Katedra Geoinżynierii i Gospodarki Wodnej ul.Warszawska 24  31-155 Kraków  +48 12 628 2810 sekretariat@iigw.pk.edu.pl

-

-

KATEDRA GEOINŻYNIERII I GOSPODARKI WODNEJ

Politechnika Krakowska

 

OGRÓDEK METEOROLOGICZNY


Katedra Geoinżynierii i Gospodarki Wodnej

 

 

Opiekun pracowni / kontakt:

dr inż. Marta CEBULSKA

Marta.Cebulska@pk.edu.pl

+48 12 628 2085

WIŚiE p.103

 

 

Marek Bodziony marek.bodziony@iigw.pk.edu.pl


 

 

Zakres pomiarowy laboratorium meteorologicznego - stanowiska pomiarowe, przyrządy

opracowała: Marta Cebulska i Marek Bodziony

Czujniki meteorologiczne znajdujących się w ogródku meteorologicznym przy budynku Huston. W budynku Houston znajduje się rejestrator i stanowisko komputerowe ze specjalistycznym oprogramowaniem do gromadzenia i przetwarzania danych.

 

 

W obrębie laboratorium meteorologicznego (ogródka meteorologicznego) znajduje się siedem stanowisk pomiarowych:

Nr stanowiska

Foto (autor zdjęć J.Zych, M.Bodziony)

Opis stanowiska pomiarowego

1

Zestaw do pomiaru temperatury przy gruncie, gruntu oraz pomiaru strumienia ciepła glebowego

Pomiar temperatury przy gruncie, gruntu oraz pomiar strumienia ciepła glebowego, który możliwy jest poprzez zainstalowane od strony południowej z dala od klatki meteorologicznej czujniki temperatury powietrza przy gruncie (termometr minimalny) oraz gruntu na pięciu standardowych głębokościach (tj. na głębokości 5, 10, 20, 50 i 100 cm)

Specyfikacja techniczna czujnika temperatury gruntu:

Ceramiczny czujnik temperatury gruntu Pt100 odznacza się:

- Dużym zakresem pomiarów tj. od -50 do +60 ºC;

- Lepszą dokładnością pomiarów niż ± 0,1 ºC (w temperaturze 0 ºC);

- Czułością min. 0,4 W/ oC.

Specyfikacja techniczna czujnika (z automatyczną kalibracją) do pomiaru strumienia ciepła glebowego:

Czujnik do pomiaru strumienia ciepła glebowego odznacza się:

- Znacznym zakresem pomiarów tj. od -30 do +70 ºC;

- Grubością czujnika do 5 mm;

- Niewielką średnicą tj. 80 mm;

- Dokładnością do ± 3% odczytu.

2

 

Zestaw do pomiaru promieniowania słonecznego oraz usłonecznienia

Skład zestawu stanowią heliograf oraz czujnik do pomiaru usłonecznienia (heliometr), a także przyrządy do pomiaru promieniowania - bilansomierz z niezależnym pomiarem promieniowania padającego i odbitego (albedomierz).

Heliograf – przyrząd służący do rejestrowania czasu bezpośredniego świecenia Słońca. Na polskiej sieci obserwacyjnej używa się heliografów systemu Campbell-Stokesa, którego zasadniczą częścią jest szklana kula o średnicy 9,6 cm. Światło słoneczne padające na kulę skupia się po przeciwnej jej stronie na pasku ze specjalnego kartonu i wypala na nim ślad, z którego wyznacza się czas świecenia Słońca czyli usłonecznienie.

Pomiar promieniowania padającego i odbitego oraz pomiar usłonecznienia (heliometr)

Specyfikacja techniczna czujnika do pomiaru promieniowania - bilansomierz z niezależnym pomiarem promieniowania padającego i odbitego (albedomierz):

- Zakres spektralny: od 285 do 2800 nm;

- Czułość: od 7 do 14 µV / W / m²;

- Czas reakcji: ±5 s;

- Zakres temperatur pracy: 40 °C do +80° C;

- Maksymalne promieniowanie słoneczne: 1200 W/m2;

- Pole widzenia: 180°.

3

Stanowisko do pomiaru wysokości opadów składa się z dwóch telemetrycznych czujników wysokości opadów oraz detektora opadu, a także ze standardowego deszczomierza Hellmanna oraz pluwiografu. Detektor opadu umieszczono na maszcie w odległości 2,0 m nad poziomem terenu.

