Yaygın hava durumu ölçüm cihazları anemometre, rüzgar gülü, basınç sensörü, termometre, higrometre ve yağmur ölçerdir. Hava durumu göstergeleri, özel bir formatta biçimlendirilir ve tahmin modeline yardımcı olmak için hava istasyonlarına gönderilir. Bu yazıda tahmin yaparken en çok kullanılan hava tahmin araçlarının çalışma prensipleri hakkında bilgiler yer almaktadır.
İçindekiler
bardak
Barometre hava tahmini en önemli araçlardan biridir. Adından da anlaşılacağı gibi, yerel atmosferik hava basıncını ölçmek için kullanılır. Evangelista Torricelli, büyük ölçüde on yedinci yüzyılın ortalarında barometreyi icat etmekle tanınır. Ancak tarihsel belgeler, başka bir İtalyan bilim adamı Gasparo Berti’nin yanlışlıkla 1640 ile 1643 yılları arasında çalışan bir ölçek yaptığını da gösteriyor. Berti, Torricelli’nin akıl hocası olan Galileo’nun bir arkadaşıydı.
Basınç göstergesinin nasıl çalıştığını açıklayamayan Bertie, vakumun bir şekilde tüpteki su seviyesini koruduğu teorisine başvurdu ve Galileo’dan tavsiye istedi. Eğer bu doğruysa, Torricelli daha sonra atmosfer basıncı ile Gasparo Berti’nin aparatında tanımladığı fenomen arasında bir bağlantı kuracaktı. Daha sonra cıva gibi daha yoğun sıvılar kullanarak bu icadı minyatür olarak kopyalayabileceğini keşfetti. Geleneksel olarak, barometreler bir şekilde oluşturulmuştur ve aşağıdaki gibidir:
Sue (Goethe)
• Merkür ve
• Aneroid (daha sonra 1844’te Lucien Fedy tarafından icat edildi).
Analog modeller günümüzde resmi hava tahmini için nadiren kullanılmaktadır ve yerini büyük ölçüde dijital formlara bırakmıştır. Dijital göstergeler, atmosferik basıncı algılamak için vakumdaki sıvılar yerine elektrikli vericiler ve alıcılar kullanır ve günümüzde resmi hava istasyonlarında kullanılan en yaygın biçimdir. Hava basıncı, rüzgar gözlemleriyle birleştirildiğinde, 19. yüzyılın sonlarından beri kısa vadeli hava tahminlerini mükemmel bir doğrulukla tahmin etmek için kullanılmaktadır.
yoğunluk ölçeği
Rüzgar hızları, anemometre adı verilen cihazlar kullanılarak doğru bir şekilde ölçülebilir. İlk olarak 1450’lerde İtalyan sanatçı Leon Battista Alberti tarafından geliştirildi, ancak daha sonra 20. yüzyılda geliştirildi. Genellikle meteoroloji istasyonlarında bulunan yaygın bir araçtır. Tasarımları 15. yüzyıldan beri çok az değişti. Hava tahmininde kullanılan en kolay tanınan formlar aşağıdaki gibidir:
• Anemometre kabı.
• Kanatlı anemometreler.
İlki, fincan çarkının ne kadar hızlı döndüğüne bağlı olarak rüzgar hızını belirler. Derek Weston tarafından 1991 yılında tasarımda yapılan iyileştirmeler, rüzgar yönlerinin gemi çarkının hızındaki periyodik değişikliklerden belirlenmesine de izin veriyor. Teoride basit olmasına rağmen, gerçek rüzgar hızları belirlenmeden önce dikkate alınması gereken başka faktörler de vardır. Örneğin, cihazın kendisinden kaynaklanan türbülans ve montaj noktasından kaynaklanan sürtünme dikkate alınmalıdır. Anemometre ise aynı aletten rüzgar hızı ve yönünün kesin ve doğru ölçümlerini elde etmek için aynı eksen üzerinde bir kuyruk kanadını birleştirir. Rüzgar hızı, daha sonra rüzgar hızına dönüştürülen bir döngü sayacı kullanılarak belirlenir. Diğer anemometre biçimleri aşağıdaki gibidir:
Sıcak telli anemometreler (en yaygın sabit sıcaklık göstergeleri),
• lazer doppler anemometreler,
ultrasonik anemometreler
• Ping Pong Topo Anemometresi
yağmur göstergesi
Tesisatçılar, belirli bir süre boyunca bir yere düşen sıvı miktarını doğrudan ölçmek için kullanılan oldukça basit aletlerdir. Meteorologlar ve hidrologlar için hayati araçlardır. Dünyanın en eski ve en önemli hava durumu göstergelerinden biridir. Kaydedilen ilk cihazlardan bazıları, MÖ 500 dolaylarında antik Yunanistan’a kadar uzanıyor. Diğer kayıtlar, Hindistan’da yaşayan insanların da MÖ 400 civarında yağışları ölçmeye başladığını gösteriyor. İlk birleşik yağmur göstergesi MS 1441’de Kore’nin Joseon Hanedanlığı döneminde geliştirilmiş gibi görünüyor.
