Сильный ветер может значительно повысить скорость потери тепла в холодную погоду. Охлаждение под воздействием ветра может вызвать определенный эффект на коже человека. Все, что вам нужно, чтобы вычислить коэффициент охлаждения ветром, это измерить температуру воздуха и скорость ветра. Обе цифры можно посмотреть из прогнозов погоды. Однако, вы можете измерить скорость ветра на дому, имея при себе всего лишь маленькие бумажные стаканчики и пластиковые соломинки.

Шаги

Рассчитываем коэффициент охлаждения ветром

Измерьте температуру T . Используйте термометр или посмотрите температуру воздуха вашего региона на веб-сайте прогноза погоды. Вы можете измерить температуру в Фаренгейтах или Цельсиях. Для измерения скорости ветра прочитайте внимательно следующий шаг, чтобы узнать, какое устройство нужно использовать.

Найдите или измерьте скорость ветра V . Вы можете найти оценку скорости ветра на большинстве сайтов прогноза погоды либо онлайн, путем поиска "скорость ветра + (название вашего города)". Если у вас есть анемометр (вы можете сделать его сами с помощью инструкций, приложенных ниже), то вы можете измерить скорость ветра самостоятельно. Если вы измеряете температуру в ºF, то используйте измерение скорости ветра в милях в час (миль в час). Если вы измеряете в ºC, то используйте измерение скорости ветра в километрах в час (км / ч). При необходимости, используйте [http://www.metric-conversions.org/speed/knots-to-kilometers-per-hour.htm веб-сайт для конвертации узлов в км/ч.

Введите эти значения в формулу. На протяжении многих лет в разных регионах коэффициент охлаждения ветром вычислялся различными формулами. Но сегодня мы будем вычислять формулой, используемой в Великобритании, США и Канаде, которая была разработана международной командой исследователей. Введите полученные вами цифры в формулу, приведенную ниже. Замените T на температуру воздуха и V на скорость ветра:

• Если вы измеряли в ºF и милях: температура охлаждения ветром будет = 35.74 + 0.6215T - 35.75V 0.16 + 0.4275TV 0.16
• Если вы измеряли ºC и км/ч: температура охлаждения ветром будет = 13.12 + 0.6215T - 11.37V 0.16 + 0.3965TV 0.16

1. Отрегулируйте в соответствие с солнцем. Яркое солнце способствует поднятию температуры до +10 - +18ºF (+5.6 - +10ºC). Нет официальной формулы, измеряющей этот эффект, однако вам нужно быть в курсе, что под воздействием солнца погода будет казаться теплее, чем покажут измерения, произведенные по формуле охлаждения ветром.

   Коэффициент охлаждения ветром определяет потерю тепла телом на открытом участке кожи при низких температурах. В экстремальных условиях, это может быть важным фактором, определяющим, как скоро наступит обморожение тела. Если температура охлаждения ветром -19ºF (-28ºC), то обморожение на открытых участках кожи наступит в течение 15 минут или менее. Если температура -58ºF (-50ºC), то обморожение на открытых участках кожи наступит в течение 30 секунд.

   Используем калькулятор расчета охлаждения ветром

   1. Найдите онлайн калькулятор расчета коэффициента охлаждения ветром. Попробуйте следующие сайты: the US National Weather Service , freemathhelp.com , или onlineconversion.com .

      • Все эти калькуляторы используют новую формулу охлаждения ветром, принятую в США и других странах в 2001 году. Если вы используете другой калькулятор, попробуйте найти тот, который использует эту формулу. Расчеты, выведенные по старым формулам, могут получиться ошибочными.

   2. Найдите показатели температуры воздуха и скорости ветра. Эти показатели можно найти из прогнозов погоды, доступных на веб-сайтах, по телевизору и радио или в газетах.

      Умножьте показатель скорости ветра на 0.75 . Поскольку в соответствии с прогнозом погоды скорость ветра определяется на уровне земли, то нужно умножить скорость ветра на 0,75, чтобы получить более точный показатель скорости ветра соответствующий уровню человеческого лица.

