أدوات مراقبة هطول الأمطار

وتعتبر أدوات مراقبة الإسقاط أدوات لا غنى عنها في الأرصاد الجوية والهيدرولوجيا لقياس هطول الأمطار قياسا دقيقا، ووفقا لمبدأ العمل والتشكيل الهيكلي، فإن الأدوات المشتركة لرصد هطول الأمطار تشمل أساسا الأنواع التالية:

 1 - مقياس سطل المطر

مبدأ العمل في مقياس المطر  

عندما يتم تجميع كمية مسبقة (مثل 0.2 أو 0.5 مم) فإن الدلو سوف يستدير ويتخلص من الماء، مما يؤدي إلى جهاز استشعار لتسجيل حدوث هطول الأمطار. كل نقرة من الدلو تمثل كمية محددة من التهطال، والعدد التراكمي من التهطال هو مجموع كمية التهطال.

ميزات مقياس المطر

- دقيقة جدا: يمكنها أن تسجل التهطال في الوقت الحقيقي وبدقة، ولا تتأثر بعوامل خارجية مثل الغبار والظلال.

- الحماية: التصميم الوعرة، المناسبة للاستخدام في الهواء الطلق في الأجل الطويل، ولا سيما في الأحوال الجوية السيئة، والأداء المستقر.

- الصيانة البسيطة: بنية بسيطة، وسهلة التنظيف واستبدال القطع، مما يقلل من تكلفة الاستخدام ويقلل من صعوبة الصيانة.

ثالثاً - ميزات مقاييس المطر

- الحجم الكبير: بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من مقاييس الأمطار، يكون قياس المطر الدلوي الموجب أكبر حجما ويتطلب حيزا أكبر لتركيبه.

مــ م م م م م م مالتلسس نوع كِبّط

- محطات الأرصاد الجوية، والري الزراعي، والرصد الهيدرولوجي، ومنع الفيضانات، والإنذار المبكر.

 2 - مقياس قياس المطر المرئي

معيار قياس سير العمل بالموجات الضوئية  

يستخدم مقياس المطر البصري المبدأ البصري لقياس سقوط الأمطار. يحتوي المستشعر على مصدر ضوء وجهاز استقبال، ويحدد كمية هطول الأمطار بقياس تخفيف الضوء. عندما تسقط قطرة مطر على المستشعر، فإنها تحجب بعض الضوء، مما يؤدي إلى تغير في كثافة الضوء، ويحسب النظام كمية التهطال استناداً إلى هذا التغيير.

مَطَقَقَقَات

- حجم الاتفاق: يسهل تركيبه للتطبيقات التي يكون الحيز فيها محدودا.

- عدم الحاجة إلى أي حركة ميكانيكية: يقلل من إمكانية البلى والتمزق والتعطل الميكانيكي.

مطر عرضي

- القابلية للتأثر بالتداخل البيئي: فالغبار المتراكم وتأرجح الأوراق وغير ذلك من العوامل الخارجية ستؤثر على المسار البصري، مما يؤدي إلى أخطاء في القياس.

- ضعف الدقة: القدرة المحدودة على الكشف عن قطرات الأمطار الصغيرة (مثل الرذاذ) والتعرض لأجهزة إنذار كاذبة.

رسومات تطبيقية

- رصد التخلّص داخل المباني أو في البيئات الخاضعة للمراقبة، مثل المختبرات، والصوبات، وما إلى ذلك.

 ٣ - المططط

مبدأ العمل بمقياس قياس المطر المطري  

وتستفيد مقاييس الأمطار الكهرمائية من التأثير الفطيري في قياس هطول الأمطار، فعندما تسقط قطرة مطر على سطح جهاز الاستشعار، يحدث تغير في الضغط، وتنتج المادة الكهربية المنبسطة ناتج شحن، يقاس لتحديد كمية التهطال.

مضارح الأمطار المكساة

- سرعة الاستجابة: القدرة على التقاط قطرات الأمطار بسرعة، تكون مناسبة لسيناريوهات التطبيق العالية الدقة والسرعة في الاستجابة.

- مقاومة شديدة للتدخل: أقل عرضة لعوامل خارجية مثل الرياح والثلج، وأكثر قدرة على التكيف.

مزايا قياس الأمطار المطيرة بالفطرة

- صعوبة رصد شدة الأمطار الصغيرة: القدرة المحدودة على الكشف عن قطرات الأمطار الصغيرة (مثل المطر المشعر، والأمطار المشمسة).

- سوء التقدير بسهولة: في الطقس الرملي، ستؤدي الرياح والرمل اللذان يضربان سطح جهاز الاستشعار إلى تغيرات ضغط مماثلة لإسقاطات الأمطار، مما يؤدي إلى إساءة الحكم على هطول الأمطار.

- الدقة المحدودة: تتأثر بيانات القياس بعوامل مثل حجم قطر المطر وشكله وسرعته، مما يقلل من دقة القياس.

حالات التطبيق

- رصد الأرصاد الجوية بدقة عالية، وميادين البحث العلمي، ورصد نظام الصرف الحضري، وما إلى ذلك.

