Zalaegerszeg várhatĂł hĹ‘mĂ©rsĂ©klet elĹ‘rejelzĂ©se a egyik legfontosabb rĂ©sze az idĹ‘járás elĹ‘rejelzĂ©seknek. Az elĹ‘rejelzĂ©sek megbĂzhatĂłsága rendkĂvĂĽl összetett kĂ©rdĂ©s, a rendelkezĂ©sĂĽnkre állĂł rengeteg adat, fejlett műszerek, kifinomult algoritmusok Ă©s hatalmas számĂtási kĂ©pessĂ©ggel rendelkezĹ‘ szuperszámĂtĂłgĂ©pek ellenĂ©re is elmondhatĂł, hogy mĂg a másnapi várhatĂł idĹ‘járást 90-95%-os pontossággal meg tudjuk mondani, addig 4 napra elĹ‘re 75-90%, a heti elĹ‘rejelzĂ©s 65-80%-os pontossággal, 10 nappal elĹ‘re pedig már csak 60% körĂĽli valĂłszĂnűsĂ©ggel jĂłsolthatĂł meg a várhatĂł idĹ‘járás.
Az elĹ‘rejelzĂ©sek elkĂ©szĂtĂ©sĂ©ben sűrű mĂ©rĹ‘hálĂłzatok segĂtik a meteorolĂłgusok munkáját – ahhoz, hogy pontos elĹ‘rejelzĂ©sek kĂ©szĂĽlhessenek a lĂ©gkör több pontjárĂłl be kell szerezni a mĂ©rĂ©seket. ĂŤgy ma már nem csak földfelszĂnen kialakĂtott állomások vannak, a lĂ©gkör bizonyos magassági szintjein is vĂ©geznek mĂ©rĂ©seket Ăşgynevezett meteorolĂłgiai ballonok (fĹ‘leg nagyobb városokban bocsátanak fel naponta ilyeneket) segĂtsĂ©gĂ©vel. Ha megvannak az adatok, kĂ©pbe kerĂĽlhetnek a számĂtĂłgĂ©pes modellek, amelyek segĂtsĂ©gĂ©vel bizonyos kĂ©pletek Ă©s számĂtások után tĂ©rkĂ©pre lehet vetni az adatokat. Ez ma már automatizmus, az ember már csak a tĂ©rkĂ©pek, diagramok Ă©rtelmezĂ©sĂ©hez kell.
MinĂ©l több adatot táplálnak a szimuláciĂłkat lefuttatĂł szuperszámĂtĂłgĂ©pekbe a Földet körĂĽlölelĹ‘ háromdimenziĂłs lĂ©gkörrĹ‘l, annál pontosabb a differenciálegyenletek megoldása. A glĂłbuszon elhelyezett több százezer egyedi mĂ©rőállomás soknak tűnhet, pedig az egyenletek tökĂ©letes megoldásához közel sem elĂ©g. Nem szĂłlva arrĂłl, hogy a Föld nehezen hozzáfĂ©rhetĹ‘ pontjain, pĂ©ldául a sivatagokban, Ăłceánok, tengerek közepĂ©n, szakadĂ©kokban, a sarkvidĂ©keken alig-alig akadnak szenzorok. Ugyancsak kevĂ©s adat származik a lĂ©gkör magasabban találhatĂł rĂ©szeirĹ‘l, Ă©pp onnan, ahol az idĹ‘járási jelensĂ©gek zajlanak.
Magyarországon a földfelszĂn közelĂ©ben 250, a lĂ©gkört 10 percenkĂ©nt szondázĂł automata mĂ©rőállomás működik. MagaslĂ©gköri esemĂ©nyeket figyelĹ‘, Ăşgynevezett troposzfĂ©ra-állomás viszont csak Szegeden Ă©s Budapesten van, Ă©s az itt találhatĂł műszerekkel is csak egy mĂ©rĂ©st vĂ©geznek minden 12 Ăłrában.
Az adatok hiányosságán valamelyest enyhĂt, hogy a lĂ©gkört felĂĽlrĹ‘l is szondázza több mint ezer meteorolĂłgiai műhold. A számĂtĂłgĂ©pes szimuláciĂłkban kulcsszerepet játszĂł hidro-termodinamikai egyenleteknek azonban Ăgy is legfeljebb csak közelĂtĹ‘ megoldása lehet. Az sem mindegy, milyen adat számunkra a legfontosabb, ugyanis miközben a várhatĂł hĹ‘mĂ©rsĂ©klet egĂ©sz precĂzen kiszámĂthatĂł, a csapadĂ©kmennyisĂ©g Ă©s a szĂ©lerĹ‘ssĂ©g elĹ‘rejelzĂ©se rendszerint lĂ©nyegesen pontatlanabb.
