Bài giảng Thực tập khí tượng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước
Bộ mơn Thủy văn và Biến đổi khí hậu

THỰC TẬP KHÍ TƯỢNG

Giảng viên : Nguyễn Tiến Thành
Email
:
ĐT
: 0383928535


GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÔN HỌC
- Nội dung: Cung cấp kiến thức về nguyên lý cấu tạo và họat động của các thiết
bị đo đạc; quan trắc và chỉnh lý số liệu đo đạc khí tượng. Tham quan cơ quan dự
báo thời tiết, tìm hiểu và thực hành các tác nghiệp cơ bản của công tác dự báo
thời tiết. Thực địa, tham quan các loại hình vành đai khí hậu và các địa điểm
chịu ảnh hưởng nặng nề của thiên tai.
- Tài liệu, giáo trình:
[1] Hồng Văn Bình (1995). Giáo trình máy khí tượng. Tổng cục khí tượngthủy văn
[2] Quy phạm quan trắc khí tượng bề mặt, Tiêu chuẩn ngành KTTV, 94TCN,
6-2001.

Giới thiệu chung về môn học

Trang 2/38


GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MƠN HỌC
Vườn Khí tượng: Vườn Khí tượng là nơi “phơi sáng”, dụng cụ và cách bố trí lắp

đặt dụng cụ trong vườn có ảnh hưởng lớn đến giá trị số liệu.

+ Việc lựa chọn địa điểm đặt trạm nói chung, việc đặt vị trí vườn quan trắc và quy
hoạch mặt bằng ở trạm nói riêng phải theo đúng những tiêu chuẩn chun mơn do
tổng cục khí tượng thủy văn quy định, trên cơ sở quy định của tổ chức khí tượng
quốc tế.
+ Vườn quan trắc phải đặt ở nơi quang đãng, có tính tiêu biểu cho vùng đặt trạm,
gần vườn khơng được có các chướng ngại vật ảnh hưởng đến dụng cụ quan trắc, từ
đó số liệu bị hạn chế tính tiêu biểu.
+ Cây cối nhà cửa riêng lẻ, phải cách xa vườn quan trắc ít nhất 10 lần chiều cao của
chúng. Dãy phố, rừng cây, cơng trình kiến trúc đồ sộ phải cách vườn it nhất 20 lần
chiều cao của chúng. Khoảng cách từ vườn quan trắc đến sơng hồ ít nhất là 100m.
+ Vườn khơng đặt cạnh các nhà máy lớn, cạnh lị gạch, lị vơi, đường cái nhiều xe
qua lại, hay gần bến ôtô, hoặc khe, vực sâu. Tuy nhiên, tùy yêu cầu phục vụ của
từng trạm, tiêu chuẩn chọn địa điểm có những thay đổi
Giới thiệu chung về môn học

Trang 3/38


GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MƠN HỌC
Sơ đồ bố trí trong vườn quan trắc thủ
công loại 1 (26 m x 36 m) với Sai số
kích thước: 5 %
CHÚ THÍCH: 1. Hàng rào; 2. Cửa vườn.
3. Đường đi. 4. Cột lắp thiết bị đo gió
dự phịng. 5. Cột lắp thiết bị đo gió
đang hoạt động. 6. Mố cáp. 7. Lều
khí tượng đặt máy tự ghi nhiệt độ và
độ ẩm khơng khí. 8. Lều khí tượng

đặt nhiệt kế. 9. Cột lắp đặt máy đo
mưa tự ghi. 10. Cột đặt thùng đo
mưa. 11. Mốc độ cao. 12. Cột lắp
máy ghi thời gian nắng. 13. Ô quan
trắc nhiệt độ đất và độ ẩm đất. 14.
Nhiệt kế các lớp tầng sâu. 15. Thiết bị
đo bốc hơi. 16. Máy đo bức xạ.
Giới thiệu chung về môn học