 لماذا يُفسِّر المطر الفلكي الرمل والغبار على انه هطول امطار ؟

ويستند مبدأ العمل في مقياس المطر المائي الفطير إلى الأثر الكهربي للفطيرة الخزفية الكهربائية.وعندما يصل رمل الرياح والحطام الآخر في الطقس المغبّر إلى سطح جهاز الاستشعار، فإنه سيحدث تغيراً في الضغط مشابهاً لتغيّر ضغط اصطدام قطرة المطر،وسيعتبره جهاز الاستشعار كإصطدام بقطر المطر، وبالتالي سيسيء تقدير وجود المطر.وهذا النوع من التعسف شائع بصفة خاصة في الرصد الطويل الأجل في الميدان، ولا سيما في المناطق ذات الرياح والرمل العاليين.

 مزايا وأدلة اختيار مقاييس المطر القُيِّز

وعلى الرغم من حجمه الكبير، فإن مقياس المطر الدلوي القابع له مزايا لا نظير لها في مناطق أخرى، ولا سيما من حيث الدقة والموثوقية.فهي تقيس بكفاءة، وحساسة، وحمائية، والأهم من ذلك، دقيقة، وتسجل هطول الأمطار في الوقت الحقيقي وبدقة، ولا تتأثر بالغبار والظلال.ويحافظ النظام، بالاقتران مع هيكل الدلو المصمم تصميما جيدا ونظام العد الدقيق، على قياسات عالية الدقة حتى في الظروف الجوية غير المواتية.ويحسب مقياس المطر الدلوي الهطول هطول الأمطار لكل متر مربع عن طريق تقسيم هطول الأمطار المقيسة بالدقيقة الواحدة على المنطقة المتقاطعة من فتحة المطر،وبالتالي فإن المطر الذي يحمل فتحة فتحة هو العامل الرئيسي في حساب سقوط المطر لكل متر مربع.وفيما يلي الاعتبارات الرئيسية التي ينبغي مراعاتها عند اختيار مقياس المطر الدلوي القرعي:

 تصميم جدول المطر

ومن أهم العوامل التي تؤثر على دقة قياس قياسات أمطار الدلو القارس ميناء تحميل الأمطار. ووفقاً للمعيار الوطني GB/T 22778.2-2014، ينبغي أن يفي تصميم فتح فتحة تحميل الأمطار بالمتطلبات التالية:

- حجم القطر الداخلي لفتحة المطر: 200 ملم.ويمكن للحجم أن يجمع بفعالية أنواعاً مختلفة من التهطال (الأمطار الخفيفة، والأمطار المتوسطة، والأمطار الغزيرة، والأمطار الغزيرة، وما إلى ذلك)، وأن يتجنب أيضاً القذف بالأمطار أو الفيضان بسبب العيار الصغير، بما يكفل دقة نتائج القياس.

- زاوية الشفرة: 40o______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________وعندما تكون زاوية الطرف الطليعي داخل هذا النطاق، يمكنها أن تقسم مياه الأمطار التي تستقبلها بدقة، وتحدد بوضوح أين تسقط قطرات المطر وتتجنب إنشاء مناطق ضبابية. كما يساعد الطرف الطليعي على التقليل إلى أدنى حد من تداخل العوامل الخارجية (مثل الرياح والأجسام الأجنبية) في جمع مياه الأمطار.

 Ps:عندما تسقط مياه الأمطار و تلمس الحافة سوف تتدفق إلى الحوتر بشكل متساو وبطريقة منظمة وفقاً لشكل و تصميم الحواف(أ) تجنب الرش أو نشر مياه الأمطار دون ضوابط في مصب الهابط، مع ضمان أن يتلقى كل حشرة نفس كمية مياه الأمطار؛:: توفير الأساس لقياس هطول الأمطار قياساً دقيقاً.وبدون حافة، يمكن أن تتدفق مياه الأمطار بشكل عشوائي إلى الهابط، مما يؤدي إلى اختلافات كبيرة في كمية مياه الأمطار التي يجمعها كل هوبر.وفي الوقت نفسه، تساعد المرحلة الأخيرة أيضاً على التقليل إلى أدنى حد من تدخل العوامل الخارجية (مثلاً، على سبيل المثال).كما تمنع الأجسام الأجنبية الأكبر حجماً من دخول الدلو مباشرة، الأمر الذي قد يؤثر على القفص العادي للدلو ودقة القياس. 

- مواد وعمق الجدار الداخلي:(ب) ينبغي أن تكون مياه الأمطار التي تحمل الفم مصنوعة من مواد لا يسهل تشوهها، مع جدار داخلي سلس وعمق لا يقل عن 100 مم، من أجل منع مياه الأمطار من الرش خارج مياه الأمطار التي تحمل الفم بسبب قوة الارتطام، مما سيؤثر على دقة القياس.

