

10.03.2023

Стенки местами запотели однородным туманом

Пасмурно

Осадки

+-

11.03.2023

Стенки местами запотели однородным туманом

Переменно

Переменно

+

12.03.2023

Стенки местами запотели однородным туманом

Ясно

Осадки

+-

13.03.2023

Стенки местами запотели однородным туманом

Ясно

Переменно

+

14.03.2023

Стенки местами запотели однородным туманом

Переменно

Осадки

+-

Приложение 18.

Таблица 5

Показания флюгера и прогноза ветра в сравнении.

Дата

Показание моего флюгера

Показание из интернета

Gizmeteo

Совпадение

15.02.2023

 ю-в

 ю-в

+

16.02.2023

 ю-в

 ю-в

+

17.02.2023

 в

 в

+

18.02.2023

 с-в

 с-в

+

19.02.2023

 с-в

 с-в

+

20.02.2023

 в

 в

+

21.02.2023

 в

 в

+

22.02.2023

 з

 с

-

23.02.2023

 с

 с

+

24.02.2023

 ю-з

 ю-з

+

25.02.2023

 ю-з

 ю-з

+

26.02.2023

 ю-в

 ю

-

27.02.2023

 ю-з

 ю-з

+

28.02.2023

 ю

 ю

+

01.03.2023

 з

 з

+

02.03.2023

 з

 з

+

03.03.2023

 с

 с

+

04.03.2023

 ю

 ю

+

05.03.2023

 ю-з

 з

-

06.03.2023

 ю

 ю

+

07.03.2023

 с

 с

+

08.03.2023

 ю

 ю

+

09.03.2023

 ю

 ю-в

-

10.03.2023

 з

 з

+

11.03.2023

 с-з

 с-з

+

12.03.2023

 з

 з

+

13.03.2023

 ю-з

 ю-з

+

14.03.2023

 ю-з

 ю-з

+

Приложение 19.

Таблица 6

Показания снегомерной рейки. Показания температуры в сравнении с прогнозом.

Дата

Показание снегомерной рейки

Показание стационарного термометра, 06.00

Показания

прогноза температуры

Gizmeteo, средний показатель

Совпадение

15.02.2023

35 см

−11°C

−9°C

-

16.02.2023

34 см

−17°C

−9°C

-

17.02.2023

34 см

−15°C

−10°C

-

18.02.2023

34 см

−7°C

−14°C

-

19.02.2023

35 см

−13°C

−14°C

-

20.02.2023

34 см

−11°C

−15°C

-

21.02.2023

35 см

−17°C

−11°C

-

22.02.2023

37 см

−11°C

−13°C

-

23.02.2023

37 см

−15°C

−14°C

-

24.02.2023

38 см

−17°C

−13°C

-

25.02.2023

38 см

−16°C

−9°C

-

26.02.2023

39 см

−3°C

−3°C

+

27.02.2023

44 см

−7°C

0°C

-

28.02.2023

44 см

−5°C

−2°C

-

01.03.2023

43 см

−3°C

−4°C

-

02.03.2023

42 см

−10°C

−10°C

+

03.03.2023

42 см

−3°C

−13°C

-

04.03.2023

44 см

−1°C

−3°C

-

05.03.2023

47 см

−4°C

−1°C

-

06.03.2023

46 см

−4°C

−1°C

-

07.03.2023

54 см

−2°C

−4°C

-

08.03.2023

52 см

−11°C

−11°C

+

09.03.2023

45 см

−1°C

−2°C

-

10.03.2023

38 см

0°C

+4°C

-

11.03.2023

34 см

+4°C

−2°C

-

12.03.2023

20 см

+2°C

+1°C

-

13.03.2023

19 см

−1°C

+10°C

-

14.03.2023

17 см

+7°C

−1°C

-

Приложение 20.

Условные синоптические знаки

Направление ветра.

   

Условные синоптические знаки (для барометра из лампочки).

Состояние конденсата

Прогноз

Сухие стенки

ясно

Стенки местами запотели однородным туманом

переменно, без осадков

Полное запотевание стенок лампочки

признак ухудшения погоды, затяжные осадки на несколько дней

Крупные капли в центральной части

кратковременные осадки, грозы

Крупные капли в нижней части

(у воды)

облачно, но осадки пройдут стороной

Постепенное высыхание горлышка

признак быстрого улучшения погоды

Образуются капли на северной (дальней) стороне лампочки

осадки

Приложение 21.

График «Высота снежного покрова с 15.02.2023 года по 14.03.2023 года,

г.В Салда»

График «Ход температуры с 15.02.2023 года по 14.03.2023 года, г. В. Салда»

График зависимости снежного покрова от температуры

с 15.02.2023 года по 14.03.2023 года, г.В Салда

Приложение 22.

Роза ветров с 15.02.2023 года до 14.03.2023 года, г. В. Салда

Приложение 23.

График хода температур за период с 15.02 по 14.03 за 5 лет 2019-2023 гг.,

г. В. Салда (данные сайта Гизметео, градус Цельсия).

Приложение 24.

Ссылка на видеофильм «Метеоприборы своими руками».

https://youtu.be/i5DQScxEqS8

1 https://сезоны-года.рф/метео.html?ysclid=lft644ri7q559903595

2 https://studfile.net/preview/6759731/page:8/

3 https://www.vseznaika.org/tehnika/chto-takoe-osadkomer-i-dlya-chego-on-nuzhen/?ysclid=lft80suu19547628709

Просмотров работы: 124