      Введите показатели в калькулятор. Убедитесь, что вы выбрали верные единицы измерения (например, мили в час или ºC). Нажмите "OK" или другую аналогичную кнопку, чтобы увидеть коэффициент охлаждения ветром.

   Измеряем скорость ветра

   Решите, следует ли вам купить или сделать анемометр самому. Анемометр - инструмент для измерения скорости ветра. Вы можете купить его онлайн, или сделать простой анемометр самостоятельно в течение 30 минут, используя приведенные ниже шаги. Если вы уже приобрели анемометр, то пропустите этот шаг и перейдите к тому, в котором вы научитесь производить расчеты.

   Проделайте отверстия в маленьких бумажных стаканчиках. Возьмите четыре маленьких бумажных стаканчика, и в каждом из них проделайте единичное отверстие на расстоянии 1,25 см ниже обода. Возьмите пятый бокал и проколите четыре равномерно расположенных отверстия, примерно на расстоянии 6 мм ниже обода, а пятое отверстие сделайте в центре донышка.

   • Если под рукой нет ничего острого, то дырки можно проделать и карандашом.

   1. Воткните пластиковую соломинку на 2.5 см в стаканчик с единичным отверстием. Второй конец соломки проденьте через два отверстия в чашке с пятью отверстиями. Воткните свободный конец соломки в другую чашку с одним отверстием. Поверните стаканчики с единичными отверстиями, нанизанные на одну и ту же соломинку так, чтобы они расположились в противоположных направлениях. Степлером прикрепите соломинки к стаканам.

      Повторите с двумя другими стаканчиками и второй соломинкой. Расположите стаканчики друг за другом, чтобы дно последующего смотрело в отрытую часть предыдущего. Прикрепите соломинки степлером к стаканчикам.

      Сделайте базу для анемометра. Поправьте обе соломинки, чтобы все четыре чашки оказались на одинаковом расстоянии от центра. Воткните небольшую булавку через точку пересечения двух соломинок. Вставьте карандаш с ластиком на конце через отверстие в основание стаканчика центральной чашки, и осторожно воткните на него булаву. Теперь вы можете держать анемометр за кончик карандаша, и использовать его для измерения скорости ветра.

   2. Подсчитайте количество оборотов, которое делает анемометр. Держите анемометр вертикально в ветреной области. Следите за одним стаканчиком (отметьте его маркером для легкости) и подсчитайте количество оборотов, совершаемых им. Используя секундомер, засеките время 15 секунд, и прекратите отсчет. Умножьте полученное число на четыре, чтобы получить количество оборотов в минуту (об/мин).

      • Для большей точности посчитайте число оборотов стаканчика за 60 секунд (тогда, не нужно умножать на 4).

1. Что такое среднесуточная температура?
Значение среднесуточной температуры вычисляется как среднее арифметическое по 8 срокам метеорологических суток.

2. У вас на сайте в Климатическом мониторе какая-то ерунда в значениях минимальной и максимальной температуры. Я сравниваю с другими сайтами и вижу существенные расхождения: минимумы часто занижены, а максимумы завышены. В чем дело?
К сожалению, метеостанции России и СНГ передают в международный обмен только дневной максимум и ночной минимум, эти значения вы и видите на других сайтах. Однако, нередко (чаще всего зимой) наблюдается монотонный рост (падение) температуры в течение суток, поэтому самая высокая температура воздуха часто бывает не днем, а в момент начала метеорологических суток, грубо говоря, накануне вечером. Также в результате вторжения холодного воздуха днем или сильного выхолаживания воздуха долгим зимним вечером температура воздуха в момент окончания метеорологических суток может оказаться ниже, чем в утренние часы. Поэтому нами было принято решение считать суточным минимумом самое низкое значение температуры, выбранное из 8 срочных значений и ночного минимума, а суточным максимумом – самое высокое значение температуры, выбранное из 8 срочных значений, значения, зарегистрированного в начале метеосуток и дневного максимума.