Bir yağmur göstergesinin ilk eğimli kova şekli, 1662’de Sir Christopher Wren tarafından geliştirildi. Richard Townley, 1677’den 1694’e kadar 15 yıllık bir süre boyunca yağışı sistematik olarak ölçen ve kaydeden ilk kişi oldu. Daha sonra dönemin diğer bilim adamlarına ve meteorologlara ilham verdi. sonunda İngiliz Yağış Organizasyonunu kuran George James Simmons (ilk yetkililerden biri) gibi. Modern yağmur ölçerlerin çoğu, genellikle belirli bir süre boyunca metrekare başına düşen milimetrelik yağış yüksekliğini ölçer. Bu, metrekare başına düşen litre miktarı ile aynı değerdir. Bunlar, daha sonra meteorologlar tarafından yağışı değerlendirmek için ziyaret edilen basit toplama sistemleri veya otomatik yerinde veri toplama olabilir.
hava Durumu balonu
Hava durumu veya sondaj balonları, bilimsel araçları üst atmosfere taşıyan etkili mobil hava istasyonlarıdır. Atmosfer basıncı, sıcaklık ve nem gibi hava değişkenlerini ölçmek için sensör grupları ile donatılma eğilimindedirler. Bu bilgi depolama ve analiz için alıcı yer istasyonlarına gönderilir. Rüzgar verileri gibi diğer bilgiler, balonun konumu radar veya radyo navigasyonu ile takip edilerek veya her balona GPS sistemleri kurularak elde edilebilir. Diğer aletler, küçük paraşütle donatılmış, ancak genellikle harcanabilir, radyo sondaları adı verilen yükler ile kaplıdır.
Her balon, genellikle 6 fit (1,8 metre) uzunluğa kadar büyük olma eğilimindedir. Balonlar daha sonra uçuş sırasında en hassas aletleri kapsayan ve koruyan bir alet taşıma yükü paketi taşır. Fransız meteorolog Léon Tesserence de Port, hava balonlarını ilk kullananlardan biriydi. 1896’da yüzlercesini serbest bıraktılar, bu da troposfer ve stratosferin keşfine yol açtı. Transosond adı verilen bazı balonlar havada uzun süre kalacak şekilde tasarlanmıştır. İlk olarak 1950’lerde atomik serpintiden kaynaklanan radyoaktif kalıntıların izlenmesine yardımcı olmak için tasarlandılar.
basit termometre
Hava tahmini için bir başka temel ama önemli araç, basit termometredir ve genellikle havanın ortam sıcaklığını ölçmek için kullanılır. Cihazın tasarımı çok basittir ve birkaç önemli bileşenden oluşur. Bu bileşenler aşağıdaki gibidir:
• Sıcaklık sensörü: geleneksel analog termometrelerde cıva ampulü veya modern kızılötesi termometrelerde dijital sensör içerir.
• Sıcaklık değişikliklerini sayısal bir değere dönüştürmek için bir yöntem: Bunlar, eski analog termometrelerdeki görünür ölçeklerdir ve modern termometrelerdeki dijital okumalardır.
