Cách đo lượng mưa, cách hiểu lượng mưa đo được trong bản tin thời tiết

Sự khác biệt là một điểm quan trọng khi nói tới lượng mưa, khiến việc đo lường trở nên khó khăn. Các nhà khí tượng học và các nhà nghiên cứu đã phát triển nhiều thiết bị đo lường cho phép họ nghiên cứu sự khác biệt đến cực đoan của lượng mưa.

Bạn hoàn toàn có thể thuận tiện nhận thấy mưa đổi khác theo thời hạn. Tại nơi bạn sống, không phải khi nào trời cũng đổ mưa. Ngay cả khi có mưa, cường độ mưa cũng hoàn toàn có thể biến hóa liên tục từ rất nhỏ đến rất to. Quãng thời hạn mưa to thường diễn ra nhanh chóng. Sự độc lạ trong lượng mưa cũng hoàn toàn có thể nhận thấy ở quy mô rộng hơn, bởi trên trong thực tiễn có những tháng hoặc năm khí ẩm hơn và cũng có những tháng hoặc năm khô hơn. Ngoài ra, nơi có mưa cũng có sự độc lạ. Có thể ở một nơi đang mưa rất to, nhưng cách đó vài km hoặc thậm chí còn vài trăm mét thôi lại chẳng có giọt mưa nào hoặc có mưa nhưng rất nhỏ .

Ba thiết bị phổ biến nhất sẽ được giải thích về nguyên lý hoạt động trong bài này. Dữ liệu trong bài viết được thu thập tại Trường Đại học Ecole des Ponts ParisTech, Pháp.

Bạn đang đọc: Cách đo lượng mưa, cách hiểu lượng mưa đo được trong bản tin thời tiết

CÁCH ĐO LƯỜNG LƯỢNG MƯA?

Phép đo lượng mưa thông dụng nhất là tính tổng chiều dày lớp nước mưa trong một khoảng chừng thời hạn nhất định, đơn vị chức năng tính là milimét ( mm ). Ví dụ, tất cả chúng ta muốn biết bao nhiêu mm nước mưa đã rơi xuống trong thời hạn 1 giờ, 1 ngày, 1 tháng hoặc 1 năm .Bạn hoàn toàn có thể thuận tiện tự đo chiều dày lớp nước mưa theo những bước sau : ( 1 ) Lấy một chiếc chai có mặt phẳng nhẵn, cắt rời phần phía trên và úp ngược xuống để tạo thành một cái phễu ( xem Hình 1A ). ( 2 ) Dán một chiếc thước vào thành chai và đổ đầy nước đến vạch số 0 trên thước, vạch này phải cao hơn những vết lồi ở đáy chai. Nếu không, những vết lồi sẽ ảnh hưởng tác động đến phép đo. ( 3 ) Đặt máy đo lượng mưa của bạn ngoài trời, càng cách xa những tòa nhà và cây cối càng tốt. ( 4 ) Thường xuyên ghi lại mực nước ( ví dụ, mỗi sáng lúc 8 giờ sáng ) để thu thập dữ liệu. Nếu bạn dự tính triển khai những phép đo trong ngày hè, một lượng nước bên trong chai sẽ bay hơi ( lên đến vài mm một ngày ) và điều này sẽ tác động ảnh hưởng đến số đo thực tiễn. Để tránh trường hợp này xảy ra, bạn hoàn toàn có thể thêm một lớp dầu mỏng mảnh vào nước. Vì nhẹ hơn nước nên dầu sẽ nổi trên mặt nước và ngăn cản sự bay hơi. Các số lượng có được từ thiết bị đo lượng mưa sẽ cho bạn biết lượng mưa trong một khoảng chừng thời hạn nhất định .