A magyarországi idĹ‘járás elĹ‘rejelzĂ©sĂ©t megnehezĂti, hogy hazánk három nagy Ă©ghajlati zĂłna határán fekszik. ĂŤgy az idĹ‘járási folyamatokat kontinentális vagy Ăłceáni, máskor mediterrán hatások, esetenkĂ©nt ezek egyĂĽttese határozza meg. NehezĂti az elĹ‘rejelzĂ©st az is, hogy hazánk egy viszonylag zárt medencĂ©ben fekszik, Ă©s a környezĹ‘ hegysĂ©geknek az idĹ‘járási mozgásrendszerekre gyakorolt hatásai gyakran nehezen kiszámĂthatĂłk. A sikeres hazai elĹ‘rejelzĂ©shez szĂĽksĂ©g van a szinte egĂ©sz EurĂłpában, s az Atlanti-Ăłceán nagy rĂ©szĂ©n uralkodĂł idĹ‘járás ismeretĂ©re. Az itt lezajlĂł nagylĂ©ptĂ©kű lĂ©gköri folyamatok alakĂtják ugyanis a Kárpát-medence idĹ‘járását is.
A várhatĂł idĹ‘járás kiszámĂtásához kĂĽlönbözĹ‘ modelleket alkalmazunk, ezek közĂĽl a legismertebbek:
A numerikus időjárás-előrejelzés
ValĂłs idĹ‘járási adatokat alapul vĂ©ve matematikai modelleket alkalmaz lokális vagy globális idĹ‘járási viszonyok elĹ‘rejelzĂ©sĂ©re. Bár az elsĹ‘ lĂ©pĂ©seket az 1920-as Ă©vekben tettĂ©k, a numerikus idĹ‘járás-elĹ‘rejelzĂ©s csak a számĂtĂłgĂ©pek elterjedĂ©se után vált lehetsĂ©gessĂ©. A nagy kiindulási adatbázisok Ă©s az idĹ‘járás elĹ‘rejelzĂ©sĂ©hez szĂĽksĂ©ges komplex számĂtásokhoz, amennyiben azt olyan rĂ©szletessĂ©ggel kĂvánják elvĂ©gezni, hogy az eredmĂ©ny hasznos legyen, napjaink legnagyobb teljesĂtmĂ©nyű szuperszámĂtĂłgĂ©peire van szĂĽksĂ©g. A numerikus modellek azt veszik alapul, hogy a lĂ©gkör folyadĂ©k mĂłdjára viselkedik. A numerikus idĹ‘járás-elĹ‘rejelzĂ©s modelljeiben a lĂ©gkör egy adott állapotára vonatkozĂł adatokat táplálják a lĂ©gkör viselkedĂ©sĂ©t leĂrĂł termodinamikai Ă©s folyadĂ©kdinamikai egyenletekbe, amelyek segĂtsĂ©gĂ©vel a folyadĂ©k jövĹ‘beni helyzetĂ©t lehet meghatározni.
A lĂ©gkör pillanatnyi Ă©s elĹ‘rejelzett állapotát fizikai törvĂ©nyek matematikai formába öntött egyenleteivel, az Ăşn. hidro-termodinamikai egyenletrendszerrel adjuk meg. Ennek a prognosztikus egyenletrendszernek a segĂtsĂ©gĂ©vel, amennyiben ismerjĂĽk az idĹ‘járási elemek adott idĹ‘pontban felvett Ă©rtĂ©keit, meghatározhatĂł azok jövĹ‘beli Ă©rtĂ©ke. A meghatározandĂł állapothatározĂłk a szĂ©lsebessĂ©g komponensei, a hĹ‘mĂ©rsĂ©klet, a nedvessĂ©g Ă©s a lĂ©gnyomás.
Az egyenletrendszer elsĹ‘ egyenlete Newton második törvĂ©nye, mely azt Ărja le, hogy egy test mozgását a rá hatĂł erĹ‘k eredĹ‘je határozza meg. A mozgásegyenlet három egyenletbĹ‘l áll, hiszen a lĂ©gköri mozgások háromdimenziĂłsak. ĂŤgy ezeket felbonthatjuk x, y Ă©s z irányĂş komponensekre. A mozgásrendszerek leĂrásánál az x irány Kelet, az y Észak, a z pedig a zenit (a sĂk felszĂnre merĹ‘leges, fĂĽggĹ‘leges irány) felĂ© mutat. Az egyes irányokba esĹ‘ komponensek eredĹ‘je határozza meg vĂ©gĂĽl a tĂ©nyleges szĂ©lirányt. Az energia megmaradását az Ăşn. termodinamikai egyenlet, a tömegmegmaradást pedig a kontinuitási egyenlet fejezi ki. Az egyenletrendszert az ideális gáz egyenlete teszi teljessĂ©.