Вариации солнечной радиации, изменения атмосферных и океанических режимов циркуляции и извержения вулканов. Прошлые 130 лет можно разделить на разные разделы. В целом, в Северном Рейне-Вестфалии в течение 130-летнего периода наблюдается значительное повышение температуры.

За последние 30 лет наблюдалось значительно большее повышение температуры по сравнению с общим периодом. Повышение температуры в Северном Рейне-Вестфалии было несколько выше среднего за тот же период. В Северном Рейне-Вестфалии региональные различия в абсолютном повышении температуры узнаваемы между началом века и началом века. Однако различия находятся в пределах нескольких десятых долей градуса в диапазоне стандартного отклонения и поэтому не являются статистически значимыми. Заметно, что температуры в низинах, по-видимому, несколько увеличились, чем в горных районах.

3. Что такое метеорологические сутки и когда они начинаются?
Это зависит от того, в каком часовом поясе находится метеостанция. ВМО (Всемирная Метеорологическая Организация) установила время начала метеорологических суток для разных часовых поясов:
0 часов: 19-24 часовые пояса;
6 часов: 13-18 часовые пояса;
12 часов: 7-12 часовые пояса;
18 часов: 1-6 часовые пояса.
(Время всемирное, UT). Таким образом, на ЕТР метеорологические сутки начинаются в 18 UT, В это время подводятся итоги суток: вычисляются средние и экстремальные значения температуры воздуха и других метеопараметров, определяется количество выпавших осадков и т.п.

Однако эти небольшие различия могут также иметь причины, отличные от изменения климата. Ежегодные минимальные и годовые максимальные температуры кажутся очень похожими на среднюю годовую температуру. О возможном будущем развитии против результатов будущих прогнозов.

Чтобы ответить на этот вечный вопрос, компьютеры использовались десятилетиями. Процесс прогнозирования сложный: данные о показателях ветра, температуры и других переменных во всем мире включены в прогноз. Комплексное программное обеспечение моделей прогноза погоды основано на основных законах физики. Метеорологи используют свои суперкомпьютеры для расчета погоды в течение следующих нескольких дней.

4. Какова разница между московским и всемирным временем?
+4 часа летом и зимой.

5. Я зашел в раздел Рекорды погоды (Климатический монитор). Смотрю и думаю: не слишком ли холодно (жарко) было вчера в городе N: -96° (+75°)? Антарктида (Африка) отдыхает!
Сервисы мониторинга температуры воздуха и осадков полностью автоматизированы. Наблюдатели на метеостанциях кодируют информацию о погоде специальным кодом КН-01, откуда она, проделав длинный путь, поступает в мировой центр данных в Вашингтоне, а оттуда – на наш сайт, где раскодируется и обрабатывается. Иногда в процессе кодирования возникают ошибки, которые проходят всю эту цепочку в неизменном виде. В настоящее время на сайте работает автоматизированный контроль значений температуры воздуха, поэтому большая часть ошибок исправляется в течение 12 часов. К сожалению, некоторые ошибки алгоритму не удается исправить. Такие ошибки приходится корректировать вручную. Поэтому мы будем вам благодарны, если вы сообщите нам о замеченных неточностях.

В принципе, предсказание основано на законах сохранения физики: энергия, импульс и масса воздуха и воды остаются постоянными с течением времени в замкнутых системах. Эти физические законы составляют основу для уравнений погодных моделей. Математически это дифференциальные уравнения с частными производными в пространстве и времени. Уравнение не только вычисляет изменение температуры, влажности, давления, горизонтального ветра и вертикального ветра в атмосфере. Следует также учитывать самые верхние слои почвы - здесь достаточно ограничиться температурой и влажностью.

6. Не планируете ли вы расширить список станций в Климатическом мониторе?
Это не планируется, т.к. в мониторинге сделана ставка не на количество, а на качество. В климатических нормах и текущих данных неизбежно возникают ошибки. А количество станций, для которых мы может провести ручную проверку ограничено по понятным причинам.