Hình 1A.Thiết bị đo lượng mưa tự chế. B. Thiết bị đo lượng mưa Tipping Bucket Rain Gauge. C. Một ví dụ về tài liệu thu được bằng thiết bị đo lượng mưa với gầu lật ( Tipping Bucket Rain Gauge ), cho biết lượng mưa ( tính bằng mm, trục Y ) đã giảm theo thời hạn ( trục X ) vào ngày 27/6/2017 trong khuôn viên Trường Đại học Ecole des Ponts ParisTech, Pháp. Mức tăng nhanh nhất, tương ứng với thời gian mưa to, xảy ra trong khoảng chừng từ 13 đến 14 giờ .Các chuyên viên sử dụng một loại thiết bị phức tạp hơn là Tipping Bucket Rain Gauge trong Hình 1B. Thiết bị đo lượng mưa này trông giống như thiết bị tự chế, nhưng có thêm hai gầu dưới phễu. Nước mưa sẽ được gom vào phễu sau đó chảy xuống gầu. Khi gầu đầy nước, thường là sau khi mưa rơi được 0,2 mm, nó sẽ tự động hóa đổ xuống đẩy gầu còn lại lên. Quy trình diễn ra lại từ đầu với gầu thứ hai. Thiết bị ghi lại thời hạn của tổng thể những gầu đổ xuống, giúp nhà nghiên cứu lấy được số liệu về vận tốc mưa rơi theo thời hạn. Hình 1C là một ví dụ về tài liệu hoàn toàn có thể thu được bằng cách sử dụng thiết bị đo lượng mưa Tipping Bucket Rain Gauge. Những quan sát này được triển khai vào ngày 27/6/2017. Chiều dày lớp nước mưa ( tính bằng mm ) nhanh gọn tăng lên trong khoảng chừng thời hạn từ 13 : 00 đến 14 : 00, có nghĩa là vào thời gian trời mưa rất to. Trong thời hạn mưa nhỏ, thiết bị này hoạt động giải trí không đúng mực. Ví dụ : trong khoảng chừng thời hạn từ 05 : 15 đến 13 : 00, tổng thể thông tin mà bạn hoàn toàn có thể thu được là 0,2 mm mưa đã rơi ( một gàu ), nhưng bạn không biết đúng mực thời gian mưa rơi. Nếu trời nhiều gió, độ đúng chuẩn của thiết bị cũng bị ảnh hưởng tác động .

Vì sao dự báo thời tiết lại dùng milimét để đo lượng nước mưa?

Trong chương trình dự báo thời tiết, những biên tập viên thường nói lượng mưa khoảng chừng vài trăm hay vài chục milimét ( mm ). Vậy, tại sao người tà lại dùng milimét để đo lượng nước mưa mà không dùng mét ( m ), centimét ( cm ), việc đo lượng mưa diễn ra như thế nào ?Lượng mưa là chiều dày của lớp nước mưa rơi xuống tại một khu vực nào đó. Nếu trong chương trình dự báo thời tiết, người ta thông tin ” đo được lượng mưa khoảng chừng 300 mm “, thì điều đó có nghĩa, đường sẽ ngập khoảng chừng 300 mm nước sau cơn mưa nếu đất không ngấm nước. Tuy nhiên trong thực tiễn, đất sẽ ngấm nước và lượng nước đó lại chảy ra những sông, suối … nên tất cả chúng ta sẽ không hề cảm nhận trực tiếp được lượng nước mưa .Với một cơn mưa có lượng mưa 200 mm và cái sân 100 mét vuông sẽ thu được 20 m3 nước. Vì vậy, nếu mưa trên diện tích quy hoạnh lớn ở nhiều tỉnh thành phố, lượng nước chảy về những sông suối sẽ cực kỳ lớn .Tổ chức Khí tượng quốc tế ( WMO ) quy định lượng nước mưa lớn hay nhỏ địa thế căn cứ theo số liệu dưới đây .Mưa vừa : Từ 16 đến 50 mm / 24 h, hoặc 8 đến 25 mm / 12 hMưa to : Từ 51 đến 100 mm / 24 h, hoặc 26 đến 50 mm / 12 hMưa rất to : > 100 mm / 24 h, hoặc > 50 mm / 12 hTheo những nghiên cứu và điều tra về tác động ảnh hưởng của mưa, từ cấp mưa to ( 51-100 mm / 24 h ) trở lên đã khởi đầu tác động ảnh hưởng xấu đi đến đời sống con người .

