Приборы и методика геофизического эксперимента : сборник научных трудов / Рос. акад. наук, Кол. науч. центр, Поляр. геофиз. ин-т. – Мурманск : [б. и.], 1997. – 166 с.

Приборы и методика геофизического эксперимента ©Кольский научный центр РАН, 1997 г. Полярный геофизический институт АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ МЕТЕОПАРАМЕТРОВ J1. А. Першаков Полярный геофизический институт КНЦ РАН 1. Экспериментальные исследования физико-химических процессов в земной атмосфере и, в частности, изучение динамики малых атмосферных составляющих, невозможно без наличия информации о вариациях метеопараметров. В первую очередь, это - температура, давление, влажность, направление и скорость ветра. Хотя существующая служба Госкомгидромета давно проводит измерения подобного рода, эти данные по ряду причин технического, организационного и финансового порядка оказываются либо недостаточными, либо недоступными. В частности, стандартные метеонаблюдения проводятся всего несколько раз в сутки (до 8 - 12) и, таким образом, интервал между измерениями оказывается более нескольких часов, что недостаточно для изучения динамики атмосферных процессов. Кроме того, метеонаблюдения должны проводиться в том же пункте, где измеряются и другие изучаемые объекты (например, озон, окислы азота и серы, аэрозоли, атмосферное электричество и т. п.). Автоматические метеостанции, хотя и выпускаются отечественной промышленностью, имеют слишком высокую стоимость; при этом даже приобретение такой станции не освобождает от необходимости ее существенной переделки. Так, в описываемом ниже аппаратурном комплексе, предназначенном для автоматической непрерывной регистрации метеоданных и разработанном лабораторией Атмосферы Арктики ПГИ, использованы лишь механические элементы датчиков серийно выпускаемой метеостанции М-49 [1]. От электрической части метеостанции М-49, построенной на основе сельсинов, пришлось полностью отказаться и, добавив еще датчик атмосферного давления, разработать заново электронную систему регистрации метеоинформации. 2. Измерение направления ветра. Для измерения направления горизонтальной составляющей турбулентного потока используется аэродинамический метод. Аэродинамическая сила ветра, возникающая при обтекании корпуса датчика (флюгарки) воздушным потоком, ориентирует датчик по направлению основной составляющей ветра. Угловое значение датчика преобразуется в электрический сигнал с помощью цилиндрической диафрагмы, стоящей на пути светового потока от светодиода к фотодиоду. Рабочий участок диафрагмы, жестко связанный с флю­ гаркой, изготовлен в виде клина. Изменение светового потока после диафрагмы регистрируется фотоусилителем, на выходе которого получается напряжение, пропорциональное мгновенному угловому положению датчика ветра. Для усреднения усиленный сигнал поступает на фильтр инфранизких частот пятого порядка с равно­ волновой характеристикой переходного процесса и постоянной времени фильтра 3-10 минут. Измерение скорости ветра. В качестве датчика используется винтовой анемометр, установленный на флюгарке, с помощью которой происходит ориентация винта анемометра перпендикулярно воздушному потоку. Винтовой анемометр измеряет скорость горизонтальной составляющей ветра основного потока. Винт датчика связан с электрическим генератором, на выходе которого вырабатывается напряжение, пропорциональное мгновенному значеншо скорости ветра. После усиления и детектирования сигнал поступает на интегратор, на выходе которого получается напряжение, пропорциональное среднему значению скорости ветра. 55