 

Deszczomierz Hellmanna

Przyrząd  do  pomiaru wysokości opadów atmosferycznych o powierzchni chwytnej 200 cm2. Przyrząd ten składa się z następujących części wykonywanych z blachy cynkowej: podstawy, odbiornika, zbiornika, wkładki i pokrywki. Przyrząd przymocowuje się do słupka od strony północnej na takiej wysokości, żeby górna krawędź mosiężnego pierścienia u zbiornika deszczomierza znajdowała się na wysokości 1 m (nad pow. terenu) na posterunkach w terenie wzniesionym do 500 m n.p.m.

Specyfikacja techniczna czujnika wysokości opadów:

- Typ obudowy: Hellmann;

- Powierzchnia chwytna czujnika znajduje się na wysokości 1.0 m nad powierzchnią terenu;

- Powierzchnia chwytna: 200 cm2;

- Zakres pomiarowy: 0÷5 mm/min;

- Rozdzielczość pomiaru: 0.1 mm;

- Element aktywny: korytko wywrotowe;

- Temperatura pracy: -30÷60°C.

Dodatkowe charakterystyki: (1) Łatwa i szybka transmisja danych poprzez kable teletechniczne do rejestratora, (2) duża dokładność odczytu, (3) temperatura wnętrza – minimum 3 °C (± 0.5 °C), (4) waga 3500 g.

 

Czujnik detekcji opadu

Specyfikacja techniczna detekcyjnego czujnika opadu:

- Czułość detekcji: 0.05 cm2;

- temperatura pracy: -30÷60 °C;

- niska waga: 500 g.

Dodatkowe charakterystyki: (1) Łatwa i szybka transmisja danych poprzez kable teletechniczne do rejestratora, (2) prąd zasilania: 12 V DC, 5 mA , (3) napięcie grzania: 12 V AC lub 12 V DC.

 

Pluwiograf; jest samopisem, który podczas deszczu kreśli na pasku papieru nawiniętym na obracającym się bębnie zegarowym, linię sumy wysokości opadu zwaną pluwiogramem.

Z wykresu tego można odczytać wysokość opadu za określony okres czasu, a z danych tych obliczyć wysokość opadu przypadającą średnio na jednostkę czasu. Powierzchnia wlotowa pluwiografu Hellmanna wynosi 200 cm2. Urządzenie pluwiografu mieści się w osłonie z cynkowej blachy, zaopatrzonej w drzwiczki.

4

Zestaw trzech standardowych klatek meteorologicznych z czujnikami oraz z przyrządami tradycyjnymi (stanowisko 4), a także stanowisko w którym dokonuje się pomiaru temperatury i wilgotności powietrza na wysokościach; 2, 3, 4 , 8 m (stanowisko 6)

Przyrządy znajdujące się w klatkach meteorologicznych służą do pomiarów i ciągłej rejestracji temperatury oraz wilgotności powietrza. Na maszcie, o wysokości 10 m umiejscowione są czujniki do pomiaru temperatury i wilgotności powietrza w osłonach przeciwradiacyjnych.

Czujniki te znajdują się na wysokościach: 2.0; 3.0; 4.0 i 8.0 m nad powierzchnią terenu na

wysięgnikach przymocowanych do masztu.

Trzy standardowe klatki meteorologiczne z czujnikami oraz z „tradycyjnymi” przyrządami; w pierwszej klatce meteorologicznej umieszczono: termograf, higrograf, higrometr oraz psychrometr Augusta, kolejne zawierają: pojemnościowy czujnik wilgotności powietrza i oporowy cienkowarstwowy temperatury powietrza (HMP 155 Vaisala) jak również ceramiczny czujnik temperatury powietrza Pt100 (klatka środkowa) oraz psychrometr wentylowany, a także czujnik wilgotności powietrza i temperatury powietrza Hygroclip (klatka trzecia)

Klatka meteorologiczna: tradycyjna wykonana z drewna o przybliżonych wymiarach wewnętrznych: szerokość – 75 cm, głębokość – 48 cm i wysokość – 48 cm. Ścianki klatki wykonane z podwójnych żaluzyjek, w których deseczki są nachylone względem poziomu pod kątem 45°. Dno klatki tworzą trzy deski, z których środkowa znajduje się o kilka cm wyżej od dwóch bocznych. Dach klatki posiada dwa podkłady: dolny (wewnętrzny) – jest ułożony poziomo i posiada szereg okrągłych otworów, zaś górny (zewnętrzny) – jest pochylony do tyłu klatki.

