Instrumente utilizare in determinarea temperaturii aerului si a solului

Temperatura

Temperatura reprezinta principalul element meteorologic care exprima din punct de vedere fizic viteza cu care particulele de aer efectueaza miscari de tip boolean (dezordonate) provocate de starea termica a volumului de aer.Unitatea de msur este gradul de temperatur, corespunztor unei diviziuni de lungime a scrii lineare. Intervalul dintre cele doua puncte termice (temperatura de fierbere a apei distilate la presiune normal i temperatura de topire a gheii) reprezint scara termometric,intervalul mprit ntr-un numr variabil de pri egale, fiecare dintre ele reprezentnd un grad de temperatur. Sunt cunoscute mai multe scri de temperatur:scara termometric Celsius (C/centigrade) care este cel mai frecvent utilizat pe plan mondial (scara universal), aceasta avnd dou valori importante: t1=0C (punctul de nghe al apei la o atmosfer) i t2=100C(punctul de fierbere al apei la o atmosfer);scara Fahrenheit (F) cu un interval de 180 F (32F-212F); pentru conversia din grade Celsius n grade Fahrenheit se folosete formula F=9/5C+32; punctul de fierbere al apei este la 212 F, iar cel de nghe 32F;scara Kelvin (K) sau scara temperaturii absolute la care 0K = -273,15C (zero absolut); temperatura n grade Kelvin poate fi calculat prin adugarea cifrei 273,15 temperaturii n grade Celsius;scara Reaumur (R), cu gradaii cuprinse ntre 0 (punctul de nghe al apei) i 80R (punctul de fierbere al apei);scara Rankine(Ra),cu punctul de fierbere al apei la 671,67Ra i punctul de nghe al apei la 491,67 Ra.Unitatea de masura pentru temperatura folosita in Romania este gradul Celsius .La staiile meteorologice din Romnia, n scopul msurrii temperaturii la anumite ore, climatologice (01,07,13,19) sau sinoptice (din or n or), se folosesc instrumente cu citire direct (termometre meteorologice ordinare, termometre de extreme-maxima si minima), iar pentru nregistrarea variaiilor continue ale temperaturii aerului ntr-o perioad mai lung (o zi sau o sptmn) se utilizeaz termografe.

Determinarea temperaturii aerului

Temperatura aerului reprezint un parametru meteorologic extrem de important deoarece aceasta influeneaz sau determin o serie de procese fizice, chimice i biologice la nivelul scoaei terestre. Temperatura aerului este msurat cu diferite tipuri de termometre meteorologice, al cror principiu de construire este variaia de volum (n special prin dilatare i contractare) a unor materiale lichide (alcool, mercur) sau solide (anumite metale) sub aciunea variaiilor termice ale mediului nconjurtor, n acest caz, ale aerului.Termometrele se instaleaza in interiorul adaposturilor meteorologice, pe linia 2 a platformei meteorologice.Adpostul meteorologic se instaleaz pe un suport de lemn, astfel nct rezervoarele termometrelor din interior s se gseasc la 200 cm deasupra suprafeei solului.Este vopsit n negru la interior pentru a crea un mediu ct mai constant i n alb la exterior pentru a reflecta n totalitate radiaiile solare.Este confecionat din lemn i are forma unei cutii cu pereii confecionai din jaluzele nclinate la 45 de grade pentru a permite accesul liber al aerului la instrumentele de msurat i pentru a opri ptrunderea razelor solare.n faa uii duble se poziioneaz o scar de lemn cu trei trepte pe care meteorologul de serviciu va urca pentru a verifica funcionalitatea aparatelor i instrumentelor de msurat.

Clasificarea termometrelor

a. Dup scop i destinaie: - meteorologice (normale, de minim, maxim, de minim i maxim);- medicale;- industriale;- pentru ntrebuinri casnice etc.b. Dup natura elementului sensibil: - cu lichid (mercur, alcool etilic, toluen);- metalice;- manometrice;- electrice (cu termoelemente, rezisten electric, termistori).

Termometre cu citire directa

In aceasta categorie se incadreaza toate termometrele meteorologice lipsite de mecanism inregistrator automat, la care valorile temperaturii se citesc si se inscriu in registru de catre om, fiind valabile numai pentru momentele cand au fost efectuate determinarile.