Trang 4/38


TỞNG QUAN TÌNH HÌNH THIÊN TAI,
KHÍ HẬU CỰC ĐOAN
Theo Luật Phịng, Chống thiên tai, các loại hình thiên tai bao gồm: Bão, áp thấp
nhiệt đới, lốc, sét, mưa lớn, lũ, lũ quét, ngập lụt, sạt lở đất do mưa lũ hoặc dòng
chảy, sụt lún đất do mưa lũ hoặc dòng chảy, nước dâng, xâm nhập mặn, nắng nóng,
hạn hán, rét hại, mưa đá, sương muối, động đất, sóng thần và các loại hình thiên tai
khác

Tổng quan tình hình thiên tai, khí hậu cực đoan Trang 5/38


TỞNG QUAN TÌNH HÌNH THIÊN TAI,
KHÍ HẬU CỰC ĐOAN

Tổng quan tình hình thiên tai, khí hậu cực đoan Trang 6/38


TỞNG QUAN TÌNH HÌNH THIÊN TAI,

KHÍ HẬU CỰC ĐOAN

Là sự xuất hiện giá trị cao hơn (hoặc
thấp hơn) giá trị ngưỡng của một yếu tố
thời tiết hoặc khí hậu, gần các giới hạn
trên (hay dưới) của dãy các giá trị quan
trắc được của yếu tố đó. Để đơn giản, cả
thời tiết cực đoan và khí hậu cực đoan
được gọi chung là khí hậu cực đoan

Giới thiệu chung về mơn học

Trang 7/38


GIỚI THIỆU
CÁC THIẾT BỊ QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG
 Nguyên tắc đo áp suất khí quyển:
- Dựa trên định luật thủy tĩnh (cân bằng trọng lượng). Để chế tạo các loại khí áp kế
chất lỏng, chất lỏng thường dung là thủy ngân. Trọng lượng cột thủy ngân cân
bằng với áp suất khí quyển.

- Dựa trên tính chất đàn hồi của vật rắn (cân bằng về lực). Sử dụng sự cân bằng
giữa lực đàn hồi của một hoặc nhiều hộp kim loại rỗng với áp lực khơng khí. Sự
thay đổi áp śt tạo sự thay đổi độ võng của màng hộp => chế tạo áp kế hộp
- Dựa vào mối phụ thuộc của điểm sơi chất lỏng vào áp śt bên ngồi.

- Quan trắc khí áp cần thao tác nhanh để số liệu khơng bị ảnh hưởng bởi sức nóng
của đèn hay người đứng gần.

Giới thiệu các thiết bị quan trắc khí tượng Trang 8/38


GIỚI THIỆU
CÁC THIẾT BỊ QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG
 Nguyên lý hoạt động của nhiệt kế chất lỏng:
- Dùng đo nhiệt độ hàng ngày, cấu tạo gồm các bộ phận chính: Ống vi quản, bầu,
thang chia độ.

- Chất lỏng thường dung là thủy ngân hoặc rượu. Thủy ngân thường được dùng vì
nhiều ưu điểm: nhiệt dung nhỏ, độ dẫn nhiệt cao, khơng dính ướt thành vi quản
và điểm sơi cao. Nhược điểm là điểm đông đặc cao (-38oC) nên nhiệt kế thủy
ngân hạn chế khả năng sử dụng ở nhiệt độ thấp. Rượu có ưu điểm là điểm nóng
chảy thấp (-117oC) nên dung để đo ở những nhiệt độ thấp. Nhược điểm là điểm
sôi thấp (78.5oC) rễ bay hơi, không đo được ở nhiệt độ cao, dính ướt thành vi
quản nên ảnh hưởng tới độ chính xác của nhiệt kế.

Giới thiệu các thiết bị quan trắc khí tượng Trang 9/38


GIỚI THIỆU
CÁC THIẾT BỊ QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG
-

Nhiệt kế tối cao dùng để đo nhiệt độ cao nhất trong
một khoảng thời gian nhất định là nhiệt kế thủy ngân.

-

Đáy bầu có gắn thanh thủy tinh nhọn lồng vào ơng vi

quản (hình 4.2). Và như vậy tạo khe hẹp ở đoạn vi
quản chỗ thanh thủy tinh lồng vào. Khe hẹp này tạo
điều kiện giữ được chỉ số tối cao.