CÁCH ĐO KÍCH CỠ GIỌT MƯA?

Trận mưa được đo bằng gì? Tất nhiên là những giọt mưa! Thiết bị đo lượng mưa không thể đo được từng giọt mưa riêng lẻ. Để thu thập dữ liệu về các giọt và kích thước của chúng, bạn cần một loại thiết bị đo có tên disdrometer.

Xem thêm: Dụng cụ tập gym, dụng cụ thể hình giá rẻ 2023

Trước khi mô tả một thiết bị đo kích cỡ giọt ” thực “, bạn hoàn toàn có thể tự chế một chiếc ở nhà. Hãy làm theo những bước sau : ( 1 ) Lấy một chiếc đĩa sau đó phủ lên một lớp bột mì dày vài mm. ( 2 ) Khi trời mưa, mang chiếc đĩa đã được che chắn ra ngoài trời, mở tấm che trong vài giây để hứng. Các giọt mưa rơi vào lớp bột mì và tạo ra những hố nhỏ. Sau đó, bạn mang chiếc đĩa vào bên trong. ( 3 ) Phân tích hiệu quả .Chiếc đĩa bột mì của bạn trông sẽ tựa như như hình 2A. Bạn sẽ nhận thấy rằng không phải toàn bộ những giọt đều có cùng size – 1 số ít rất nhỏ và một số ít rất lớn ! Trên thực tiễn, miệng lỗ sẽ lớn hơn size thực của những giọt nước vì nước hơi lan ra sau khi chạm vào chiếc đĩa, nhưng chúng vẫn hoàn toàn có thể giúp bạn tưởng tượng được sự phong phú về size của những giọt mưa .

