Pluviometru

Pluometrul este instrumentul folosit pentru a măsura cantitatea de ploaie care a căzut. Face parte din setul principal de instrumente al unei stații meteorologice comune. Pluviometrul, pentru a înregistra corect nivelul precipitațiilor, trebuie instalat într-o zonă liberă de obstacole. Datele primite de stațiile de ploaie sunt colectate și sortate în analele hidrologice. Măsurătorile ploii au fost raportate în literatura antică: în India au fost descrise în Arthashastra în jurul anului 400 î.Hr., în Palestina au fost descrise în Mishnah în jurul anului 200 î.Hr. În China , măsurătorile ploii au fost raportate de Qin Jiushao în jurul anului 1247 .

Primul pluviu standardizat a fost construit în Coreea în 1441 de către prințul Munjong, fiul regelui Sejong cel Mare . În 1639 Benedetto Castelli , un elev al lui Galileo , a efectuat măsurători ale precipitațiilor folosind un recipient cilindric din sticlă, în care a măsurat nivelul apei după ploaie. În 1662 Christopher Wren a inventat manometrul înclinabil, prototipul manometrelor moderne, care a fost perfecționat în 1670 de Robert Hook .

Până în urmă cu aproximativ 10-20 de ani, acele instrumente care, de fapt, nu aveau nicio modalitate de a înregistra evoluția temporală a ploii și care erau verificate zilnic erau indicate ca aparate de măsurare a ploii . Dimpotrivă, pluviograful era un instrument care era capabil, prin intermediul unui sistem de înregistrare mecanică, să raporteze grafic cantitatea de ploaie care căzuse într-un anumit interval de timp (zilnic, săptămânal etc.), pe o bandă specială de hârtie milimetrică. Cu aceste instrumente a fost posibil să se atingă rezoluții temporale maxime de ordinul a cinci minute, chiar dacă în majoritatea cazurilor rezoluția utilizată a fost de ordinul a jumătate de oră.

Evident, înregistrarea unui eveniment de ploaie cu acest sistem a implicat o serie de probleme de întreținere, fiabilitatea instrumentului, citirea și prelucrarea datelor care oricum trebuiau făcute manual. Odată cu dezvoltarea electronicii mai întâi și apoi a tehnologiei informației , pluviografii s-au stabilit din ce în ce mai mult pe măsură ce au dobândit ușurința de gestionare și utilizare, mai ales pentru că s-au mutat de la instrumente mecanice la instrumente electronice cu capacitatea de a arhiva datele digital. Astăzi, distincția dintre cele două tipuri de instrumente a dispărut practic și are sens doar atunci când sunt considerate instrumentele vechi care nu au o capacitate de înregistrare a precipitațiilor mai mică de 24 de ore.

Tipuri

Un pluviometru văzut de sus

Pluviometru manual

Un pluviometru manual simplu constă dintr-un vas cilindric special, de obicei din plastic , echipat cu o scară gradată. Înălțimea apei care umple vaza este echivalentă cu ploaia măsurată în milimetri . Trebuie remarcat faptul că, cu această unitate de măsură, cantitatea de precipitații este independentă de suprafața în care este măsurată, în timp ce ar fi depins de suprafață dacă ar fi fost exprimată în unități de volum, adică de exemplu mililitri .

Pluometru totalizator

Este un cilindru mare, surmontat de o pâlnie, cu capacitatea de a colecta câțiva litri de apă. Este utilizat pentru a monitoriza precipitațiile în zone izolate, deoarece permite citirea valorilor cumulate ale precipitațiilor o dată la câteva luni.