-

Do thủy ngân trong bầu co lại nên tại khe hẹp có hiện
tượng đứt đoạn của cột thủy ngân. Nên nhiệt kế cần
đặt nghiêng

-

Khi đo xong cần vảy nhiệt kế

Giới thiệu các thiết bị quan trắc khí tượng Trang 10/38


GIỚI THIỆU
CÁC THIẾT BỊ QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG
- Nhiệt kế tối thấp: Dùng để đo nhiệt độ thấp nhất trong một
khoảng thời gian nhất định. Là nhiệt kế rượu, có kích thước
gần như nhiệt kế tối cao. Bầu có hình trụ (hình 4.4) hoặc chẻ
ra làm hai nhánh (hình 4.5) để giảm qn tính.
- Trong ơng vi quản có con trỏ bằng thủy tinh màu bơi trong
rượu. Nhiệt kế khi làm việc đặt ở vị trí nằm ngang. Khi quan
trắc xong sẽ dốc ngược nhiệt kế cho con trỏ về vị trí tiếp xúc
với bề mặt thủy ngân.
- Nhiệt kế thủy ngân: Dùng đo nhiệt độ bề mặt đất. Kích thước
giống nhiệt kế tối cao. (hình 4.6)

Giới thiệu các thiết bị quan trắc khí tượng Trang 11/38


GIỚI THIỆU
CÁC THIẾT BỊ QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG
- Nhiệt ẩm kế là nhiệt kế thủy ngân, thường
dùng 1 cặp 2 chiều đặt trong lều khí tượng để
đo nhiệt độkhơng khí (hình 4.7)
- Nhiệt kế cong (hình 4.8) dùng để đo nhiệt độ
các độ sâu của đất 5, 10, 15, 20 cm. Một bộ
gồm 4 chiếc nhiệt kế có độ dài khác nhau để
chơn ở các độ sâu như trên. Phía trên bầu
nhiệt kế có 1 đoạn được uốn cong một góc
135o. Trong nhiệt kế xung quanh ống vi
quản đoạn trên bầu đến bắt đầu thang đo có
nhét đầu bột và bông cách nhiệt.
- Nhiệt kế được chôn xuống đất sao chơ bầu ở vị
trí nằm ngang. Như vậy phần nhiệt kế trên
mặt đất sẽ nghiêng so với bề mặt là 45o
Giới thiệu các thiết bị quan trắc khí tượng Trang 12/38


GIỚI THIỆU
CÁC THIẾT BỊ QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG
Độ ẩm khơng khí
Phương pháp đo dựa trên sự thay đổi kích thước
của các vật hút ẩm. Ban đầu là ẩm kế tóc,
theo khảo sát từ lâu tóc người sau khi tẩy
nhờn có khả năng thay đổi độ dài khi độ ẩm
khơng khí biến thiên. Theo khảo sát của

Saussure từ thế kỷ 17, độ giãn dài tổng cộng
của sợi tóc khi độ ẩm tương đối biến thiên từ
0-100% là 2.5% độ dài của nó.

Giới thiệu các thiết bị quan trắc khí tượng Trang 13/38


GIỚI THIỆU
CÁC THIẾT BỊ QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG
Ẩm kế Assman: Ẩm kế thơng gió rất thuận tiện trong
cơng tác lưu động, về nguyên tắc hoạt động giống
ẩm kế trong lều, chỗ khác căn bản và ưu điểm lớn
của nó là tốc độ chuyển động của khơng khí giáp
với bầu nhiệt kế gần như không đổi (1,8 - 2,0m/s)
trong khi ẩm kế trong lều bị phụ thuộc vào tốc độ
gió trong lều.
Bộ phận chính của ẩm kế thơng gió gồm 2 nhiệt kế
đồng nhất (1) và (2) đặt trong khung kim loại (3),
quanh bầu nhiệt kế ướt có vải ẩm kế được thấm
nước bao bọc, cánh quạt có thể quay khi đã lên
giây cót bằng chìa khóa (4), ngồi bộ phận che gió
(5), ống đếm giọt (6) bơm nước cho vải ẩm kế, và
móc treo (7).