Termometrul meteorologic ordinar

Determinarile temperaturii cu acest termometru se face din 6 in 6 ore la statiile climatologice ( 01, 07, 13, 19 ) si din ora in ora la statiile cu program sinoptic. Are o precizie de 0,1 grade Celsius si este instalat in primul adapost meteorologic alaturi de celelalte instrumente pentru determinarea temperaturii si umezelii aerului.

Termometrul de maxima

Este un termometru meteorologic cu mercur. Scara acestuia este gradata din 0,5 in 0,5 grade Celsius si terminadu-se cu +50 grade Celsius. Determinarile celei mai ridicate temperaturi a aerului se face la orele de observatii climatologice.

Termometrul de minima si maxima Six-Bellani

Este folosit in scopul determinarii rapide a temperaturilor minime si maxime produse in diferite intervale de timp. La statiile meteorologice el este utilizat ca termometru de rezerva, pentru verificarea temperaturilor citite la termometrele de maxima si de minima.

Termometrul de minima

Este un termometru meteorologic cu alcool care se intrebuinteaza pentru determinarea celei mai scazute temperaturi a aerului din intervale cuprinse intre orele de observatii. Scara termometrului este gradata din 0,5 in 0,5 grade Celsius intre limitele -45 si +45 grade Celsius. Citirile temperaturii se fac la orele de observatii climatologice iar precizia determinarilor trebuie sa fie de 0,1 grade Celsius.

Reguli generale privind efectuarea observatiilor termometrice

1. Determinarile de temperatura trebuie sa respecte intocmai o ordine.2. Rezervoarele termometrelor nu trebuie atinse cu mana.

3. Citirea valorilor se face cat mai repede cu respiratia oprita si corpul cat mai departe fata de instrument.

4. La observatiile de noapte sursele de lumina trebuie folosite "numai in intervalul strict necesar pentru citire"

5. Precizia determinarilor de temperatura trebuie sa fie de 0,1 grade Celsius.

6. Pentru citirea exacta este necesar ca raza vizuala pornind din ochiul observatorului sa cada perpendicular pe capatul coloanei de mercur sau alcool.

7. Cand temperatura scade sub -25 grade Celsius se citesc valorile termometrului psihrometric cat si termometrului de minima.

8. La temperaturi mai mici de -36 grade Celsius citirile se fac numai la termometrul de minima.

9. Operarea termometrelor de extrema pe timp insorit si cu vant se face in umbra adapostului si cu fata spre vant.

Termometre inregistratoare ( termografe)

Termografe cu lama bimetalica

Termografele cu lama bimetalica sunt cele mai raspandite inregistratoare de temperatura.Ele au drept piesa receptoare o lama bimetalica curbata, obtinuta prin sudarea a 2 lame metalice cu coeficienti de dilatare diferiti.Una dintre acestea este confectionata din otel cu coeficient de dilatare mare, iar cealalta din invar cu coeficient de dilatare foarte mic.Lama bimetalica se fixeaza solid la unul dintre capete pentru a i se mari sensibilitatea. De capatul liber , care sufera toate deformarile provocate de variatiile temperaturii, se leaga sistemul de parghii al mecanismului de transmisie.La statiile meteorologice se folosesc diferite tipuri de termografe cu lama bimetalica

Termograful tip URSS-model vechiEste alcatuit dintr-o cutie metalica, prin al carei capac prevazut cu geam, poate fi urmarita curba trasata de penita inregistratoare pe termograma.

Termograful tip URSS-model nou Este alcatuit dintr-o cutie de material plastic , al carei capac este prevazut pe trei parti cu geamuri.

Termograful tip JunkalorEste format dintr-o cutie metalica, al carei capac are in partea anterioara un geam curbat de plexiglas.

Termograful tip RosselEste alcatuit dintr-o cutie metalica ai carei pereti sunt constituiti in cea mai mare parte dintr-un geam curbat de plexiglas.Deosebirea principala fata de celelalte termografe consta in faptul ca piesa receptoare este alcatuita din 2 lame bimetalice aproape circulare.

Termograful tip FischerSpre deosebire de celelalte termografe, are piesa receptoare in interiorul cutiei aparatului, ventilatia facandu-se prin orificiile practicate in peretii de plexiglas ai capacului.