Hình 2A.Các phép đo thu được bằng thiết bị đo lường và thống kê tự chế. B. Một máy đo bằng quang học. Máy gồm một đầu phát tạo luồng ánh sáng hướng về phía đầu thu. Khi một giọt nước rơi qua thiết bị, đầu thu sẽ bị che khuất. C. Dữ liệu đo kích cỡ giọt mưa cho thấy số lượng giọt mưa, được phân loại theo kích cỡ, trong cơn mưa ngày 27/6/2017 tại khuôn viên Trường Đại học Ecole des Ponts ParisTech, Pháp. Trên trục X, bạn hoàn toàn có thể thấy những kích cỡ đường kính và trên trục Y là số lượng giọt của từng loại size. Bạn hoàn toàn có thể thấy chiều rộng của những lớp khác nhau. Những giọt nhỏ có chiều rộng lớp bé hơn và số lượng giọt nhiều hơn D. Tốc độ mưa tính bằng mm / h ( trục Y ) theo thời hạn tính bằng giờ ( trục X ). Biểu đồ này cho thấy ba chỉ số cực lớn của lượng mưa xảy ra trong ngày hôm đó .Tuy nhiên, những nhà khí tượng học và những nhà nghiên cứu muốn có một thiết bị tự động hóa và đúng chuẩn hơn chiếc đĩa bột mì. Hiện nay họ đa phần sử dụng thiết bị đo bằng quang học, có tính năng như trong Hình 2B. Loại thiết bị đo lường và thống kê này được cấu trúc bởi hai phần : bộ phát và bộ thu. Bộ phát tạo ra một luồng ánh sáng có chiều cao vài mm. Bộ thu được đặt thẳng hàng với bộ phát, nghĩa là khi trời không mưa, bộ thu sẽ nhận được hàng loạt ánh sáng. Tuy nhiên, khi một giọt mưa xuyên qua luồng ánh sáng, hãy đoán xem điều gì sẽ xảy ra ? Lượng ánh sáng nhận được nhỏ hơn, vì một phần bị chặn bởi giọt mưa. Nếu giọt mưa rơi rất nhanh, thời hạn ánh sáng giảm sẽ ngắn. Đây là cách ước tính tốc độ rơi của giọt mưa. Nếu giọt mưa lớn, tín hiệu bộ thu đo được sẽ giảm nhiều hơn so với giọt mưa nhỏ hơn. Đây là cách đo kích cỡ giọt mưa. Bằng cách này đo được size và tốc độ của từng giọt mưa rơi giữa bộ phát và bộ thu .Kích thước một giọt mưa hoàn toàn có thể lên tới 5 – 6 mm. Các giọt lớn hơn bị phân tách ra khi rơi xuống. Với kích cỡ quá lớn, những giọt mưa không đủ sức chống chọi lại sức mạnh của gió khi rơi nhanh. Vận tốc giọt mưa tăng tỉ lệ thuận với size của chúng : giọt 1 mm rơi với tốc độ 3 m / s trong khi giọt 5 mm ( những giọt rất lớn ) rơi với tốc độ 8 m / s .Hình 2C cho thấy một lượng giọt mưa với nhiều size đã rơi xuống trong một cơn bão xảy ra vào ngày 27/6/2017 ở Paris. Số lượng giọt nhỏ nhiều hơn giọt lớn. Nhưng đừng quên rằng giọt 1 mm có thể tích nhỏ hơn 125 lần so với giọt 5 mm ! Điều này có nghĩa, mặc dầu chúng không nhiều nhưng những giọt lớn chiếm phần đông lượng mưa. Sau đó, bằng cách cộng thể tích của toàn bộ những giọt đi qua thiết bị thống kê giám sát trong một bước thời hạn 30 giây, bạn hoàn toàn có thể ước tính được lượng mưa đã rơi xuống trong mỗi bước thời hạn 30 giây. Con số này sẽ cho ta biết cường độ mưa được tính bằng mm / h .Cường độ mưa cho bạn biết sức mạnh của trận mưa. Cường độ mưa sẽ tương tự với chiều dày lớp nước mưa trong 1 giờ nếu cường độ mưa không đổi trong suốt giờ này ( điều gần như không khi nào xảy ra trong trong thực tiễn ). Hình 2D cho thấy cường độ mưa ( tính bằng mm / h ) với những bước thời hạn 30 giây, trận mưa ngày 27/6/2017. Biểu đồ cho thấy sự đổi khác rất lớn về cường độ mưa .

CÁCH LẬP BẢN ĐỒ MƯA?

Chúng ta mới chỉ đàm đạo về những thiết bị hoàn toàn có thể phân phối những phép đo lượng mưa tại một vị trí đúng mực. Cả thiết bị đo lượng mưa và thiết bị đo kích cỡ hạt mưa đều mới chỉ cho bạn tưởng tượng về cơn mưa tại vị trí đo chứ không phải những khu vực xung quanh hoặc cách xa đó 20 km. Để tạo map lượng mưa, tức map về lượng mưa rơi xuống tại nhiều khu vực trong một khoảng chừng thời hạn nhất định ( ví dụ : 5 phút hoặc 1 giờ ), tất cả chúng ta cần radar thời tiết. ;Hoạt động của radar thời tiết được tóm tắt trong Hình 3A. Đầu tiên, thiết bị radar truyền sóng điện từ theo một hướng, sóng này sẽ truyền một phần nguồn năng lượng qua bầu khí quyển. Khi phần nguồn năng lượng này chạm đến giọt nước trong đám mây, một phần nhỏ của nguồn năng lượng đó sẽ được truyền trở lại thiết bị radar. Sau đó, thiết bị sẽ đo lường và thống kê nguồn nguồn năng lượng rất nhỏ nhận được từ tổng thể những giọt. Sử dụng những chương trình thống kê giám sát đặc biệt quan trọng, hoàn toàn có thể quy đổi nguồn năng lượng nhận được thành lượng mưa. Điều quan trọng là radar không trực tiếp đo lượng mưa mà thay vào đó đo lượng nguồn năng lượng do những giọt mưa tạo ra. Việc quy đổi nguồn năng lượng thành lượng mưa này rất phức tạp và người ta vẫn đang điều tra và nghiên cứu để cải tổ nó. Ví dụ, hiện tại sự phân bổ kích cỡ giọt và vị trí rơi trong một px radar được giả định là giống hệt. Điều này đơn giản hóa quá mức thực tiễn và hoàn toàn có thể ảnh hưởng tác động đến những phép đo. Chương trình đo lường và thống kê được cho phép thiết bị radar ước tính lượng mưa ở những nơi cách xa đó. Thiết bị radar hoàn toàn có thể quay xung quanh và cũng hoàn toàn có thể đổi khác góc quay, do đó hoàn toàn có thể ước tính tỷ suất mưa trong môi trường tự nhiên xung quanh .