A fenti hat egyenlet az időjárás-előrejelzés alapja. Ezeket az egyenleteket kell megoldani minden egyes rácspontra az egész légkörre (GCM – General Circulation Model), vagy annak egy tartományára (LAM – Limited Area Model). A rácspontok számát a rácstávolság és a vertikális szintek száma határozza meg. A szintek általában sűrűbben helyezkednek el a légkör alsó tartományában, ahol az időjárási folyamatok jelentős része végbemegy. A horizontális felbontás a modellekben általában néhány 10 km-től néhány 100 km-ig terjed, a szintek száma pedig néhányszor 10.
A problĂ©ma nagyságát illusztrálandĂł tekintsĂĽk a következĹ‘ pĂ©ldát: Egy 60 km-es horizontális felbontásĂş modell esetĂ©n a teljes földfelszĂnt több mint 134 000 rácspont határoz meg. Mindez 31 szintre számolva már kb. 4 milliĂł rácspontot tesz ki, mely a hat egyenlet alkalmazásával 24 milliĂł ismeretlent Ă©s 24 milliĂł egyenletet jelent. Ezt megoldva megkapjuk az eredmĂ©nyt a következĹ‘ idĹ‘lĂ©pcsĹ‘re, ami általában 4 perc. Ha hosszabb idĹ‘lĂ©pcsĹ‘t választanánk, gyorsan növekvĹ‘ hibák (Ăşn. nemlineáris instabilitások) lĂ©pnĂ©nek fel az elĹ‘rejelzĂ©sben, s az eredmĂ©ny már egy napra is használhatatlan lenne. ĂŤgy egynapi elĹ‘rejelzĂ©shez a 24 milliĂł egyenletet 4 perces idĹ‘lĂ©pcsĹ‘ alkalmazásával 360-szor kell megoldani.
Ezt a nagymennyisĂ©gű számĂtást csak igen gyors szuperszámĂtĂłgĂ©pek segĂtsĂ©gĂ©vel lehet elvĂ©gezni a rendelkezĂ©sre állĂł idĹ‘ alatt. Ahhoz, hogy az elĹ‘rejelzĂ©s idĹ‘ben elkĂ©szĂĽljön, jĂłval gyorsabban kell számolni, mint ahogy a valĂłs idĹ‘járási folyamatok alakulnak.
Ensemble előrejelzés
1963-ban Edward Lorenz felvetette, hogy nem lehetsĂ©ges az idĹ‘járás pontos elĹ‘rejelzĂ©se, mivel a lĂ©gkör viselkedĂ©sĂ©t leĂrĂł folyadĂ©kdinamikai elmĂ©letek kaotikus termĂ©szetűek, kutatásaival egyben lefektetve a káoszelmĂ©let alapjait is. Ezen felĂĽl az idĹ‘járási megfigyelőállomások nem egyenletesen fedik le a Föld felszĂnĂ©t, ezĂ©rt a rendelkezĂ©sre állĂł adatok tĂ©rben Ă©s idĹ‘ben is korlátozottak – pl. relatĂve kevĂ©s informáciĂł áll rendelkezĂ©sre a Csendes-Ăłceán állapotárĂłl, ami bizonytalanságot eredmĂ©nyez a lĂ©gkör kiindulási állapotának meghatározásánál. Az ensemble elĹ‘rejelzĂ©sek kĂ©t nagy változata a multi-modell ensemble, amely a modellek felĂrása során fellĂ©pĹ‘ bizonytalansági tĂ©nyezĹ‘ket több modell egyĂĽttes használatával kompenzálja. A multi-modell mĂłdszer az egyik legegyszerűbb ensemble elĹ‘rejelzĂ©s, egyik pĂ©ldája az eurĂłpai SRNWP-PEPS operatĂv multi-modell ensemble, amelyben 21 eurĂłpai ország 24 modellel vesz rĂ©szt.
