Навігація
Зараз на сайті
Гостей: 2

Користувачів: 0

Всього користувачів: 30
Новий користувач: sanchopex
Останні статті
Высадка рассады томатов в открытый грунт
Оцінювання тісноти кореляційної залежності між ...
Процедура обчислень при перевірці статестичних ...
Вредители и болезни кукурузы.
Вредители и болезни ячменя и других колосовых з...
Останні завантаження
Приклад розрахунку т...
Куртенер Д. А. Усков...
Підказки на деякі за...
Презентация на тему ...
Підручник "Мікроклім...
Останнi огляди:
Очистка зерна
Высококачественная г...
Уголок от "Металлург...
Компания TPG - отдых...
Как выбрать одежду д...
Выращивание арбузов ...
Ленточная пила по де...
Наш сад
Структура статей
Усі статті » 13) З.А. Міщенко, Г. В. Ляшенко "Мікрокліматологія" » 1.2. Методика збору та обробки мікрокліматичної інформації автоматизованими засобами.
1.2. Методика збору та обробки мікрокліматичної інформації автоматизованими засобами.

Специфіка мікрокліматичних досліджень, як спостережень так і обробки матеріалів спостережень, вимагає значних людських ресурсів. Адже для проведення комплексних мікрокліматичних спостережень – градієнтних, теплобалансових тощо, навіть на одному експериментальному полігоні з охопленням тільки стаціонарних мікрокліматичних майданчиків і точок  (рис.1.2) необхідно одночасно мати 20-40 спостерігачів. Така трудомісткість мікрокліматичних досліджень обумовлює їх недостатній розвиток, відсутність детальної мікрокліматичної інформації для окремих регіонів, особливо із значною неоднорідністю діяльної поверхні. Подолання цих труднощів можливе шляхом розробки та упровадження автоматизованих інформаційно-вимірювальних систем.

За останні 30-40 років в країнах СНД, а також дальнього зарубіжжя було створено і упроваджено в практику декілька автоматизованих систем збору і обробки метеорологічної, агрометеорологічної і мікрокліматичної інформації. Із найбільш відомих можна назвати такі: стаціонарна автоматична метеостанція “УАТГМС”- 4м (М-106) (СРСР), для дослідження пограничного шару атмосфери - “КРАМС” (СРСР), кліматична автоматизована станція “Cars” (США), автоматизована станція приземних спостережень “Ramos” (США), автоматизована метеорологічна станція “Mawos” (Канада), автоматизована система збору метеорологічних даних “Amedas” (Японія), автоматизована метеорологічна станція  “SATTN” (Франція), автоматична станція фірми “Імпульс-Фізен” (Германія), автоматична система “Haffara” (Фінляндія).   

Із 4-х поколінь автоматизованих станцій як найбільш придатних для наукових досліджень в метеорології та агрометеорології можна виділити дві останніх. Це станції, які працюють:

- під управлінням вмонтованого мікропроцесора або мікро - ЕОМ. На обчислювальному приладі встановлено устрій збору та обробки інформації, який автоматично керує вибором параметрів, каналів, процесом вимірювань, виконує масштабування, усереднення, згладжування, забезпечує представлення інформації у фізичних величинах, контроль працездатності апаратури, вивід інформації на АЦПУ і на апаратуру передачі даних. Як обчислювальні пристрої, в залежності від призначення станції, використовуються як прості чотирьохрозрядні мікропроцесори так і потужні ЕОМ;

- з математичними моделями фізичних параметрів під керівництвом мікро- або міні - ЕОМ і являють собою ІОС (інформаційно-обчислювальну систему). Такі станції мають гнучку структуру і працюють більш ніж з 30 параметрами.

Більшість вказаних ІВС (інформаційно-вимірювальних систем) забезпечує автоматизований збір і обробку інформації по певній кількості метеоелементів в одній точці, а не на площі. В цьому сенсі перевагу має ІВК (інформаційно-вимірювальний комплекс) у вигляді пересувного варіанту - ПААКЛ (пересувна автоматизована агрокліматична лабораторія), яка була розроблена Центром автоматизації і метрології (ЦАМ) АН Молдови по технічному завданню лабораторії кліматології ІГ АН Молдови і РНДІСГМ (було створено і проведено випробування  двох зразків цієї ІВС [27].

