Program GLOBE (Global Learning and Observations to Benefit the Environment) jest międzynarodowym programem, który skupiając uczniów, nauczycieli i naukowców umożliwia poznawanie globalnych problemów środowiska.
1. Badania atmosferyczne w programie GLOBE
2. Programy użytkowe
4. Projekt badań zachmurzenia przy wykorzystaniu danych satelitarnych
5. Przykładowe tematy opracowywania danych atmosferycznych
6. Specyfikacje przyrządów pomiarowych w badaniach atmosfery
Badania atmosferyczne w programie GLOBE
-
Pomiary temperatury powietrza (maksymalna, minimalna, aktualna)
-
Wilgotności względnej powietrza
-
Ciśnienia atmosferycznego
-
Wysokości opadu
-
Wysokości pokrywy śnieżnej
-
Zachmurzenia oraz rodzaju chmur
-
Temperatury powierzchni ziemi
-
Grubości optycznej aerozolu
-
Opadu potencjalnego
-
Koncentracji ozonu
Programy użytkowe napisane w DOS-ie
Zamieszczone w poniższej tabeli programy umożliwiają obliczanie wiele użytecznych wielkości. Zostały one napisane tak aby działały w systemie DOS. Programy te powinny znajdować się w jednym katalogu, gdyż niektóre z nich wymagają plików z danymi. Aby uruchomić program należy przejść z windows do trybu DOS wybierając go z listy programów lub wpisując komendę "command" w (start - uruchom). Kolejno używając komendy "cd" przejść do odpowiedniego katalogu.
Oryginalnie programy te zostały napisane w fortranie i dostępne są kody źródłowe. Dzięki temu można skompilować je na innych systemach np. na linux'e używając kompilatora f77.
| protokół | nazwa programu | opis programu i dodatkowe pliki |
| ciśnienie | slp.exe | Program do obliczania ciśnienia lokalnego na podstawie ciśnienia zredukowanego do poziomu morza |
| wilgotność | wilg.exe | Program od obliczania wilgotności powietrza na podstawie pomiarów psychrometrem. Wymaga pliku z danymi: cis_pary.dat |
| pomocniczy | sunpos.exe | Program do obliczania położenia Słońca |
| pomocniczy | sunset.exe | Program do obliczania wschodu, zachodu Słońca oraz południa lokalnego |
| aerozol | calib.exe | Program do kalibracji fotometru słonecznego fotometru, wymaga pliku calib.dat, Opis do programu w Readme.txt |
| aerozol | AOT.exe | Program do obliczania grubości optycznej aerozolu po wykalibrowaniu przyrządu. Wymaga pliku lang.dat ale UWAGA ten plik jest generowany w czasie kalibracji i dla każdego przyrządu jest inny. Zamieszczony tutaj jest lang.dat jest plikiem przykładowy!!. |
Projekt badań zachmurzenia przy wykorzystaniu danych satelitarnych
Cloud Contamination Detection from Meteosat Second Generation CCDMSG to projekt koordynowany przez Instytut Geofizyki UW w ramach którego prowadzona będzie analiza stopnia zachmurzenia oraz temperatura i wysokość chmur na podstawie obserwacji naziemnych prowadzonych w ramach projektu GLOBE i pomiarów satelitarnych MSG. Więcej informacji znajduje się w prezentacji. W chwili obecnej projekt jest na etapie przygotowania i rozpocznie się nie szybciej niż późną wiosną lub latem 2010 roku. Do tego czasu dane z satelity meteorologicznego MSG prezentowane są tylko na stronie internetowej.
Przykładowe tematy opracowywania danych atmosferycznych
W związku z zainteresowaniem opracowaniem danych atmosferycznych gromadzonych w ramach programu GLOBE zamieszczam klika przykładowych zagadnień. Więcej informacji znajduje się w prezentacji.
1. Badanie stopnia kontynentalizmu klimatu Polski (Europy)
Na podstawie bazy danych obserwacji atmosferycznych opracować zmienności indeksów określających stopień kontynentalności klimatu. Opracowanie może dotyczyć tylko pomiarów na obszarze Polski ale również Europy czy Świata. Definicje wybranych indeksów:
2. Wpływ cyrkulacji atlantyckiej na warunki pogodowe w Polsce
Cyrkulacja zachodnia (atlantycka) oddziaływuje silnie na warunki meteorologiczne w Europie Środkowej. Najsilniej uwidacznia się to w czasie chłodnej pory roku. W ramach tematu przewiduje się wykonanie opracowania pokazująca powiązanie pomiędzy podstawowymi parametrami meteorologicznymi z indeksem NAO. Indeks ten opisuje w sposób ilościowy nasilanie lub osłabianie sile cyrkulacji zachodniej.
http://www.cru.uea.ac.uk/~timo/projpages/nao_update.htm
3. Zmienność rodzaju i stopnia zachmurzenia w ciągu roku na wybranych stacjach
4. Porównanie zachmurzenia z pomiarami satelitarnymi: projekt ISCCP http://isccp.giss.nasa.gov/
5. Związki pomiędzy wielkościami meteorologicznymi
Specyfikacje przyrządów pomiarowych w badaniach atmosfery.