Было бы очень удобно, если бы решения модельных уравнений могли быть найдены аналитически, т.е. путем преобразования формул так, чтобы в итоге получилось уравнение типа «температура в четверг = температура в среду по квадрату давления воздуха в квадрате». Но это математически невозможно. Вот почему метеорологи используют процесс, называемый дискретизацией: они «разрезают» воздушный конверт по горизонтали и вертикали, что приводит к удобству отдельных частей. Используя математическую сетку, они определяют тысячи виртуальных ящиков.

То, что вычисляется в компьютерных моделях, - это временное изменение средних метеорологических характеристик в этих коробках. Расстояние между горизонтальными сетками составляет 2, 8 км. Время также дискретизируется: один шаг вычисления соответствует интервалу времени в 25 секунд. Это уменьшит расстояние между горизонтальными сетками до 2, 2 километра и увеличит количество вертикальных слоев до 65.

7. За какой период у вас рассчитаны климатические данные по городам в разделе Климат мира?
Средние значения температуры воздуха и осадков, средние значения ветра, верхней и нижней облачности, влажности воздуха, снежного покрова, число дней с различным видом осадков, ясных, облачных и пасмурных дней подсчитаны по данным за 1981-2010 гг. Количество дней с различными явлениями и повторяемость различных видов облаков также рассчитаны по данным за 1981-2010 гг. При определении экстремальных значений метеорологических элементов взяты данные за весь период наблюдений: использованы архивы с сайтов meteo.ru, ncdc.noaa.gov, а также прочих источников.

Но не все процессы погоды могут быть реалистично представлены в компьютерной модели. Проблемы вызывают те процессы, которые происходят в порядке расстояния между решетками или даже меньше - то есть почти попадают в сетку сетки. Например, грозовое облако может показаться огромным в небе. Но для модели погоды она обычно слишком мала. По этой причине эксперты «параметризуют» такие процессы: что они не могут вычислить напрямую, они выражаются с помощью других переменных. Это наука сама по себе, которая требует большого вычислительного времени в прогнозе.

8. Из каких источников вы берете прогноз погоды?
На нашем сайте представлен расширенный комбинированный прогноз погоды на 5 дней, составленный по данным нескольких глобальных моделей атмосферы. Обновление прогноза полностью автоматизировано и происходит без участия синоптиков и контроля администратора сайта. Кроме того, по уникальной методике рассчитывается комфортность погоды.

В дополнение к конвективным облакам, таким как грозовые облака, также облака слоя, турбулентность и коротковолновые и длинноволновые процессы излучения параметризуются. Не забывать, что тепло и влажность течет на земле, что дополнительно требует отдельной модели для слоев почвы.

Разумеется, для расчета эволюции погоды компьютерные модели должны начинаться с некоторого начального состояния. Для этого требуются данные о погоде. Они регистрируются на метеостанциях национальных метеорологических служб, а также со спутников, радаров, буев, воздушных шаров и самолетов при взлете и посадке. Тысячи станций во всем мире участвуют в регулярных измерениях погоды. Однако вы не можете просто взять измеренные данные о погоде и рассчитать. Часто некоторые данные отсутствуют в любых местах.

9. Я, поверив прогнозу погоды на вашем сайте, не взял с собой зонтик (шапку) и промок как собака (отморозил уши) и т.д.
Я нашел у вас несколько ошибок в таблицах с данными. Почему даете недостоверную информацию?
Мы не несем ответственности за точность прогнозов и достоверность других метеорологических данных, т.к. вся информация, представленная на сайте, является неофициальной.

Кроме того, измерительные станции не обязательно находятся в центре ящиков виртуальной модели, но часто на краю. И для модельных расчетов важно, чтобы данные о погоде физически соответствовали друг другу точно. В противном случае, в компьютерной модели довольно странно, происходят нереальные вещи - образуются виртуальные атмосферные вибрации, а затем идет дождь в неправильных местах.