 2 - ضمان الدقة

ووفقاً للمعيار الوطني، تنقسم دقة مقياس المطر الدلوي القابس إلى ثلاثة مستويات، على النحو التالي:

وينبغي أن يستند الاختيار إلى الاحتياجات الفعلية لاختيار مستوى الدقة المناسب، ولا سيما فيما يتعلق بالبحث العلمي في مجال الأرصاد الجوية وغيره من الميادين، ويوصى باختيار درجة أعلى من الدقة في معدات الفئة الأولى.

 3 - اختيار قدرة الحل لمعيار المطر

وينقسم تحديد مقياس المطر الدلو إلى أربعة مواصفات: 0.1 مم، 0.2 مم، 0.5 مم، 1.0 مم، مختلف الاستبانة لسيناريوهات التطبيق المختلفة:

- 0.1 ملم: مناسبة للبحث العلمي في مجال الأرصاد الجوية، قادرة على استيعاب التغيرات الدقيقة للغاية في هطول الأمطار، مما يساعد في الدراسة المتعمقة لتطور نظم الطقس وتحسين نماذج المناخ.

- 0,7 ملم/0,5 ملم: مناسبة للتطبيق اليومي، مثل رصد مكافحة الفيضانات في المناطق الحضرية، وتوجيهات الري الزراعي، وما إلى ذلك، القادرة على تلبية الطلب على الحجم التقريبي واتجاه هطول الأمطار.

- 1.0 ملم: تنطبق على المشاهد التي تتطلب قدرا أقل من الدقة، مثل الرصد الهيدرولوجي للمناطق الكبيرة.

 4- مدى القياس

وينبغي أن يحافظ مقياس المطر الدلوي على دقة قياس عالية ضمن نطاق كثافة هطول الأمطار البالغ 0.01 ملليمتر/دقيقة إلى 4.0 ملليمتر/دقيقة، وفيما عدا هذا النطاق، قد تحدث مشاكل مثل الدلو القابع الذي يتحول بسرعة مفرطة أو ببطء مفرط، ورش الأمطار، والمياه المتبقية، وما إلى ذلك، مما يؤثر على دقة القياس.

وتحافظ مقاييس الأمطار المغمورة على دقة قياس عالية ضمن نطاق كثافة هطول الأمطار البالغ 0.01 مم/دقيقة إلى 8.0 مم/دقيقة، ولذلك، من المهم، عند اختيار واحد، التأكد من أن الجهاز قادر على العمل بشكل سليم ضمن هذا النطاق وتحديد أقصى كثافة هطول الأمطار المسموح بها.

 5 - تصميم الهيكل الداخلي لقياس المطر الدلوي

- مقياس وحيد للمطر الدلوي: تصميم بسيط، يتألف من قمع ودلو بقشيش، يناسب سيناريوهات التطبيق العامة، يسهل تركيبه وصيانته.

- مقياس المطر المزدوج: اعتماد دلوين، والأول هو دلو انتقالي، والأدنى هو دلو تلميح، الذي يمكن أن يضخ باستمرار وعلى قدم المساواة التهطال الطبيعي بنقاط قوة مختلفة في دلو قياس التهطال، وتحسين دقة الكشف عن التهطال، وهو مناسب في الحالات التي تتطلب قياساً دقيقاً عالياً.

 ظروف العمل في بيئة العمل الخاصة بمقياس المطر الدلوي

وينبغي أن يعمل مقياس هطول المطر الدلوي في الظروف البيئية التالية:

- درجة الحرارة: صفر درجة مئوية- 55 درجة مئوية.

- نسبة الرطوبة: ما لا يزيد عن 95 في المائة (كثافة 40 درجة مئوية)

ويمكن أن تؤثر درجات الحرارة العالية ودرجات الحرارة المنخفضة والبيئات الرطوبة العالية على أداء الأجزاء الميكانيكية والمكونات الإلكترونية لقياس المطر، مما يؤدي إلى انخفاض الدقة أو الأعطال، ولذلك ينبغي الاختيار لضمان قدرة الجهاز على العمل بثبات في بيئة التشغيل المتوقعة.

 ثالثاً - استنتاج

وينبغي أن يستند اختيار أدوات رصد هطول الأمطار إلى النظر الشامل في سيناريوهات واحتياجات تطبيقية محددة.وبدقته العالية وموثوقيته وإمكانية تطبيقه على نطاق واسع، أصبح مقياس المطر الدلوي القابع هو الخيار الأول لرصد هطول الأمطار، لا سيما في ميادين الأرصاد الجوية والهيدرولوجيا والزراعة.وينبغي أن يركز الاختيار على تصميم الميناء الممطر، ومستوى الدقة، والقدرة على حل المشاكل، ونطاق قياس كثافة هطول الأمطار،:: تصميم الهيكل الداخلي وظروف بيئة العمل لضمان قدرة المعدات على تلبية الاحتياجات الفعلية وتوفير بيانات قياس موثوقة.

صحيفة بيانات مرجعية عن قياس المطر الدلوي

المحتويات

V4.0.pdf

المحتويات

مطر مطر البيانات البيانية

'(أ) - (Manual.pdf)