A másik lehetsĂ©ges eljárás a multi-analĂzis ensemble, amely kĂĽlönbözĹ‘ kezdeti feltĂ©telekkel vagy technikákkal kĂ©szĂtett elĹ‘rejelzĂ©seket használ. A kĂ©t fenti eljárást egyĂĽttesen is használják, a multi-modell multi-analĂzis ensemble pl. a spanyol meteorolĂłgiai szolgálat SREPS mĂłdszere.
Az ensemble-elĹ‘rejelzĂ©sek egyik problĂ©mája az eredmĂ©nyek megjelenĂtĂ©se. Kis elemszámĂş ensemble elemzĂ©seknĂ©l az egyes tagokat kĂĽlön-kĂĽlön jelenĂtik meg, de nagy elemszámĂş ensemble rendszer esetĂ©n ez már nem áttekinthetĹ‘. Ilyenkor használják az Ăşn. ensemble átlagot, illetve mediánt a kĂĽlönbözĹ‘ elĹ‘rejelzĂ©sek egyesĂtĂ©sĂ©re.
A hĹ‘mĂ©rĹ‘k tĂpusai
A meteorológiai gyakorlatban a hőmérőket a mérés elve alapján az alábbi osztályokba sorolhatjuk: 1. a térfogatváltozáson alapuló hőmérők 2. ellenállás-hőmérők 3. infrahőmérők.
A hagyományos, analĂłg hĹ‘mĂ©rĹ‘k rendre a testek tĂ©rfogatváltozásán alapulnak. Ide tartoznak a folyadĂ©k- Ă©s fĂ©mhĹ‘mĂ©rĹ‘k. ElĹ‘bbiek az aktuális hĹ‘mĂ©rsĂ©klet mĂ©rĂ©sĂ©re használt műszereknĂ©l elterjedtek (termomĂ©terek), mĂg utĂłbbiak leginkább a hĹ‘mĂ©rsĂ©kletĂrĂł műszereknĂ©l (termográfok) használatosak. A fĂ©mhĹ‘mĂ©rĹ‘k pontossága elmarad a folyadĂ©khĹ‘mĂ©rĹ‘kĂ©tĹ‘l, azonban az elektromos hĹ‘mĂ©rĹ‘k rendszeresĂtĂ©sĂ©t megelĹ‘zĹ‘en csak Ăgy volt lehetĹ‘sĂ©g a hĹ‘mĂ©rsĂ©klet folyamatos rögzĂtĂ©sĂ©re.
Folyadékhőmérők
A hĹ‘mĂ©rsĂ©klet-változás hatására a folyadĂ©kok tĂ©rfogata megváltozik. A folyadĂ©khĹ‘mĂ©rĹ‘k egy nagy tĂ©rfogatĂş tartálybĂłl Ă©s egy hozzá tartozĂł, kis tĂ©rfogatĂş csĹ‘bĹ‘l (kapillárisbĂłl) állnak. A tartályban lĂ©vĹ‘ anyag kiterjedĂ©sĂ©nek megváltozása – hĹ‘változás esetĂ©n – csak a csĹ‘ben tud lejátszĂłdni. ElmĂ©letileg bármilyen folyadĂ©k alkalmas lehet 3 hĹ‘mĂ©rĹ‘ kĂ©szĂtĂ©sĂ©re, azonban figyelemmel kell lenni az anyag fagyás- Ă©s forráspontjára, hĹ‘tágulási egyĂĽtthatĂłjára Ă©s párolgására.
A legtöbb meteorolĂłgiai állomáson többfĂ©le folyadĂ©khĹ‘mĂ©rĹ‘t is használnak illetve használtak. Mivel azonban az automata Ă©s hagyományos mĂ©rĂ©sek között hosszabb távon sem volt kimutathatĂł jelentĹ‘s eltĂ©rĂ©s, Ăgy a 2010-es Ă©vek közepĂ©tĹ‘l a legtöbb helyen a hagyományos hĹ‘mĂ©rĹ‘kkle mĂ©rt adatok már nem kerĂĽlenk rögzĂtĂ©sre.
Az állomási hĹ‘mĂ©rĹ‘ nagy pontosságĂş, Celsius-skálájĂş, higannyal töltött hĹ‘mĂ©rĹ‘. MĂ©rĂ©si tartománya KözĂ©p-EurĂłpában –35 °C-tĂłl +45 °C-ig terjed. Skálája 0,2 °C-os beosztásĂş, a leolvasás azonban 0,1 °C-os pontossággal törtĂ©nik. A leolvasáskor „szemĂĽnk mindig egy magasságban legyen a hĹ‘mĂ©rĹ‘ higanyszálának vĂ©gĂ©vel, tekintetĂĽnk merĹ‘legesen essĂ©k a számlapra, hogy ezáltal az Ăşn. parallaxis hibát elkerĂĽljĂĽk”. Az állomási hĹ‘mĂ©rĹ‘t korábban ĂłránkĂ©nt, majd az automata műszerek rendszeresĂtĂ©sĂ©t követĹ‘en csak kontroll jelleggel, a szinoptikus fĹ‘terminusokkor (0, 6, 12, 18 UTC) kellett leolvasni a főállomásokon.