Sifon pluviograf

Este compus dintr-un tambur rotativ care se rotește cu viteză constantă, pe el există o grilă de hârtie în care pe abscisă este timpul și pe ordonată înălțimea ploii, care este definită grație unui pinț, care se deplasează vertical (prin intermediul unui plutitor ) marchează înălțimea ploii pe hartă. Dacă nu plouă, nivelul apei rămâne constant și, prin urmare, pința marchează o linie dreaptă orizontală. Când începe să plouă, apa intră în pâlnie, în timp ce tamburul se rotește, plutitorul se ridică, dând naștere la creșteri verticale (înclinate) pe hârtie. Cu acest instrumentar este posibil să se definească în fiecare oră câte mm de ploaie au căzut. Dacă pința ajunge la marginea superioară a benzii de hârtie , înseamnă că nivelul din recipient corespunde cu duza canulei, prin urmare se declanșează o operație sifon care creează o depresiune în plutitor, în timp ce apa continuă să curgă până la care aerul intră în sifon (corespunde unei linii verticale din grafic).

Acest instrument vă permite să măsurați intensitatea medie a precipitațiilor pe o anumită perioadă de timp:

{\frac {h(\Delta {\mathit {T}})}{\Delta {\mathit {T}}}}={\mathit {i}}

{\ displaystyle {\ frac {h (\ Delta {\ mathit {T}})} {\ Delta {\ mathit {T}}}} = {\ mathit {i}}}

{\ displaystyle {\ frac {h (\ Delta {\ mathit {T}})} {\ Delta {\ mathit {T}}}} = {\ mathit {i}}}

În realitate, intensitatea ploii nu este constantă în timp, dar variază, deci este necesar să se definească intensitatea instantanee a ploii:

\lim _{\Delta {\mathit {T}}\rightarrow 0}{\frac {h(\Delta {\mathit {T}})}{\Delta {\mathit {T}}}}={\mathit {i}}({\mathit {t}})

{\ displaystyle \ lim _ {\ Delta {\ mathit {T}} \ rightarrow 0} {\ frac {h (\ Delta {\ mathit {T}})} {\ Delta {\ mathit {T}}}} = {\ mathit {i}} ({\ mathit {t}})}

{\ displaystyle \ lim _ {\ Delta {\ mathit {T}} \ rightarrow 0} {\ frac {h (\ Delta {\ mathit {T}})} {\ Delta {\ mathit {T}}}} = {\ mathit {i}} ({\ mathit {t}})}

Un pluviograf cu rezervor dublu basculant tip SIAP UM8150

Pluvografe cu bazin dublu înclinabil

Pâlnia transportă apa într-un bazin dublu din metal sau plastic, articulat la un moment dat. Este un sistem al cărui echilibru variază în funcție de cantitatea de apă din căzi. Răsturnarea are loc cu 0,2 mm (peste hotare 0,254 mm = 1/10 inch), deci de fiecare dată când cade 0,2 mm de ploaie se răstoarnă.

Această tavă este conectată la un sistem care scrie pe hârtie, înfășurată pe 2 role, care întind hârtia astfel încât pința să scrie pe o porțiune „plată” de hârtie. Pluma este articulată, deci în caz de ploaie este reprezentat un arc al unui cerc (a cărui rază este egală cu distanța față de balama), în cazul absenței ploii există o linie orizontală.

În perioada de umplere a tăvii, pința înregistrează o cursă orizontală, când este răsturnată, marchează un pas de 0,2 mm. În concluzie, există o funcție de pas, a cărei creștere este constantă (0,2), în timp ce banda de rulare (baza pasului) variază în funcție de timpul de umplere al tăvii.

Odată ce pinul ajunge în partea de sus a spațiului pentru hârtie, acesta se răstoarnă și marchează în jos. Prin adunarea tuturor ascensoarelor de urcare și coborâre în decurs de 24 de ore, se calculează precipitațiile totale (în mm) în timpul zilei. Intensitatea ploii poate fi citită și cu acest instrument. În ultimul timp sunt pe piață aparate de măsurare a ploii, în care înregistrarea are loc electronic, care poate fi conectată la un server central care stochează toate datele colectate.

Cu acest instrument este posibilă efectuarea măsurătorilor chiar și în cazul zăpezii: pâlnia este echipată cu rezistență termică, care topește apa (în fază solidă), reduce volumul măsurat la 1/10 din zăpada echivalentă și măsoară echivalent în apă.