Termometrenin temel konsepti eski Yunanlılar tarafından biliniyordu. Bununla birlikte, bilindiği şekliyle termometre, on yedinci yüzyılda Galileo’nun on altıncı yüzyıldaki termometresinden kademeli olarak gelişti. Birleşme bazen on yedinci ve on sekizinci yüzyıllar arasında başladı. Ancak meteorolojide, yer tabanlı hava istasyonlarının veya hava balonlarının ayrılmaz bir parçasıdır.
higrometre
Higrometreler, atmosferdeki, topraktaki veya iç mekanlardaki havanın nemini ve nem içeriğini ölçmek için kullanılan aletlerdir. İlk, ham olmasına rağmen, higrometre İtalyan dehası Leonarda da Vinci tarafından 1480 civarında icat edildi. Daha modern versiyonları 1755’te İsviçreli Johann Heinrich Lambert tarafından yaratıldı. Eski analog higrometreler, birkaç isim vermek gerekirse, saç higrometreleri ve asılı hava basıncı göstergeleri dahil olmak üzere çeşitli biçimlerde geldi. İlki, adından da anlaşılacağı gibi, saç uzunluğu değiştikçe bağıl hava nemindeki değişiklikleri algılamak için hayvan kılı (higroskopik – emici) kullanır.
İkincisi, havada dolaşan biri ıslak diğeri kuru iki pul kullanır. Sıcaklıklar suyun donma noktasının üzerinde veya altında dalgalandığında, ıslak ampul kuru termometreden daha düşük (su donma noktasının üzerinde buharlaşırsa) veya daha düşük (buz oluşursa) bir sıcaklık gösterecektir. Modern nem ölçerler, daha güvenilir ve doğru oldukları için dijital versiyon olma eğilimindedir. Bağıl nemdeki değişiklikleri algılamak ve kolayca okunabilir bir dijital değere dönüştürmek için elektronik sensörler kullanırlar.
radar
Radar, herhangi bir hava durumu cihazının ayrılmaz bir parçasıdır ve esas olarak yağışın yerini belirlemek ve izlemek ve türünü (kar, yağmur vb.) ve yoğunluğunu tahmin etmek için kullanılır. Ek olarak, radar gök gürültülü fırtınalar, kasırgalar ve kış fırtınalarıyla ilişkili yağışları tahmin etmek için kullanılabilir. Dünya Savaşı sırasında düşman uçaklarını tespit etmek ve izlemek için geliştirildi. Çalışanlar kısa süre sonra ekranlarında yağmurun neden olduğu gürültüleri veya yankıları fark ettiler ve bu da teknolojinin barış zamanında potansiyel bir uygulamasını ortaya çıkardı.
Savaşın sona ermesinden kısa bir süre sonra, gereksiz radar ekipmanı meteoroloji istasyonlarına dönüştürüldü. Modern istasyonlar, yağmur damlalarının hareketini ve yağış yoğunluğunu zaten algılayabilen darbeli Doppler radarı kullanır. Genellikle dikey ve yatay darbeler gönderen ve alan dipol radar kullanırlar. Bu, meteorologlara herhangi bir zamanda çok boyutlu durumun çok daha net bir değerlendirmesini sağlar.
Otomatik Meteoroloji İstasyonu (AWS)
Otomatik Hava İstasyonu (AWS), bir hava durumu cihazının en önemli parçasıdır. Bunlar, adından da anlaşılacağı gibi, otomatik tamamlamalı hava durumu istasyonlarıdır. Sensörleri hava durumu verilerini bir hava durumu kayıt cihazına insan olmadığında bağlayan sabit veya mobil konumlar olabilirler. AWS, ulaşılması zor veya uzak konumlarda (deniz gibi) kullanım için özel olarak tasarlanmıştır. Otomatik istasyonlar, yukarıda belirtilen sensörlerin çoğuna sahip merkezi bir işlemciye güvenme eğilimindedir. Veriler kayıt cihazında saklanabilir ve kablo ve radyo sinyaliyle bir veya daha fazla uzak konuma iletilebilir.
Tüm bitki örtüleri ayrıca su geçirmez bir mahfazaya yerleştirilme eğilimindedir. Şarj edilebilir pil, güneş paneli veya rüzgar türbini ile çalışır ve sensör sayısı ihtiyaca göre değişir. Otomatik bir istasyon genellikle en az bir termometre, anemometre, rüzgar çorabı, higrometre ve barometre içerir. Genellikle Ulusal Hava Servisi tarafından kullanılırlar, ancak araştırmacılar veya amatör meteorologlar tarafından da kullanılabilirler.
kaynak:
longdom.org/open-access/weather-forecasting-from-the-early-weather-wizards-to-modernday-weather-prediction-2332-2594-1000229.pdf
sciencedaily.com/terms/weather_forecasting.htm
yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]