A Fuess-fĂ©le maximumhĹ‘mĂ©rĹ‘ HasonlĂł szerkezetű, mint az állomási hĹ‘mĂ©rĹ‘, működĂ©si elve azonban hasonlĂt egy lázmĂ©rĹ‘Ă©re. A tartály aljára vĂ©kony ĂĽvegpálca van forrasztva, ami benyĂşlik a kapillárisba, ezzel növelve a higany sĂşrlĂłdását. A hĹ‘mĂ©rsĂ©klet emelkedĂ©sekor a higany átprĂ©selĹ‘dik az akadályokon, de hűlĂ©skor már nem tud visszafolyni a tartályba, a szűkĂĽletben a higanyszál megszakad, a kapillárisban marad Ă©s megĹ‘rzi a maximális hĹ‘mĂ©rsĂ©kletkor felvett állapotát. Annak Ă©rdekĂ©ben, hogy a higanyszál melegedĂ©skor ne csĂşsszon magasabbra, a vĂzszinteshez kĂ©pest 2°-kal megdöntve kell elhelyezni Ăşgy, hogy a higanygömb felĹ‘li rĂ©sz legyen alacsonyabban. FĂĽggĹ‘leges helyzetben kell leolvasni, majd lerázni. Skálája 0,5 °C-os beosztásĂş, a leolvasás tized pontossággal törtĂ©nik, becslĂ©ssel. Naponta kĂ©tszer, a 6 Ă©s 18 UTC-s fĹ‘terminusokkor kell leolvasni. A mĂ©rt adat az elmĂşlt 12 Ăłrára vonatkozik. A napi maximum-hĹ‘mĂ©rsĂ©klet tehát a 6 Ă©s 18 UTC között mĂ©rt legmagasabb hĹ‘mĂ©rsĂ©klet.
A maximum-hĹ‘mĂ©rsĂ©klet mĂ©rĂ©se törtĂ©nhet a Six-rendszerű maximum–minimum hĹ‘mĂ©rĹ‘vel is. A műszer elĹ‘nye, hogy a maximum-, a minimum- Ă©s az aktuális hĹ‘mĂ©rsĂ©klet is egyetlen hĹ‘mĂ©rĹ‘vel mĂ©rhetĹ‘. Egy U alakĂş csĹ‘be alkoholt, higanyt Ă©s gázt töltenek, a mĂ©rĹ‘folyadĂ©k szerepĂ©t az alkohol tölti be. Leolvasáskor a hĹ‘mĂ©rĹ‘ egy mágnessel vagy egy gomb megnyomásával alaphelyzetbe állĂthatĂł. A műszer a Fuess-fĂ©le maximumhĹ‘mĂ©rĹ‘höz kĂ©pest pontatlannak számĂt, Ăgy meteorolĂłgiai alkalmazása kevĂ©sbĂ© elterjedt. A meteorolĂłgiai állomásokon használatos mĂ©g a Fuess-fĂ©le minimumhĹ‘mĂ©rĹ‘. A higany fagyáspontja (–39 °C) miatt a hĹ‘mĂ©rĹ‘be szĂnezett alkoholvegyĂĽletet vagy toluolt töltenek, hogy a –39 °C-nál alacsonyabb hĹ‘mĂ©rsĂ©kletek mĂ©rĂ©se is lehetsĂ©gessĂ© váljon. A csĹ‘ben egy ĂĽvegpálcika van elhelyezve. A folyadĂ©kszál hĹ‘mĂ©rsĂ©klet-csökkenĂ©skor magával hĂşzza a pálcikát, a hĹ‘mĂ©rsĂ©klet emelkedĂ©sekor viszont körĂĽlfolyja, Ă©s változatlan helyen hagyja, Ăgy megállapĂthatĂł a mĂ©rĂ©si idĹ‘szak alatt felvett minimum-hĹ‘mĂ©rsĂ©klet. A műszert naponta kĂ©tszer, 6 Ă©s 18 UTC-kor kell leolvasni. A radiáciĂłs (fűszinti) minimum-hĹ‘mĂ©rsĂ©klet mĂ©rĂ©sĂ©re szintĂ©n a Fuess-fĂ©le minimumhĹ‘mĂ©rĹ‘ használatos, amelyet a talajtĂłl 5 cm-es magasságban helyeznek el. A műszert 6 UTC-kor kell leolvasni. A talajhĹ‘mĂ©rsĂ©klet mĂ©rĂ©se higannyal töltött, kampĂłs vĂ©gű, felszĂni talajhĹ‘mĂ©rĹ‘kkel törtĂ©nik 2, 5, 10 Ă©s 20 cm mĂ©lysĂ©gben. A mĂ©lysĂ©gi talajhĹ‘mĂ©rĹ‘k 50 Ă©s 100 cm mĂ©lyen vannak elhelyezve. ElĹ‘bbieket naponta nĂ©gyszer, fĹ‘terminuskor, utĂłbbiakat csak 12 UTC-kor kell leolvasni. 2.1.2. Elektromos hĹ‘mĂ©rĹ‘k A hĹ‘mĂ©rsĂ©klet-változás következtĂ©ben megváltoznak az anyagok (fĂ©mek) elektromos tulajdonságai is. Ezen a tĂ©nyen alapul az elektromos hĹ‘mĂ©rĹ‘k működĂ©se.