Hình 3A.Radar thời tiết hoạt động giải trí theo nguyên tắc gửi đi một tần sóng trong khí quyển và những giọt sẽ trả lại một phần nguồn năng lượng cho radar. Trong hình là radar thời tiết đặt trong khuôn viên của Trường Đại học Ecole des Ponts ParisTech, Pháp. B. Một map lượng mưa được tạo bằng cách sử dụng tài liệu thu được bằng radar này ngày 15/9/2016 trong 3 phút 40 giây. Có thể thấy 2 điểm với lượng mưa rất lớn ở phần dưới của map .Tùy thuộc vào loại radar, hoàn toàn có thể ước tính lượng mưa trong nửa đường kính lên đến 150 – 200 km. Những nước tăng trưởng thậm chí còn có cả một mạng lưới thiết bị radar. Bằng cách phối hợp tài liệu được tích lũy bởi toàn bộ những thiết bị radar khác nhau, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể có được map lượng mưa trên toàn nước. Hình 3B cho thấy một ví dụ về map radar lượng mưa được đo bằng thiết bị radar tại Trường Đại học Ecole des Ponts ParisTech, Pháp. Có thể thấy sự biến hóa của lượng mưa bằng cách chú ý hai ô rất đậm ở phần dưới của map, có màu vàng và đỏ .

CHÚNG TA HỌC ĐƯỢC ĐIỀU GÌ?

Xem thêm: Top 10+ dụng cụ hút mũi, rửa mũi cho bé an toàn – Kids Plaza

Lượng mưa luôn không không thay đổi, biến hóa rất lớn theo thời hạn và giữa những khu vực khác nhau nên rất khó đo lường và thống kê. Máy đo mưa về cơ bản tích lũy nước rơi trên chính nó và ghi lại sự biến hóa theo thời hạn của chiều dày lớp nước mưa, thường được biểu lộ bằng mm. Bạn hoàn toàn có thể nhận được nhiều thông tin chi tiết cụ thể hơn với thiết bị đo kích cỡ giọt mưa. Thiết bị này tạo ra một luồng ánh sáng, luồng ánh sáng này bị chặn một phần khi một giọt nước rơi qua nó. Kích thước và tốc độ của mỗi giọt rơi qua luồng ánh sáng được ước tính từ lượng ánh sáng bị chặn. Để tạo map lượng mưa đo lượng mưa trên nhiều khu vực, tất cả chúng ta phải sử dụng radar. Loại thiết bị này, về cơ bản, sẽ gửi một số ít nguồn năng lượng vào khí quyển và nghiên cứu và phân tích phần nguồn năng lượng đó được trả lại sau khi chạm vào những giọt mưa trong khí quyển. Hiện vẫn còn rất nhiều nhà khoa học đang tìm cách để đo lượng mưa một cách đúng mực theo thời hạn và ở nhiều khu vực cùng một lúc .Theo Frontier for Young Minds

https://kids.frontiersin.org/article/10.3389/frym.2018.00038?fbclid=IwAR3w_zlZBYjShf2Q5gAJjlniezUUJjiCtj9EV65tyFOIGWz0ZS-eGNiO5zU

Source: https://suanha.org
Category : Dụng Cụ