Termografe cu tub Bourdon

Sunt nregistratoare de temperatur, mai puin rspndite care au drept pies receptoare un tub Bourdon plat, cu seciune eliptic al crui interior este umplut complet cu alcool sau alt lichid organic cu nsuiri asemntoare. Tubul Bourdon este piesa receptoare a termografelor de tip R. Fuess i J. Richard.

Instalarea si intretinerea termografului



Termograful se instaleaza impreuna cu higrograful in cel de-al doilea adapost meteorologic de pe platforma in asa fel incat piesa lui receptoare sa se gaseasca la inaltimea de 2 m. deasupra suprafetei active subiacente. Acest lucru este pentru ca datele inregistrate sa fie compatibile cu cele obtinute prin intermediul termometrelor cu citire directa. Pozitia lui trebuie sa fie perfect orizontala

Determinarea temperaturii solului

Temperatura solului reprezint elementul de care depinde nclzirea aerului din imediata apropiere a solului, ea influennd procesele de evaporare, de transformare a materiei organice din sol, de dizolvare sau precipitare a unor sruri solubile.De cldura din sol depinde viaa microorganismelor i dezvoltarea plantelor. Procesele termice care se produc n sol, respectiv rcirea i nclzirea sa, sunt condiionate de proprietile calorice ale solului, care sunt: capacitatea caloric, conductivitatea caloric i conductivitatea termic. Acestea sunt strns legate de proprietile fizice ale solului, adic de: compoziie, structur, culoare i grad de umectare. Aceste proprieti fac ca la aceleai valori ale radiaiei solare, solurile s se nclzeasc i s se rceasc diferit pe distane orizontale mici. Temperatura solului depinde de numeroi factori, dintre care, cei mai importani sunt:cantitatea de energie solar primit (n funcie de data calendaristic, ora, ziua, latitudinea i modul de expunere a suprafeei active),proprietile termofizice ale solului,macroi microrelieful,covorul vegetal, stratul de zpad,caracteristicile morfologice ale solului(tipul, culoarea, structura i textura).La statiile meteorologice se determina temperatura suprafetei solului lipsit de vegetatie si temperatura suprafetei stratului de zapada (cu ajutorul termometrului ordinar si al termometrelor de extrema) precum si temperatura solului lipsit de vegetatie la adancimile de 5,10,15 si 20 de cm ( cu ajutorul termometrelor de sol tip Savinov sau R.D.G).

Pentru determinarile termice de la suprafata solului si de la adancimile de 5,10,15 si 20 de cm se amenajeaza in partea de sud a platformei meteorologice, o parcela dezgolita de vegetatie cu dimensiunile de 6 x 4 m.Aceasta trebuie sa fie perfect orizontala, neteda si expusa razelor solare in tot timpul zilei.La statiile unde determinarile temperaturii solului se fac numai la suprafata acestuia parcela dezgolita este de 3 x 4 m.Ea se sapa la 25-30 cm adancime in fiecare primavara , solul afanandu-se si nivelandu-se astfel incat sa se gaseasca in permanenta la acelasi nivel cu restul platformei meteorologice.

Determinarea temperaturii suprafetei solului sau zapezii pe parcela lipsita de vegetatie

Sunt folosite aceleasi tipuri de termometre ca si la determinarea temperaturii aerului numai ca limitele scarilor lor sunt mai largi ( intre -35 grade Celsius si +70 grade Celsius) . Ele se instaleaza in centrul parcele dezgolite, cu rezervoarele si tuburile pe jumatate ingropate in sol. Citirile se efectueaza la cele patru ore de observatii climatologice cu precizia de 0,1 grade Celsius.