Ellenállás-hőmérők
A tiszta fĂ©mek elektromos ellenállása a vezetĹ‘ hĹ‘mĂ©rsĂ©kletĂ©vel megváltozik, jĂł közelĂtĂ©ssel egyenesen arányosan. Leginkább platina, nikkel, volfrám illetve ötvözetlen rĂ©z alkalmas ellenállás-hĹ‘mĂ©rĹ‘ kĂ©szĂtĂ©sĂ©re. A meteorolĂłgiai gyakorlatban az Ăşn. Pt100-as platinahĹ‘mĂ©rĹ‘ az elterjedt, amelynek 0 °C-on pontosan 100 Ω az ellenállása. A szenzor pontossága – magyarországi körĂĽlmĂ©nyek között – 0,3 °C-on belĂĽl marad.
A termisztorok Hasonlóan az ellenállás-hőmérőkhöz, itt is az ellenállás megváltozását vesszük a mérés alapjául, ellenben a félvezetőknél a hőmérséklet-változás és az ellenállás között nem lineáris, hanem exponenciális összefüggés áll fenn. A termisztorok többségénél az ellenállás a hőmérséklet növelésével csökken. Előnyük, hogy gyorsan reagálnak a hőmérséklet változásaira és alacsony hőmérsékleten nagy pontosság érhető el velük (a nagyobb ellenállás-különbségek miatt), hátrány viszont, hogy nem lineáris a kapcsolat a hőmérséklet és az ellenállás között. Magasabb hőmérsékleteknél a pontosságuk lényegesen elmarad az ellenállás-hőmérőkhöz képest.
A hĹ‘mĂ©rĹ‘k elhelyezĂ©se a meteorolĂłgiai állomásokon A szinoptikus meteorolĂłgiai állomásokon fontos, hogy olyan mĂ©rĂ©seket vĂ©gezzĂĽnk, ahol nem, vagy csak kevĂ©sbĂ© Ă©rvĂ©nyesĂĽlnek lokális hatások. A mĂ©rĹ‘hálĂłzat sűrűsĂ©ge Ă©s a numerikus modellek bemenĹ‘ adataival szemben támasztott elvárásaink is azt kĂvánják meg, hogy a mĂ©rt adat ne csak az állomásra, hanem annak viszonylag nagyobb környezetĂ©re is reprezentatĂv legyen. Erre a cĂ©lra az olyan terĂĽletek felelnek meg, amelyek minden iránybĂłl nyitottak Ă©s a mĂ©rĂ©st nem zavarja közeli Ă©pĂĽlet, növĂ©nyzet vagy egyĂ©b tereptárgy. A hĹ‘mĂ©rsĂ©klet mĂ©rĂ©sĂ©t a nemzetközi elĹ‘Ărásoknak megfelelĹ‘en 1,2 Ă©s 2 mĂ©ter között kell elvĂ©gezni. Magyarországon a lĂ©ghĹ‘mĂ©rsĂ©klet mĂ©rĂ©se pontosan 2 mĂ©teres magasságban törtĂ©nik. A hĹ‘mĂ©rsĂ©klet mĂ©rĂ©sekor alapvetĹ‘ fontosságĂş, hogy a hĹ‘mĂ©rĹ‘ – legyen akár folyadĂ©khĹ‘mĂ©rĹ‘, akár elektromos szenzor – a mĂ©rendĹ‘ közeg, esetĂĽnkben a levegĹ‘ tĂ©nyleges hĹ‘mĂ©rsĂ©kletĂ©t mĂ©rje, Ă©s csak azzal álljon kölcsönhatásban. A hĹ‘mĂ©rĹ‘t emiatt vĂ©deni