Чтобы определить наиболее правильное исходное состояние для расчета прогноза, метеорологи поэтому разработали так называемые методы ассимиляции. Это начинается с последнего предсказания компьютерной модели и пытается «привести» модель к измеренным данным. Этот очень утомительный расчет требует аналогичных усилий, как и сам прогноз. Поэтому неудивительно, что крупнейшие невоенные компьютеры в мире используются для моделирования погоды и климата. Например, компьютер немецкой метеорологической службы имеет теоретическую максимальную вычислительную мощность 560 терафлоп - это 560 триллионов операций с плавающей запятой в секунду.

10. Что делать, если я не нашел здесь ответа на интересующий меня вопрос?
Пишите нам по email, мы постараемся ответить на ваш вопрос.

Инструкция

Чтобы найти среднесуточную температуру наружного воздуха, возьмите обычный . Для климата его точность вполне достаточна, составляет она 1°. В России для подобных измерений применяется шкала Цельсия, но в некоторых других странах температуру могут мерить и по Фаренгейту. В любом случае необходимо для измерений применять один и тот же , в крайнем случае - другой, но с точно такой же шкалой. Крайне желательно, чтобы термометр был поверен по эталонному.

Снимите показания через равные промежутки времени. Это можно сделать, например, в 0 , в 6, 12 и 18. Возможны и другие интервалы - через 4, 3, 2 часа или даже ежечасно. Необходимо проводить измерения в одних и тех же условиях. Повесьте термометр так, чтобы даже в самую жаркую дневную пору он был в тени. Посчитайте и запишите, сколько раз вы смотрели на . На метеостанциях наблюдения обычно проводят через 3 часа, то есть 8 раз в сутки.

Сложите все показания. Разделите полученную сумму на количество наблюдений. Это и будет среднесуточная температура. Может возникнуть ситуация, когда одни показания будут положительными, а другие - отрицательными. Суммируйте их так же, как и любые другие отрицательные числа. При сложении двух отрицательных чисел найдите сумму модулей и поставьте перед ней минус. При действии с положительным и отрицательным числом вычтите из большего числа меньшее и поставьте перед результатом знак большего числа.

Чтобы найти среднюю дневную или температуру, определите, когда в вашей местности наступают полдень и полночь по астрономическим часам. Декретное и летнее время сместило эти моменты, и полдень в России наступает в 14 часов, а не в 12. Для средней ночной температуры вычислите моменты за шесть часов до полуночи и через такое же время после него, то есть это будет 20 и 8 часов. Еще два момента, когда нужно посмотреть на градусник - 23 и 5 часов. Снимите показания, сложите результаты и разделите сумму на количество измерений. Точно так же определите среднюю дневную температуру.

Вычислите среднемесячную температуру. Сложите среднесуточные показания за месяц и разделите на количество дней. Таким же образом можно вычислить среднемесячные значения для дневных и ночных температур.

Если наблюдения ведутся систематически в течение нескольких лет, можно вычислить климатическую норму для каждого конкретного дня. Сложите среднесуточные температуры для определенного числа того или иного месяца за несколько лет. Сумму разделите на количество лет. В дальнейшем можно будет сравнивать среднесуточную температуру с этим значением.

Полезный совет

Среднюю температуру воды вычислите аналогичным образом. Определите, через сколько времени вы будете ее замерять, снимите показания, сложите их и разделите на количество наблюдений.

Фраза "средняя температура по больнице" носит иронический характер, однако и такой показатель можно рассчитать тем же способом, что и любое среднее значение.

Вам понадобится

• - термостат, например, CLIMATELL 111, ВМТ;
• - испытуемый объект;
• - бумага;
• - ручка.

Инструкция

Поместите на дно термостата объект, амплитуду температур которого вам надо измерить. В зависимости от самого , термостат можно использовать не только тот, что предложен выше. Подберите термошкаф, подходящий для ваших требований, так как у каждого из них свои ограниченные возможности, хотя бы по вместительности. Главные требования, термошкаф должен обладать - это возможность регулировать и контролировать температуру, доступность и возможность наблюдения за объектом.