В ПААКЛ закладено принцип просторового розв’язання у широкому діапазоні реалізацій, обмеженому знизу локально-вимірювальним пристроєм (ЛВП), а зверху – полігонною ІВС. Задача ЛВП полягає у зборі агро- і мікрокліматичної інформації в конкретному місці, а полігонної ІВС - виконувати збір інформації від ЛВП, обробляти, накопичувати і зберігати та передавати її споживачам в обумовленому вигляді. В ПААКЛ входить Центр, який базується на автомашині УАЗ-452 і включає мікро - ЕОМ, НЦ-8060, накопичувач на магнітні диски СМ-5400 місткістю 2×4 МВТ, алфавітно-цифровий дисплей, пристрій вводу - виводу даних, інше устаткування, яке забезпечує зв’язок з периферійними пристроями та блок автономного енергопостачання. Кожне ЛВП являє собою незалежний вимірювальний пристрій і може бути розташований на відстані 5 км від Центру. В оперативну пам’ять ЛВП вводиться інформація від датчиків. У постійній пам’яті (ПЗУ) зберігається програмне забезпечення автоматизованого збору, первинної обробки і занесення інформації у пам’ять ЛВП

       Згідно домовленості “Технічне завдання” містило методику збору та обробки мікрокліматичної інформації для  ефективної роботи ПААКЛ, розроблену в лабораторії кліматології ІГ АН МСРС З.А.Міщенко, Г.В.Ляшенко, В.М.Візітеєм. Перелік параметрів з діапазоном і точністю їх вимірювання представлено в табл. 1.2. Терміни збору інформації відповідають  термінам спостережень за розширеною програмою.

Таблиця 1.2 – Перелік параметрів, які вимірюються за допомогою ПААКЛ.

Параметри Діапазон вимірювань  Точність вимірювань 
 Тривалість сонячного сіяння (Н= 2 м)  5,00-23,25 год.  ±
 Радіаційний баланс без прямої радіації  -1...+1 %  + 2%
 Пряма сонячна радіація  ( Н=2 м)  “  “

 Сумарна радіація усередині та на

поверхні рослинного покриву

 0-2%  2%
 Відбита радіація  “  “
 Швидкість вітру на різній висоті  0-60 м/с  +0,5 м/с

 Вимірювання швидкості повітряного

потоку усередині травостою (Н від 0 до 0,5 м)

 0,1-2,5 м/с  ±0,05 м/с
 Напрямок вітру (Н= 2, 10, 16 м)  0-360º  ±10 %
 Температура повітря  -60...+50ºС  ±0,1 ºС
 Вологість повітря (відносна)  1-100 %  ±2 %
 Температура поверхні ґрунту  -40...+80ºС  ±0,5ºС
 Температура діяльної поверхні  -30...+60 ºС  ±0,5 ºС
 Розподіл температури ґрунту на глибинах  -40...+60 ºС  ±0,1 ºС
 Вологість ґрунту на глибинах  2-70 %  ±1 %

 Вихідними даними для розробки нової методики збору й обробки інформації за допомогою ПААКЛ є діючі в системі департаменту з гідрометеорології та охорони навколишнього середовища методичних вказівок  для стандартних гідрометеорологічних спостережень. Усю обробку мікрокліматичної інформації можна поділити на 4 рівні за складністю [66].

I-й рівень (накопичення інформаціі по строкам спостережень).

Блок-схема обробки актинометричної інформації на I- III рівнях

Рисунок 1.4 – Блок-схема обробки актинометричної інформації на I- III рівнях.

  III- й рівень (пентада, декада,місяць.

Продовження рис. 1.4

        На першому рівні  відбувається накопичення вимірів і утворення одиничного об’єму інформації, тобто накопичення показників датчиків з усіх ЛВП (5-6) за всіма елементами за один термін, тобто за одну 10-хвилинну серію (з врахуванням того, що деякі датчики можуть вийти із строю).

На другому рівні виконується обробка одиничного об’єму інформації за кожну годину і добу, тобто визначаються середні, екстремуми, суми за день, ніч, добу, а також виконуються розрахунки параметрів, які не вимірюються. На цьому ж рівні виконуються креслення графіків добового ходу кожного із параметрів і їх порівняльних графіків для усіх ЛВП. Окремо для кожного ЛВП готуються і друкуються, за занесеною в пам’ять формою, зведені таблиці.

 На третьому рівні виконуються розрахунки за пентаду, декаду, місяць і сезон спостережень, обчислюються кореляційні залежності між різними параметрами, готуються зведені таблиці та порівняльні (по різним ЛВП) графіки ходу показників.