Temperatura powietrza
• Maksymalno-Minimalny termometr cieczowy -rozdzielczość 1oC, odczyt co 0.5 oC. Wykalibrowany fabrycznie z dokładnością co najmniej ±1.0 oC
• Maksymalno-Minimalny termometr cyfrowy- dokładności, co najmniej ±0.5 oC. Niezależny od temperatury – stały błąd pomiaru.
Musi posiadać możliwość rejestracji temperatury maksymalnej oraz minimalnej w 24 godzinnym okresie czasu.
• Cyfrowy czujnik temperatury - dokładność, co najmniej ±0.5 oC . Niezależny od temperatury - stały błąd pomiaru.
• Termometr kalibracyjny – dokładność ±0.5 oC, działka co 0.5 oC, wykalibrowany fabrycznie.
Ciśnienie atmosferyczne
• Aneroid –przedział pomiarowy 940-1060 hPa, dokładności przyrządu 3.5 hPa.
• Wysokościomierz - ze skalą od 650 do 1050 hPa i dokładnością 3.5 hPa.
• Barometr cyfrowy - działający dla zakresu 940-1060 hPa, dokładności przyrządu 3.5 hPa.
Wilgotność powietrza
• Higrometr cyfrowy - rozdzielczości pomiaru 1% , dokładność co najmniej 5 % dla zakresu wilgotności 20-95%
• Psychrometr - termometry z podziałką 1oC by móc odczytywać temperaturę z rozdzielczością 0.5oC. Termometry skalibrowane z dokładnością do 1oC zaś wyznaczanie wilgotności z dokładnością do 5%
Opady
• Deszczomierz - zaopatrzony w plastikowa miarkę o wysokości, co najmniej 280 mm i pozwalającą mierzyć opad z rozdzielczością 0.2 mm lub lepszą.
• Deszczomierz elektroniczny – rozdzielczości, co najmniej 0.25 mm.
Grubość optyczna aerozolu
• Fotometr Słoneczny – pomiar promieniowania słonecznego (przyrząd możliwy do kupienia w GLOBIE).
• Dwa kanały 505 oraz 625 nm.
• Możliwy do wykonania – niski koszt (około 50 zł)
• Wymaga kalibracji, oryginalny Fotometr ma zapewnioną przez GLOBE.
Można zamawiać pod adresem: http://www.mcs.drexel.edu/~dbrooks/globe/order_form.htm
Koszt wersji podstawowej 75$, z wyświetlaczem cyfrowym 110$
Całkowita zawartość pary wodnej
• Fotometr Słoneczny – przyrząd do pomiaru promieniowania słonecznego w obszarze bliskiej podczerwieni. Wymaga kalibracji. Jest przyrządem podobnym do fotometru używanego do pomiarów aerozolowych
• Można zamawiać tam gdzie przyrząd do pomiaru aerozolu
Koncentracja ozonu przypowierzchniowego
• czujnik : chloride dihydrate oraz 1.5-diphenylcarbazide rozpuszczony w acetonie który uzyskuje różowy kolor pod wpływem reakcji chemicznych z ozonem zawartym w powietrzu.
• Odczyt wykowywany skanerem przy użyciu diody LED dla długości fali 540 nm.
• Przyrząd (Zikua optical scanner) wyskalowany w ilości cząstek na miliard cząstek powietrza ppb.
Temperatura powierzchni Ziemi
• Termometr na podczerwień (pirometr) - dokładność, co najmniej ±1.0oC w przedziale temperatur od 32 do 72oC.
• Termometr podczerwony model ST20 Raytek http://www.amazon.com/gp/bestsellers/automotive/15707501 (ceny od 150$ w góre).
• http://kompartpomiar.pl/?page=produkt&id=72&kid=21
Automatyczne stacje pogody
• Zapisywanie danych, co 15 minut
• Pomiar temperatur z dokładnością, co najmniej ±1.0o C
• Pomiar ciśnienia z zakresu 940-1060 hPa z dokładnością 3.5 hPa.
• Pomiar wilgotności z rozdzielczością, co 1% i dokładnością, co najmniej 5% w przedziale wilgotności 20-95%.
• Pomiar opadu z rozdzielczością, co najmniej 0.25 mm
• Anemometr (wiatromierz) z dokładnością, co najmniej 5% i przedziale prędkości wiatru 0-34m/s
Preferowane przez GLOBE stacje pogody:
Davis Instrument http://www.davisnet.com/weather/products/stations.asp (szeroki zakres stacji w różnych cenach)
Rainwise Weather Stations http://www.ambientweather.com/west2.html ceny od 719$
WeatherHawk Weather Station http://www.ambientweather.com/wewiwest.html ceny od 1390$
6361 Wireless Soil Moisture/Temperature Station http://www.ambientweather.com/63wisomost.html cena od 250$ (tylko pomiar temperatury i wilgotności gleby)
http://www.onsetcomp.com/ (szeroki zakres sprzętu, różne ceny)
http://somet.pl/oferta.php (szeroki zakres sprzętu pomiarowego)
http://www.conrad.pl/ (szeroki zakres sprzętu pomiarowego)
Sprzęt - linki
http://www.sargentwelch.com/category.asp?start=6&c=26165
http://www.forestry-suppliers.com/product_pages/View_Catalog_Page.asp?id=3365
Ward’s Natura Science http://wardsci.com/article.asp?ai=102