Герметично закройте крышку термостата.

Для определения нижней границы - самой низкой , при которой форма и свойства вещества или живого организма остаются зрительно неизменными, постепенно понижайте температуру. При этом следите за показаниями термометра. Как только при последнем понижении форма или свойства объекта зрительно изменились, записывайте то, что показал термометр.

Для продолжения опыта верните полость камеры термостата к комнатной температуре.

Аналогично определите верхний предел амплитуды. Для этого постепенно повышайте температуру в камере термошкафа. Смотрите на объект и фиксируйте максимальное показание термометра, при котором объект неизменен.

Предел между первыми и вторыми показаниями и будет амплитудой температур для конкретного объекта, с сохранением конкретных требуемых его свойств. Для его вычисления вычтите из наибольшего показание наименьшее.

Видео по теме

Обратите внимание

Для точности определения показателя температуры не допускайте резких изменений температур. Снижайте и повышайте на 0,1оС.

Полезный совет

Фиксируя показания термометра, начинайте записывать не только последние показания, но и при каждом изменении температры. Тогда просто выберите оптимальную температуру, подходящую для опыта.

Амплитудой называется разница между экстремальными значениями той или иной величины, в данном случае температуры. Это важная характеристика климата той или иной местности. Умение вычислять этот показатель необходимо также медикам, поскольку сильные колебания температуры в течение суток могут указывать на наличие определенных заболеваний. С подобной задачей постоянно сталкиваются биологи, химики, физики-ядерщики и представители многих других отраслей науки и техники.

Вам понадобится

• - термометр либо термограф;
• - календарь наблюдений;
• - часы с секундомером.

Инструкция

Определите интервал времени, в котором будут проводиться измерения. Он зависит от цели исследования. Например, для определения колебания температуры наружного воздуха необходимо измерять ее в течение 24 часов. На метеостанциях наблюдения обычно записывают через каждые 3 часа. Наиболее точными будут измерения, если проводить их по астрономическому времени.

В других используется иная периодичность. При исследовании работы сгорания требуется измерение температуры в интервалах, равных времени такта работы двигателя, а это тысячные доли секунды. В этих случаях либо применяют электронные регистраторы, либо температурные изменения определяются по амплитуде инфракрасного излучения. Для палеонтологов и геологов важен разброс температур на протяжении целых геологических эпох, а это миллионы лет.

Или год. Для определения температуры наружного воздуха проведите ряд наблюдений, запишите результаты, сложите их и разделите на количество наблюдений. Точно так же вычисляйте среднесуточную температуру весь месяц. Найдите самое большое и самое маленькое ее значения, вычтите из первого второе. Таким образом, вы получите амплитуду среднесуточных температур за данный период.

Если период составляет доли секунды, необходимо использовать термограф. Он должен быть в школьном кабинете физики либо географии. В этом случае в механическом приборе происходит непрерывная запись данных о температуре на движущуюся ленту или вращающийся барабан. На ленте механического термографа есть координатная сетка, на которой отображаются как интервалы времени, так и численные значения температур. В электронных приборах запись идет на различные носители, в том числе цифровые.

В обоих случаях колебания температуры графически выглядят как кривая с пиками и впадинами, расположенными поперек временной оси. На этой кривой можно взять любой интервал и вычислить в нем амплитуду. Электронные приборы позволяют достичь большего быстродействия при измерениях, а следовательно и большей точности. Кроме того, цифровые данные могут быть непосредственно использованы программой обработки, которая автоматически вычисляет амплитудные значения. Такой метод применяется на долговременных автоматических метеостанциях, а также для измерений в условиях, непригодных для пребывания человека. Например, при измерениях в активной зоне ядерного реактора. Вне зависимости от того, сами ли вы проводите вычисления или это делает за вас прибор, способ остается тем же самым, что и в случае с дискретным вариантом измерений.