Giới thiệu các thiết bị quan trắc khí tượng Trang 14/38


GIỚI THIỆU
CÁC THIẾT BỊ QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG
Đo gió: Phong kế đo gió Wild (hình vẽ) gồm một trụ bằng lảm

loại phần dưới có ren răng ốc. Trên trụ đó có lồng một ống
bằng kim loại (1), quay tự do xung quanh trụ. Đầu dưới của
ống có gắn hai cánh (2) hợp với nhau thành một góc 20o và
một phong tiêu mang đối trọng (3).
Phần cố định ở dưới máy gió có lắp một vịng đai gắn 8
thanh sắt (4 thanh dài, 4 thanh ngắn) chỉ về các phương
trời, trong đó thanh chỉ hướng bắc có gắn chữ N, bằng sắt.
Bộ phận chỉ tốc độ gió đặt ở phần trên óng ken loại (l) và
gồm một bảng (5), một khung (6) mang vành cung (7) có
tám răng. Bảng (5) có thể dao động tự do xung quanh trục
nằm ngang (8) và di chuyển dọc theo vành cung, trong khi
đó bộ phận chỉ tốc độ gió được đặt sao cho trục quay của
bảng ln ln thẳng góc với hướng gió. Phụ thuộc vào tốc
độ gió bảng lệch với vị trí thẳng đứng một góc nào đó, góc
càng lớn khi tốc độ gió càng cao
Giới thiệu các thiết bị quan trắc khí tượng Trang 15/38


GIỚI THIỆU
CÁC THIẾT BỊ QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG
Đo mưa: Vũ lượng kế
a) Thùng đo mưa, b) Ống đong.

Giới thiệu các thiết bị quan trắc khí tượng Trang 16/38


GIỚI THIỆU
CÁC THIẾT BỊ QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG
Đo số giờ nắng: Nhật quang ký Campbell Stokes
1 - Quả cầu thủy tinh

5 - Đế cố định
9 - Rãnh của đế di động
2 - Giá đỡ quả cầu
6 - Hai ốc trụ
10 - Lỗ hình cung
3 - Máng giản đồ
7 - Hai ốc chặn
11 - Trụ chân ốc
4 - Đế di động
8 - Thang vĩ độ

Giới thiệu các thiết bị quan trắc khí tượng Trang 17/38


GIỚI THIỆU
CÁC THIẾT BỊ QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG
Đo bốc hơi

Giới thiệu các thiết bị quan trắc khí tượng Trang 18/38


GIỚI THIỆU
CÁC THIẾT BỊ QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG

Giới thiệu các thiết bị quan trắc khí tượng Trang 19/38


QUY PHẠM, KỸ THUẬT QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG

 Những quy định chung khi quan trắc và vườn khí tượng

Nguyên tắc chung: Số liệu quan trắc khí tượng phải phản ánh được những đặc
trưng của thời tiết và khí hậu ở một vùng. Để đảm bảo tính đặc trưng, tính đồng
nhất, tính chính xác, tính liên tục và có thể so sánh được của số liệu, việc quan
trắc khí tượng phải tuân theo Quy phạm.

Quy phạm, kỹ thuật quan trắc khí tượng

Trang 20/38


QUY PHẠM, KỸ THUẬT QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG
 Kỳ quan trắc:

Các trạm khí tượng phải thực hiện 4 kỳ quan trắc cơ bản vào các giờ 1, 7, 13, 19
giờ Hà Nội (tức 18, 0, 6,12 giờ GMT)
Một số trạm được chỉ định thực hiện 4 kỳ quan trắc phụ vào các giờ: 4,10, 16,22
giờ Hà Nội (tức 21, 3, 9, 15 giờ GMT).
Một số trạm được chỉ định thực hiện quan trắc từng giờ phục vụ báo bão hoặc
hàng không.