 На четвертому, найбільш складному, рівні виконуються узагальнюючі розрахунки за рік і за весь період спостережень. Весь об’єм параметрів, які підлягають обробці, поділяють на програмні групи, кожна із яких, в свою чергу, поділена на метеорологічні підгрупи (актинометричну, метеорологічну, агрометеорологічну): константи (постійні для різних періодів параметри, які є у пам’яті машини або вводяться оператором), табличні, вимірюванні, обчислювальні, режимні. До константної групи відносяться такі параметри:

- почасові (хмарність, стан сонячного диску),

- добові (число, місяць, рік),

- місячні (час сходу і заходу сонця tc, ts тривалість дня і ночі - tд,  tн, рослинний покрив-РП),

 - річні (географічна широта φ і довгота λ, Sinφ, Sinλ, склад грунту- СП, крутість схилу - L, експозиція схилу - Э).

Табличні, вимірювальні і обчислювальні параметри відрізняються для метеорологічних підгруп (актинометричні, температури повітря, вологості повітря, температури ґрунту, вологості ґрунту, швидкості і напрямку вітру, температури поверхні ґрунту і рослин, хмарності, опадів, фаз розвитку рослин) і містять деякі метеорологічні таблиці. Наприклад, для актинометричної підгрупи в табличні параметри входять ΔT- поправка до середнього сонячного часу,

cosT - косинус істинного сонячного часу,  і  

sinφ i cosφ - синус і косинус широти місця. Для параметрів вологи грунту це будуть Рі, об’ємна вага грунту, Wз - вологість в’янення.

 Програма обробки матеріалів ПААКЛ передбачає на кожному із рівнів: діалог оператора із машиною, в тому числі, можливість коректування інформації з дисплею у випадку поломки датчиків; ввід інформації, яка збирається “вручну”; накопичення зібраної інформації за годину, добу, декаду, місяць, період; друкування мікрокліматичної інформації в вигляді таблиць по метеорологічним підгрупам; порівняння параметрів поточного року спостережень з іншими роками та багаторічними даними; вибірка за типами погоди по окремим періодам спостережень. Наведемо приклад інформації, яку містить підгрупи актинометричних параметрів (для одного ЛВП).

Підгрупа констант:

φ , λ – географічні широта і довгота;  

L – крутість схилу; Э – експозиція схилу;

СП -   гранулометричний склад ґрунту; РП – тип рослинного покриву;  

tв, t з– час сходу і заходу сонця.

Підгрупа табличних параметрів:

Δτ – поправка до середнього сонячного часу;

δ – нахил Сонця;

cos τ – косинус дійсного сонячного часу;

sinφ і cos φ – синус і косинус географічної широти;

k- коефіцієнт переводу даних приладу в абсолютні значення (Дж·м -2).

Підгрупа табличних параметрів:

Δτ – поправка до середнього сонячного часу;

δ – нахил Сонця;

cos τ – косинус дійсного сонячного часу;

sinφ і cos φ – синус і косинус географічної широти;

k- коефіцієнт переводу даних приладу в абсолютні значення (Дж·м -2).

До підгрупи вимірювальних параметрів входять:

tп,  tк– час початку і кінця спостережень;

(B-S´) – баланс без прямої радіації, який вимірюється за будь-якої погоди, крім дощу;

Sпряма сонячна радіація, яка надходить на горизонтальну поверхню;

Oхмарність (візуально);

Q сумарна радіація;

Aальбедо Землі.

До підгрупи обчислювальних параметрів входить:

 τ– середньо сонячний час;

sinh – синус нахилу Сонця;

- пряма сонячна радіація на горизонтальну поверхню;

Dрозсіяна сонячна радіація;

Вк – короткохвильова (КВ) радіація;

Вд - довгохвильова радіація (ДВ);

Rк – відбита КВ радіація;

ФАР- фотосинтетично активна радіація.

До підгрупи режимних параметрів ( починаючи з II рівня обробки) входять: середні та екстремальні (максимум, мінімум) дані за будь-який розрахунковий період – година, доба, пентада, декада, місяць, сезон, період.



Опубліковано: Admin February 03 2014 · Категорія: 13) З.А. Міщенко, Г. В. Ляшенко "Мікрокліматологія" · 0 коментарів · 1935 переглядів · Друк
Коментарі
Коментарі відсутні
Додати коментар
Щоб отримати можливість додавання коментарів, будь ласка, спочатку авторизуйтесь на сайті через власний обліковий запис.
Перекладач
Ми в соціальних мережах:
Лічильники:
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru