Vihmamõõtja: sademete mõõtmine, tüübid ja paigaldusjuhised

Vihmamõõtja: kuidas täpselt sademeid mõõta, tüübid (standard, autograafiline), paigaldusjuhised ja näpunäited täpseks andmekogumiseks nii kodu- kui teaduslikuks kasutuseks.

Vihmamõõtja on instrument, mida kasutavad meteoroloogid ja hüdroloogid sademete (nt vihm, lumi, rahe või lörts) mõõtmiseks teatud aja jooksul. Sademete hulk väljendatakse tavaliselt millimeetrites. Üks millimeeter mõõdetud sademete hulk vastab ühele liitrile vee kohta ühe ruutmeetri pinnal, seega annab vihmamõõtja otsese teabe vee hulgast, mis ühelt ruutmeetrilt on langenud.

Tüübid ja tööpõhimõtted

Levinumad vihmamõõtjate tüübid:

• Manuaalne lehtriga mõõtja – lihtne lehter ja mõõtesilinder: kogutud vesi valatakse mõõtekannu ja loetakse maha. Tavaliselt on lehter valmistatud vask- või polüestrist ja allosas on mahuti mõõtmisteks.
• Kallutatav ämber (tipping-bucket) – automaatne seade, kus kaks väikest ämbrikesega mehhanismi vahelduvad kogumise ja tühjendamise vahel. Kui üks ämber täitub teatud mahuni (nt 0,2 või 0,5 mm), kallutub see ja tühjendab vee, käivitades andmesignaali.
• Weighing (kaaluv) vihmamõõtja – kogub vee ja mõõdab selle massi; sobib pidevaks registreerimiseks ja lund/kergesõitu mõõtmiseks koos sulatusega.
• Autograafilised (registreerivad) mõõtjads – salvestavad sademete hulga aja jooksul paberile või elektrooniliselt (võib olla kallutatava sifooni- või ämbritüüpi); digitaalsetes versioonides toimub andmete logimine elektrooniliselt.
• Optilised ja akustilised sensorid – kaasaegsed lahendused, mis hindavad tippude sagedust, langevate tilkade suurust või valgustugevuse muutusi; sobivad tihti lühiajalise intensiivsuse hindamiseks.

Kuidas mõõtmine käib

Manuaalse mõõturi puhul kogutakse vesi lehtrisse ja hiljem loetakse mahuti sügavus. Automaatsete (nt kallutatava ämbriga) mõõturite puhul registreeritakse iga tühjendamine; ühe kallutuse vaste teisendatakse konkreetseks sademete hulgaks (mm). Autograafilised seadmed annavad lisaks kogusele ka ajaliselt eraldatud graafiku, mistõttu saab hinnata sademete intensiivsust ja kestust.

Paigaldus- ja asukoha juhised

• Vali avatud, esinduslik koht: paiguta mõõtja eemal hoonetest, puulatvade ja muude takistuste varjust. Sademete jaotus võib olla kohapeal väga muutlik, seega on hea valida koht, mis peegeldab uuritavat alasüsteemi.
• Kõrgus: orifiis või lehter asetatakse tavaliselt maapinnast mõne kümne sentimeetri kuni meetri kõrgusele vastavalt seadme ja kohalike standardite juhistele; olenevalt tüübist ja tootja soovitustest võib kõrgus varieeruda.
• Tasane ja stabiilne alus: paigalda mõõtja kindlale alusele või väravale nii, et see ei kõiguks tuules ja lehter jääks vertikaalselt.
• Tuule mõju vähendamine: tuul võib põhjustada vee allavelgu (undercatch). Mõõtja ümbruses ei tohi olla seinu või ehitisi, mis suunavad või blokeerivad õhuliikumist ebaloomulikult; mõnikord kasutatakse spetsiaalseid tuulekaitsereid, järgides standardeid.
• Kaugus takistustest: soovitatav on mõõtjat paigutada vähemalt mitme korra võrra kaugusele lähimatest takistustest (takistuse kõrgusest sõltuv), kuid täpne nõue sõltub metoodikast ja standardist.

Kalibreerimine, hooldus ja vead

• Regulaarne kontroll: puhasta lehter ja mahutid, eemalda lehed, mustus ja jää; kontrolli, et tühjendusmehhanismid (kallutatavad ämbrid) liiguksid vabalt.
• Kalibreerimine: automaate ja kaaluvmõõtjaid tuleb aeg-ajalt kontrollida ja kalibreerida tehase või labori standardite järgi, kasutades tuntud veehulgaga jaotusi.
• Talvine kasutus: lume ja jää puhul on vaja erimeetmeid (sulatussüsteemid või lume sulatamine), kuna jäädunud kogum ei anna õiget tulemust.
• Mõõtmisvead: tuule põhjustatud undercatch, tilkade hajumine (evaporatsioon eriti väikeste ja nõrkade vihmade korral), ummistused ja vale paigaldus võivad põhjustada alahindamisi või ülehindamisi.

Kasutusalad ja tähtsus

Vihmamõõtjad on hädavajalikud ilmavaatlustes, hüdroloogilistes uuringutes, põllumajanduses ja veevarustuse planeerimisel. Need andmed aitavad hinnata sademete ruumilist ja ajalist jaotust, mudeldada äravoolu, prognoosida üleujutusi ja planeerida niisutamist põldudel. Automaatandmed võimaldavad reaalaja seiret ning hoiatusi tugevate sademete korral.

Lühike ajalooline taust

Vihmamõõtmise ideel on pikaajaline ajalugu. Üks varasemaid standardiseeritud vihmamõõtjaid loodi 15. sajandil Joseonis Kuningas Sejong Suure valitsusajal; tema valitsusajal tegutsenud leiutaja Jang Yeong-sil on tihti seotud varajaste mõõteriistade arendamisega. Sellised algsed mõõteseadmed aitasid luua aluse hilisematele meteoroloogilistele vaatlustele ja standarditele.

Eelised ja piirangud

• Eelised: annavad otsese ja kvantitatiivse mõõtmise sademete hulgast; automaatsed süsteemid tagavad pideva andmevoo ja suurema ajaresolutsiooni.
• Piirangud: mõõtmistulemus sõltub paigutusest ja ilmastikuoludest (tuul, lumi, jää); erinevad tüübid annavad mõnikord erineva tulemuse sarnastes tingimustes ning nõuavad hooldust ja kalibreerimist.

Nõuanne: kui paigaldate mõõtjat isiklikuks kasutuseks või uurimistööks, järgige tootja juhiseid ja võimalusel rahvusvahelisi või riiklikke metoodikaid (nt WMO soovitusi), et tulemused oleksid võrdlevad ja usaldusväärsed.

Küsimused ja vastused

K: Mis on vihmatants?

K: Kuidas vihmamõõtur töötab?

K: Kes võttis kasutusele vihmamõõtja?

K: Millised on selle vahendi kasutamisega seotud eelised/puudused?

Otsing