FÖLDTUDOMÁNYI BSC METEOROLÓGUS SZAKIRÁNY Differenciált szakmai anyag METEOROLÓGIAI MŰSZEREK Óraszám: 0+2 Kredit: 2 Tantárgyfelelős: Bíróné Kircsi Andrea egyetemi tanársegéd DE TEK TTK Meteorológiai Tanszék Debrecen, 2005 1
Tantárgy megnevezése: Meteorológiai műszerek A tantárgy felelőse: Bíróné Kircsi Andrea A tantárgy oktatója: Baros Zoltán, Tóth Tamás Heti óraszám: 0+2 a kredit értéke: 2 A számonkérés módja: G - gyakorlati jegy A tantárgy oktatásának célja: A tárgy oktatásának célja a meteorológiai megfigyelésekhez gyakorlatban használt műszerek működésének elvi alapjainak megismertetése és gyakorlati használatuk bemutatása. A tantárgy tematikája: A meteorológiai megfigyelések története. A meteorológiai megfigyelő hálózat, a megfigyelés időpontjai. Meteorológiai Szervezetek (OMSZ, WMO). A sugárzás és a hőmérséklet mérését lehetővé tevő fizikai jelenségek. A hőmérséklet mérés ének módszerei és eszközei. A napsugárzás mérése (a sugárzás időtartama és intenzitása). A légnyomás-mérés műszerei és a barometrikus magassági formula gyakorlati alkalmazása. A légnedvesség mérésének lehetőségei. A felhőzet és a csapadék megfigyelése. A párolgás mérése. A szél mérése. A látástávolság megfigyelése. A magaslégköri megfigyelésekről. Az automata meteorológiai állomások és az űrbázisú megfigyelőrendszer (meteorológiai műholdak és radarok). Az ajánlott irodalom: Czelnai R.1993: Bevezetés a meteorológiába III.: A meteorológia eszközei és módszerei. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest Makra L. 1991: Meteorológiai műszertan. JATEPress, Szeged Szász G. - Tőkei L. (szerk.) 1997: Meteorológia mezőgazdáknak, kertészeknek, erdészeknek Mezőgazda Kiadó, Budapest A tantárgy részletes tematikája: GYAKORLAT: Elsajátítandó ismeretek 1. hét Bevezetés: A meteorológiai megfigyelések története. Megfigyelések az ókorban és a közép-korban. A XVII. századi természet-tudományos forradalom hatása: a korabeli meteorológiai műszerek, az első mérő-hálózatok, a rendszeres meteorológiai megfigyelések kezdetei. Az első meteorológiai társaságok és konferenciák. A Pfalzi Meteorológiai Társaság és a Nemzetközi Meteorológiai Szervezet (IMO) bemutatása. Az előrejelzések előtérbe Elvégzendő feladatok A tantárgyi tematika és a ZH időpontjának ismertetése. 2
kerülése, a numerikus prognosztika. Meteorológia a XX. században. 2. hét A Meteorológiai Világszervezet (WMO) bemutatása. A WMO megalakulásához vezető főbb események (történeti áttekintés). A WMO általános bemutatása: célja, jogai, tagjai, székhelye. A WMO feladatai és szervezeti felépítése. A WMO programjai. A WMO és a XXI. század kihívásai. Az Országos Meteorológiai Szolgálat. A meteorológiai megfigyelések hazai történetének főbb állomásai, az OMSZ megalakulása. A hazai meteorológiai megfigyelőrendszer bemutatása. Az OMSZ alapvető feladatai, szervezeti felépítése, a főbb szervezeti egységek (Kutatási és Fejlesztési Főosztály, Numerikus Előre-jelzési Osztály, Levegőkörnyezet-elemző Osztály) tevékenységi köre 3. hét Alapfogalmak. A meteorológiai megfigyelőállomások osztályozása (a WMO állomásosztályozási, valamint az OMSZ állomásminősítési rendszere). A meteorológiai megfigyelések időpontjai. A meteorológiai műszerek alapvető típusai. 4. hét A hőmérséklet mérése. A hőmérséklet fogalma, mérését lehetővé tevő tényezők. A hőmérsékleti skálákról. A gázhőmérőkkel kapcsolatos alapvető tudnivalók. A folyadékhőmérők működési elve és típusai: higanyhőmérők (állomáshőmérő, Fuessrendszerű maximumhőmérő, felszíni és mélységi talajhőmérők) és szerves folyadékkal töltött hőmérők (minimum-hőmérő és a Hill-féle kata-termométer). A fémhőmérők működése és típusai a termográfok (hőmérsékletírók) bemutatása. Az elektromos hőmérők működési elve és típusai: a termoelem-hőmérők, ellenálláshőmérők és termisztorok. A lézeres hőmérők működése. 5. hét A napsugárzás mérése: Az elektromágneses sugárzás terjedése, tulajdonságai. A sugárzásmérés feladata, fontossága. A meteorológiai sugárzástani paraméterek ismertetése. A rövid (piranométer), a hosszú (pirgeométer) és a teljes (pirradiométer) sugárzás intenzitásának mérésére alkalmas műszerek bemutatása. A napfénytartam meghatározása napfénytartam mérő A WMO által szervezett programok fontossága aktualitása. Az OMSZ működésének, kutatási tevékenységének ismertetése Az észlelési időpontok jelentősége. A hazai meteorológiai állomások rendszerezése. Az állomáshőmérő, a Fuess-rendszerű maximumhőmérő, valamint a minimumhőmérő bemutatása, a velük történő mérések elvégzése. A felszíni és a mélységi talajhőmérők szakszerű elhelyezése, használata. A direkt sugárzás mérés abszolút és relatív műszereinek felismerése és működésükben rejlő különbségek ismertetése. A Campbell Stokes-féle napfénytartam mérő szakszerű felállítása és karbantartása. 3
(Campbell Stokes-féle) segítségével és intenzitásmérésekből. 6. hét A légnyomás mérése. A légnyomás fogalma, mértékegysége. A barométerek típusai. A higanybarométerekkel kapcsolatos általános tudnivalók, a mérések során alkalmazott korrekciók. A higanybarométerek (Fortin-féle, Fuess-rendszerű állomásbarométer, a Gay- Lussac-féle és a körtés barométer) bemutatása. A (Spring-Fuess-féle) mérlegbarométer működési elve. A folyadék nélküli (aneroid) barométerek és a barográfok. 7. hét A légnedvesség mérése: A légnedvesség mérését lehetővé tevő tényezők. A levegő nedvességtartalmának meghatározása az abszorciós nedvességmérők, a hajszálas nedvességmérők (Fuess-féle, poliméter), a pszichrométerek (August féle, Assmann-féle aspirált), a kondenzációs nedvességmérők (Lambrecht-féle harmattükör) segítségével történik. 8. hét A felhőzet megfigyelése. A felhők magasság szerinti osztályozása, fajtái, mennyisége és vonulása. A csapadék mérése. A csapadék fogalma és típusai. A (Hellmann-féle) csapadékmérő műszer és a csapadékgyűjtők működése. A csapadékírók (ombrográfok): a Hellmann-féle, az Anderkó-Bogdánffy-féle mérleges csapadékíró bemutatása. A hóvastagság és hósűrűség mérése. A mikrocsapadékok (harmat, dér, zúzmara) mérése. 9. hét A párolgás mérése. A párolgás fogalma és mérőműszerei: párogásmérő kádak és liziméterek. A liziméterek működése és típusai. A szél mérése. A szél fogalma, jellemzői, mértékegységei. A szélsebesség és a szélirány mérése: Wild-féle nyomólapos szélzászló, a kézi kanalas és lapátkerekes szélsebességmérők, aerodinamikus szélmérők (a Fuess-féle univerzális szélíró), az elektromos és szónikus szélsebesség-mérők. 10. hét A látástávolság mérése: műszeres és műszer nélküli megfigyelések. A magaslégköri meteorológiai meg- A barométerek típus szerinti elkülönítése. A folyadék barométerek használatával kapcsolatos korrekciók, valamint e típus előnyeinek, hátrányainak ismertetése. A barográf működésének elve. A higrográf szerkezeti részeinek, valamint működésének részletes ismertetése. Az Assmann-féle aspirált pszichrométer felépítése és az abból fakadó előnyök. Az égbolt borultságának megállapítása. A felhőalap magasságának meghatározása. A látható felhők alak szerinti elkülönítése és osztályozása. A Hellmanféle csapadékíró és az Anderkó Bogdánffy-féle íróműszerek működésének ismerete, alkatrészeik elkülönítése. A párolgásmérő műszerek típusai, működési elvük. Szélirány meghatározása. A Wild-féle kézi kanalas szélsebességmérő használata. Terepen látástávolság meghatározása. történő 4
figyelések. Fogalma, felosztása, módszerei, történeti áttekintés. A meteorográfok típusai. Mérőtornyok, kötött léggömbök, ballonszondák, repülőgép-meteorográfok, rádiószondák, meteorológiai rakéták. 11. hét Automata meteorológiai mérőállomások. Automata műszerek a meteorológiában. Regisztráló és jelentő automaták. Az automata állomások felépítése, főbb részei. Az egyes szenzorok működése (abszorpciós légnedvességmérők, platina ellenálláshőmérők, stb.). Az érzékelők felépítése, az adatgyűjtők működése. Az adattovábbítás lehetséges módjai. 12. hét Radarmeteorológia. Történeti áttekintés, a meteorológiai radarok megjelenése. A meteorológiai radarok működési elve és típusai: a Doppler- és polarizációs radarok. A wind profiler bemutatása. A magyarországi mérőhelyek bemutatása. 13. hét Meteorológiai műholdak. Jelentőségük, pályájuk, típusai. A kvázipoláris műholdak bemutatása: a TIROS- és NOAA-műholdak, mérőberendezéseik (AVHRR és TOVS), mérési programjaik (felhőképek, vertikális szondázás, adatgyűjtés és adatszolgáltatás). A geoszinkron műholdak bemutatása: a METEOSAT-műholdak és mérési programjuk. A műholdmeteorológia földi szegmense: központi állomások, vevőállomások, Magaslégköri megfigyelések eszközei. Az automata mérőállomások elterjedése, jelentősége és szerepe a magyar mérőhálózatban. Meteorológiai radarképek elemzése, kiértékelése. Meteorológiai műholdképek kiértékelése elemzése, mérőplatformok 14. hét Számonkérés ZH A félév során ismertetett meteorológiai szervezetek (WMO, OMSZ), műszerek, mérési számonkérése. módok 5