Тысяча и один вопрос о погоде - [18]

142. Как определяется высота облаков? Для измерения расстояния от земной поверхности до основания облака служат следующие приборы: воздушные шары, потолочные прожекторы, теодолиты, облакомеры и радиолокаторы. Метеорологи-наблюдатели также могут определять высоту облаков (визуально) с удовлетворительной точностью. Этот способ применяется лишь в тех случаях, когда не требуется большая точность измерений или когда проведение измерений с помощью приборов затруднено по техническим причинам.

143. Как используется воздушный шар для измерения высоты нижней границы облаков? Это не самый точный прибор; обычно воздушные шары применяются для определения высоты облаков, потолок которых не превышает или немного превышает 800 м. Эти маленькие шары весом около 10 г, окрашенные так, чтобы за ними было легко следить, наполняются водородом — газом легче воздуха — в количестве, достаточном для того, чтобы шар мог поднять груз в 45 г. Средняя скорость свободного подъема шара точно установлена — первые 30 м он преодолевает примерно за 8 секунд, а каждые последующие 30 м — за 15 секунд. Отсчет времени подъема шара ведется от момента выпуска до исчезновения его в облачном слое. Так как скорость его подъема известна заранее, то расстояние до основания облака можно определить, умножив время подъема на его скорость. Однако учитывая вертикальные движения воздуха в нижнем слое атмосферы, нельзя назвать этот метод слишком точным.

144. Как применяются теодолит и прожектор? С помощью обоих этих устройств высоту облаков определяют в ночное время. Мощный источник света, обычно удаленный от наблюдателя на 150–300 м, вертикально проецирует луч света на основание облака. Наблюдатель направляет трубу теодолита на пятно света на облаке, добиваясь, чтобы это пятно попало в место пересечения нитей теодолита. Угол, образованный линией, соединяющей наблюдателя со световым пятном, и земной поверхностью, измеряется с помощью отвеса; он располагается вертикально, когда свободно закреплен на теодолите, и туго натягивается, показывая на шкале, нанесенной на одной из сторон прибора, угол прицеливания. Затем наблюдатель определяет расстояние от прожектора до своего местонахождения и угол прицеливания проецируемого светового пятна. Правильно решив триангуляционную задачу, он может, пользуясь тригонометрической таблицей, быстро определить расстояние от земной поверхности до основания облака.

145. Как устроен измеритель высоты облаков? Этот электронный прибор представляет собой более совершенное устройство по сравнению с теодолитом, описанным в предыдущем вопросе. Измерения, проводимые с его помощью, основаны на том же принципе триангуляции и на определении угла, под которым луч света проецируется на основание облака; но устройство это более сложное и эффективное. Им можно пользоваться как днем, так и ночью, с его помощью можно вести постоянную запись значений высоты облаков и измерять эту высоту с больших расстояний и с большей точностью. Измеритель высоты облаков представляет собой поворотный прожектор, через короткие интервалы направляющий к основанию облака световые волны, которые модулируются в известных частотах. Детектор — индикатор положения, содержащий избирательный электронный блок, соединен с сигнальной линией, находящейся на известном расстоянии. Этот блок перехватывает световой луч, когда он отражается от основания облака. Автоматические сигналы, возникающие при перехвате, непосредственно передают значения высоты нижней границы облака.

146. Как измеряется мощность облака с помощью радиолокатора? Для определения вертикальной протяженности облака — от основания его до вершины — могут использоваться радиолокационные устройства. Радиолокатор посылает вертикально вверх радиосигналы на коротких волнах. Когда радиоволны ударяются в облачный слой, часть их энергии, отразившись от него, возвращается к земной поверхности. Исходя из характера этого отражения и расчетов, основанных на учете длины импульсов радиолокатора и частоты их повторения, можно получить хороший вертикальный разрез облака.

147. Как определяется направление, в котором движутся облака? Устройством, используемым для этой цели, является нефоскоп. Существует два типа нефоскопов — прямого визирования и зеркального визирования. Зеркальный нефоскоп представляет собой горизонтально устанавливающееся круглое зеркало из темного стекла, в которое можно улавливать отражение облака. Это отражение можно наблюдать через окуляр, укрепленный на подставке зеркала. Окуляр регулируется по высоте и поднимается таким образом, чтобы его можно было поворачивать вокруг ободка зеркала. Шкала направления нанесена по периметру самого зеркала так, чтобы можно было наблюдать за миниатюрным отражением неба в зеркале, разделенном на части линиями, соответствующими направлениям движения облаков.

Нефоскоп прямого визирования, или грабельный нефоскоп, состоит из длинного вращающегося вертикального стержня, на верхушке которого имеется более короткий горизонтальный пруток. Перпендикулярно этому прутку и на равном расстоянии друг от друга размещены зубцы. Наблюдатель соединяет наблюдаемое облако с центральным вертикальным зубцом воображаемой линией и, когда облако проходит над вертикальными боковыми зубцами, определяет направление его движения по диску направления, прикрепленному к стержню.