kell: – a rövidhullámĂş sugárzástĂłl, – a csapadĂ©ktĂłl, – a szĂ©ltĹ‘l. A hĹ‘mĂ©rĹ‘k elhelyezĂ©sĂ©re a XIX. század vĂ©gĂ©n a Brit MeteorolĂłgiai Társaság (Royal Meteorological Society) a Stevenson-fĂ©le hĹ‘mĂ©rĹ‘házat javasolta. Magyarországon ez csak a XX. század elsĹ‘ felĂ©ben vált elterjedttĂ©. A hĹ‘mĂ©rĹ‘ház fábĂłl kĂ©szĂĽlt, kĂvĂĽl-belĂĽl fehĂ©rre festett, kettĹ‘s zsaluzásĂş. VĂ©d a közvetlen napsugárzástĂłl, Ă©s az erĹ‘s szĂ©l hatását is gyengĂti, miközben a zsaluzás biztosĂtja a lĂ©gmozgást, a hĹ‘mĂ©rĹ‘ház szellĹ‘zĂ©sĂ©t. Ajtaja mindig Ă©szaki irányba nyĂlik. A ház mĂ©rete kellĹ‘en nagy ahhoz, hogy a száraz-nedves hĹ‘mĂ©rĹ‘pár (pszichromĂ©ter), a szĂ©lsĹ‘Ă©rtĂ©khĹ‘mĂ©rĹ‘k Ă©s a leolvasáshoz szĂĽksĂ©ges egyĂ©b kellĂ©kek (pl. aspirátor) is elfĂ©rjenek benne. Az elmĂşlt Ă©vtizedekben a meteorolĂłgiai szolgálatnál folyamatosan átálltak az automata, elektromos mĂ©rĂ©sekre. A kis mĂ©retű szenzorok már a legtöbb esetben tányĂ©ros árnyĂ©kolĂłban kerĂĽlnek elhelyezĂ©sre. A mĂ©retbĹ‘l adĂłdĂłan a hĹ‘mĂ©rĹ‘ szellĹ‘zĂ©se jobban megoldott, mint a Stevenson-fĂ©le házban, Ăgy a hĹ‘mĂ©rsĂ©klet-változásokat is gyorsabban Ă©rzĂ©keli a műszer.
Infra hőmérők
A non-kontakt infravörös hımérsékletmérés elınye a gyorsaság, az extrém körülmények közötti biztonságos mérés, az interferencia hiánya és az a képesség, hogy magas hımérsékleten (egészen 3000ºC-ig) is lehet hımérsékletet mérni. Figyelembe kell venni, hogy csak felületek hımérsékletét lehet megmérni!
Minden anyag bocsát ki infravörös sugárzást, amennyiben a hımĂ©rsĂ©klete abszolĂşt 0 fok (-273°C) felett van, Ă©s a sugárzás mĂ©rtĂ©ke fĂĽgg a test hımĂ©rsĂ©kletĂ©tıl. Ezt nevezzĂĽk jellemzı vagy karakterisztikus sugárzásnak, melynek az oka a molekulák anyagon belĂĽli mozgása. Ennek a mozgásnak az intenzitása az objektum hımĂ©rsĂ©kletĂ©tıl fĂĽgg. Mivel a molekuláris mozgás töltĂ©ssel rendelkezı rĂ©szecskĂ©k elmozdulásával jár, a test elektromágneses sugárzást (foton rĂ©szecskĂ©ket) bocsát ki. Ezek a fotonok a fĂ©ny sebessĂ©gĂ©vel mozognak Ă©s a fĂ©nytan alapelveinek megfelelıen viselkednek. El lehet ıket tĂ©rĂteni, fĂłkuszálni lehet ıket lencsĂ©vel, vagy vissza lehet ıket verni egy visszaverı felĂĽletrıl. Ennek a sugárzásnak a spektruma 0,7-tıl 1000 µm hullámhosszig terjed, ebbıl kifolyĂłlag saját szemĂĽnkkel nem Ă©rzĂ©keljĂĽk. Ez a spektrális tartomány a láthatĂł fĂ©nytartományon belĂĽl a vörös tartományába esik, ezĂ©rt a latin eredetĹ‘ elıtaggal infravörös fĂ©nynek nevezik