Quy phạm, kỹ thuật quan trắc khí tượng

Trang 21/38


QUY PHẠM, KỸ THUẬT QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG
 Nội dung quan trắc:
Kỳ quan trắc cơ bản:
- Thời tiết hiện tại, thời tiết đã qua;

- Gió: hướng gió, tốc độ gió, đặc điểm của gió, gió mạnh nhất, gió giật;
- Mây: lượng, loại, dạng, tính mây; mây phụ, mây nguồn gốc, độ cao chân mây.
- Tầm nhìn ngang
- Nhiệt độ khơng khí: nhiệt độ lúc quan trắc và nhiệt độ cực trị.
- Ẩm độ khơng khí
- Áp śt khí quyển, đặc điểm biến thiên khí áp, biến thiên khí áp 3 giờ và 24 giờ.
- Lượng giáng thủy
- Trạng thái mặt đất, nhiệt độ mặt đất và nhiệt độ các lớp đất sâu
- Lượng bốc hơi

Quy phạm, kỹ thuật quan trắc khí tượng

Trang 22/38


QUY PHẠM, KỸ THUẬT QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG
Kỳ quan trắc phụ.
Quan trắc đầy đủ các yếu tố như kỳ quan trắc cơ bản trừ các yếu tố:
- Nhiệt độ cực trị
- Trạng thái mặt đất.
- Nhiệt độ mặt đất
- Lượng bốc hơi
- Có thể có lượng giáng thủy
Quan trắc từng giờ
Bao gồm các yếu tố: - Thời tiết; - Gió (hướng, tốc độ, đặc điểm của gió và gió mạnh
nhất); - Áp suất khí quyển (mực trạm, mực mặt biển) biến thiên khí áp 24 giờ; - Mây
(lượng mây tổng quan, mây dưới, lượng mây từng loại mây, loại, dạng, độ cao chân
mây từng loại mây); - Nhiệt độ không khí tức thời; - Điểm sương; - Tầm nhìn ngang
- Ngồi ra cịn xác định áp śt thấp nhất, gió mạnh nhất do bão gây ra tại trạm

Quy phạm, kỹ thuật quan trắc khí tượng

Trang 23/38


QUY PHẠM, KỸ THUẬT QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG
 Trình tự quan trắc
Trong kỳ quan trắc cơ bản
• Trước giờ trịn 30 phút, chuẩn bị:
+ Kiểm tra máy, chuẩn bị giản đồ, sổ quan trắc, bút mực, dụng cụ chiếu sáng,
phương tiện thông tin.
+ Nêu dự kiến về nhận định và mã hóa một số hạng mục như trạng thái mặt đất,
tầm nhìn, mây, đặc điểm gió, thời tiết.
• Trước giờ trịn 15 đến 11 phút:
+ Quan trắc tuyết(nếu có).
+ Quan trắc hướng gió, tốc độ gió, đặc điểm gió bằng máy EL, máy gió Tavid
hoặc
máy WRS-91. Trạm có máy Mủno, quan trắc gió trước khi đọc khí áp kế.

Quy phạm, kỹ thuật quan trắc khí tượng

Trang 24/38


QUY PHẠM, KỸ THUẬT QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG

• Trước giờ tròn 10 phút đến trước giờ tròn 1 phút. Lần lượt làm những việc sau:
+ Xác định trạng thái mặt đất.
+ Quan trắc nhiệt độ mặt đất và các lớp đất sâu.
+ Quan trắc mây: lượng mây tổng quan, lượng mây dưới, lượng tường loại mây,

loại, dạng, tính mây, dạng phụ và mây phụ, mây nguồn gốc, độ cao chân mây.
+ Quan trắc nhiệt độ, độ ẩm khơng khí, đọc ống bốc hơi Piche, đánh mộc nhiệt ký,
ẩm ký.
+ Đổi thùng đo mưa, đánh dấu vũ ký.
+ Xác định tầm nhìn ngang, hiện tượng thời tiết đã qua.

Quy phạm, kỹ thuật quan trắc khí tượng

Trang 25/38