Akcesoria specjalistyczne do klatek meteorologicznych:

- Termograf; rejestruje samoczynnie i w sposób ciągły przebieg temperatury powietrza

- Higrograf; urządzenie, które samoczynnie i w sposób ciągły rejestruje przebieg wilgotności względnej powietrza w postaci linii zwanej higrogramem;

- Psychrometr Augusta, który tworzą dwa termometry tzw. zwykły suchy i zwilżony;

Podziałka termometru zwykłego obejmuje zakres od –37 do +50 oC, a każdy stopień podzielony jest na pięć części, z których każda odpowiada 0,2 oC;

- Higrometr służy do wyznaczenia wilgotności względnej powietrza;

- Pojemnościowy czujnik wilgotności powietrza i oporowy cienkowarstwowy temperatury powietrza (HMP 155 Vaisala);

- Ceramiczny czujnik temperatury powietrza Pt100 w tym w osłonach przeciwradiacyjnych;

- Psychrometr wentylowany; czujnik temperatury „suchy” i „zwilżony” ceramiczny Pt100, dla którego zakres pomiaru wynosi od -50 do 60 oC;

- Czujnik wilgotności powietrza i temperatury powietrza Hygroclip dla którego zakres pomiaru wilgotności powietrza stanowi od 0 do 100% RH, temperatura -50 do 100 °C.

5

Zestaw urządzeń do pomiaru widzialności powietrza

Pomiar widzialności powietrza;

Czujnik widzialności powietrza umiejscowiony został na wysięgniku przymocowanym do masztu na wysokości 2 m, dla którego zakres pomiaru widzialności wynosi od 10 do 2000 m.

Specyfikacja techniczna czujnika widzialności powietrza:

- Rozpoznawanie minimum 4 różnych typów opadu (deszcz, mżawka, śnieg, deszcz lodowy);

- Rozpoznawanie min. mgły, gęstej mgły, dymu, piasku;

- Temperatura środowiska pracy: od - 40 do 55 oC;

- Wilgotność środowiska pracy: od 0 do 100 %.

Dodatkowe charakterystyki: (1) Łatwa i szybka transmisja danych poprzez kable teletechniczne do rejestratora, (2) prąd zasilania: 12 V do 50 V DC, (3) zasilanie z rejestratora.

6

Gradientowy pomiar temperatury i wilgotności powietrze na wysokościach; 2, 3, 4, 8 m odbywa się z uwzględnieniem czujników wilgotności powietrza i temperatury powietrza, które znajdują się w osłonach antyradiacyjnych. Czujniki te znajdują się na wysięgnikach przymocowanych do masztu.

7

Zestaw urządzeń do pomiaru kierunku i prędkości wiatru

Pomiar kierunku i prędkości wiatru. Przyrządy pomiarowe zlokalizowane są na maszcie metalowym o wysokości 10 m. Konstrukcja masztu jest uziemiona izabezpiecza pracę czujników przed skutkami zjawisk atmosferycznych (np. wyładowanie atmosferyczne). Stanowisko wyposażono w przyrządy: ultradźwiękowy anemorumbometr, czujnik kierunku wiatru – rumbometr, czujnik prędkości wiatru – anemometr czaszowy.

Czujnik kierunku wiatru – rumbometr – wysokość montażu: 10 m

- zakres pomiarowy- 0 ÷ 360°

- dokładność pomiaru- 1°

- wyjście cyfrowe

- 1/64 kąta pełnego wyjście w 6 bitach w kodzie Grey’a

- dokładność odczytu - 1°

- sygnał wyjściowy- kod Grey’a

- napięcie zasilania - 12 V DC

- prąd zasilania - 15 ÷ 45mA

- zasilacz - Połączenie kablowe – zasilanie z rejestratora i odbiór sygnału przez rejestrator

Czujnik prędkości wiatru – anemometr czaszowy – wysokość montażu: 10 m

zakres pomiarowy 0÷40 m/s

dokładność pomiaru 0,5 m/s

dokładność odczytu 0,1 m/s

próg zadziałania < 0.5 m/s

element aktywny wirnik czaszowy

prąd zasilania 1.6mA (4÷20mA)

temperatura pracy -30 ÷ +60oC

zasilacz połączenie kablowe – zasilanie z rejestratora i odbiór sygnału przez rejestrator

Dane  

Dane są przechowywane na serwerach firmy TRAXELEKTRONIK oraz na serwerze GiGW.

Na bieżąco można monitorować zmiany parametrów meteorologicznych, gdyż dostęp do danych jest on-line


 

KATEDRA GEOINŻYNIERII I GOSPODARKI WODNEJ (Ś-1)
Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki

Politechnika Krakowska
ul.Warszawska 24
31-155 Kraków
tel/fax: +48 12 628 2041
tel: +48 12 628 2810
e-mail:
sekretariat@iigw.pk.edu.pl
www.iigw.pk.edu.pl