Determinarea temperaturii solului la adancimi mici pe parcela lipsita de vegetatie


Se realizeaza cu ajutorul unor termometre cu mercur de constructie speciala numite termometre de sol sau geotermometre

Termometrele de sol tip SavinovSunt cele mai frecvent utilizate , alcatuind serii de cate 4 termometre destinate masurarii temperaturii solului, la adancimi de 5,10,15 si 20 cm.Acestea se instaleaza in sol primavara si se scot toamna, deoarece in perioada de inghet se deterioareaza usor.Termometrele Savinov se introduc in solul parcelei dezgolite de vegetatie, pe o linie orientata est-vest incepand la 20 cm est de termometrele destinate masurarii temperaturii suprafetei solului.Acestea se verifica o data la 2 ani

Termometre de sol tip R.D.G.
Sunt folosite pentru determinarea temperaturii solului la adancimi cuprinse intre 2 si 100 de cm.Se instaleaza pe parcela dezgolita de vegetatie in serii de cate 6 si respectiv 10 termometre.Acestea au scara gradata de regula din 0,2 in 0,2 grade,intre limitele de -30 grade si +40 grade C.
Seria de 6 , destinata masurarii temperaturii la adancimi de 2,5,10,15,20 si 30 cm, este alcatuita din termometre cu tubul cotit in unghi de 135 grade si cu scara pe partea exterioara a unghiului.
La seria de termometre cu tubul cotit, se adauga pe aceeasi directie, 4 termometre drepte, protejate de tuburi metalice.Acestea se instaleaza in pozitie verticala la adancimi de 40,60,80 si 100 cm, cel mai adanc fiind situat in extremitatea vestica a seriei de 10 termometre

Deterninarea temperaturii solului la diferite adancimi pe parcela inierbata

Aceasta deterninare se realizeaza cu ajutorul termometrelor de sol extractive

Termometrul de sol extractiv se deosebeste de cel ordinar prin faptul ca are rezervorul mult mai mare, ceea ce face sa nu fie influentat de fluctuatiile momentane ale temperaturii din timpul extragerii pentru efectuarea observatiei.Acesta este protejat de un tub metalic sau de material plastic ,care prezinta o deschidere longitudinala cu scopul de a face vizibila scara.Aceasta este gradata din 0,2 in 0,2 grade , intre limitele de -15 grade si +40 grade C.Termometrele de sol extractive formeaza serii de cate 5,instalate la adancimi de 20,40,80,160 si 320 cm, sau de cate 8 ,instalate la adancimile de 20,40,60,80,120, 160,240 si 320 cm.Acestea se instaleaza pe parcela inierbata, urmarind o linie orientata pe directia est-vest, distanta dintre ele fiind de 50 cm

Determinarea expeditiva a temperaturii solului arabil

Pentru determinarea temperaturii se folosesc termometrele sonda, cel mai indicat fiind temometrul sonda tip Sohin. Acesta foloseste ca lichid termometric toluenul si are o scara gradata din 0,5 in 0,5 grade C. Corpul sau este protejat de un tub metalic foarte rezistent , a carui parte superioara are diametrul mai mare si prezinta o deschidere longitudinala prin care se citeste temperatura indicata pe scara.

Determinarea adancimii de inghet a solului

In timpul sezonului rece la statiile cu program agrometeorologic se determina si adancimea pana la care ingheata solul,obtinandu-se o serie de date utile pentru domeniul agriculturii,constructiilor sau urbanisticii. Adancimea de inghet a solului se determina cu geoglaciometrul Danilin, ce are ca baza de functionare proprietatea apei distilate de a ingheta la temperatura de 0 grade C.Acesta se instaleaza in sol catre sfarsitul toamnei, concomitent cu eventuala producere a temperaturilor negative si se ridica in a doua decada a primaverii, dupa dezghetul total al solului.Locul sau este pe parcela inierbata, langa termometrele extractive.Geoglaciometrul Danilin este alcatuit dintr-un tub de cauciuc umplut cu apa distilata ,cu o lungime de 100-120 cm si cu un diametru de 3-10 mm, divizat la exterior in centimetri .Determinarile asupra adancimii de inghet a solului se efectueaza in zilede de 5,10,`15,20,25 si ultima zi din fiecare luna, intre orele 8 si 9.In acest scop se scoate la suprafata tubul de cauciuc si se stabileste prin pipaire, adancimea la care se afla capatul inferior al coloanei de gheata din interiorul acestuia.Precizia determinarii este de 1 cm.

Determinarea starii suprafetei solului

Observatiile asupra starii suprafetei solului sunt vizuale si se efectueaza in timpul rondului preliminar de la orele 07:00 si 19:00. Aprecierile facute se noteaza prin cifre si text, in conformitate cu "Codul sinoptic international".

Bibliografie:

1.Sterie Ciulache, Meteorologie, manual practic, Editura Universitii din Bucureti;