Mik az elınyei a non-kontakt hımĂ©rsĂ©kletmĂ©rĂ©snek? Gyors mintavĂ©tel (mikroszekundum nagyságrendĹ‘), Ăgy idĹ‘t lehet megtakarĂtani, egysĂ©gnyi idĹ‘ alatt több mĂ©rĂ©st tesz lehetĹ‘vĂ© (pl. hĹ‘tĂ©rkĂ©pet lehet kĂ©szĂteni). MozgĂł tárgyakon is lehetĹ‘vĂ© teszi a hĹ‘mĂ©rsĂ©kletmĂ©rĂ©st. A mĂ©rĂ©sek olyan helyeken is lehetĹ‘vĂ© válnak, ahol egyĂ©bkĂ©nt az Ă©letveszĂ©ly vagy a nehĂ©z hozzáfĂ©rĂ©s miatt eddig lehetetlen volt a mĂ©rĂ©s (nagyfeszĂĽltsĂ©g, nagy mĂ©rĂ©si távolságok, magas hĹ‘mĂ©rsĂ©klet). Magas hĹ‘mĂ©rsĂ©klet mĂ©rĂ©se is lehetĹ‘vĂ© vált (egĂ©szen 3000°C-ig). Nem keletkezik interferencia. A mĂ©rt tárgy nem veszĂt hĹ‘mĂ©rsĂ©kletĂ©bĹ‘l. Pl. a csekĂ©ly hĹ‘vezetĹ‘ kĂ©pessĂ©ggel rendelkezĹ‘ anyagok, mint a műanyag, fa hımĂ©rsĂ©klete is nagy pontossággal mĂ©rhetĹ‘. Nincs a mĂ©rt Ă©rtĂ©kek között nagy szĂłrĂłdás. Nem jár roncsolással, nincs mechanikai sĂ©rĂĽlĂ©sveszĂ©ly a mĂ©rt tárgy felĂĽletĂ©n. Lakkozott vagy puha felĂĽletek mĂ©rĂ©se is lehetsĂ©ges.
Hőmérsékleti skálák
Napjainkban alapvetően három hőmérsékleti skálát használunk. Számunkra a legismertebb a Celsius-skála. Ha ezen a skálán megadnak egy hőmérséklet értéket, mindnyájan el tudjuk dönteni, hogy az hideg, meleg vagy nagyon forró. Nem tudjuk ugyanezt megtenni a főként angolszász országokban használt Fahrenheit-skála esetében. Nekünk a 100 °C forrót jelent, de nem igazán tudjuk, mit jelent a 100 °F (Fahrenheit fok). A Kelvin-skálát minden iskolás előbb-utóbb megismeri, sőt általában még az átváltás módját is ismeri.
Az egyes skálák közötti átváltás a következő:
- Celsiusról Kelvinre: T (K) = T (°C) + 273
- Kelvinről Celsiusra: T (°C) = T (K) – 273
- Celsiusról Fahrenheitre: T(°F) = 9/5T(°C) + 32
- Fahrenheitről Celsiusra: T(°C) = 5/9T(°F) – 32
Források:
- http://elte.prompt.hu/sites/default/files/tananyagok/MeteorologiaAlapismeretek/ch13s06.html
- http://tudasbazis.sulinet.hu/hu/termeszettudomanyok/fizika/fizika-10-evfolyam/homerseklet-homerok/homersekleti-skalak
- http://hvg.hu/plazs/20110805_idojaras_elorejelzes_tenyek_tevhitek
- https://qubit.hu/2018/01/31/uj-szuperszamitogeppel-kutat-az-omsz-de-miert-nem-letezik-a-tokeletes-elorejelzes-es-segithet-e-a-mesterseges-intelligencia
- https://hu.wikipedia.org/wiki/Numerikus_id%C5%91j%C3%A1r%C3%A1s-el%C5%91rejelz%C3%A9s
- http://nimbus.elte.hu/tanszek/docs/BSc/2016_2/Kovacs_Tamas_2016.pdf
- https://commons.wikimedia.org/wiki/File:2013-10-20_14_17_55_Cotton_Region_Shelter_containing_Maximum_and_Minimum_Thermometers_viewed_from_the_south.JPG
- https://manonice.com/2014/04/
- https://www.muszeroldal.hu/measurenotes/infraglobal.pdf