Придумать результат как измерить облачность за окном. ПОМОГИТЕ
Ответ оставил Гуру
Облачностью называется степень покрытия небосвода облаками. Она измеряется в 10-балльной системе. Один балл равен 7% или 10% площади видимого неба. Отдельно оценивается нижняя облачность, поскольку нижние облака больше затеняют и могут дать осадки.
Облакомер — метеорологический прибор для определения высоты нижней границы облаков, Для работы использует либо лазер, либо другой источник когерентного света. Облакомеры также используются для определения концентрации аэрозолей в атмосфере. Лазерный облакомер состоит из вертикально расположенного лазера и приемника света, обычно лидара, приемника лазерного света ИК-диапазона. Лазерный импульс продолжительностью в несколько наносекунд посылается вверх, в атмосферу. Пока луч проходит через аэрозоль некоторая часть его энергии рассеивается на частицах аэрозоли, на частицах с размером порядка длины волны лазерного луча. Из-за эффекта, называемого рассеянием Ми, часть света раасеивается назад и улавливается приемником облакомера.
Таким образом, на основе анализа временных задержек большего количества лазерных импульсов можно построить усредненное вертикальное распределение концентрации аэрозоля в атмосфере. В том числе, можно определить высоту нижней кромки облаков.
Если тебя не устраивает ответ или его нет, то попробуй воспользоваться поиском на сайте и найти похожие ответы по предмету Другие предметы.
Источник
Придумать результат как измерить облачность за окном. ПОМОГИТЕ
Ответ:
медленное , тоесть очень слабое
Объяснение:
Разные размеры стебля и листьев
Степи — царство тепла и сухих ветров. Так говорят, потому что там тепло, дуют сухие ветры, льётся редко дождь, только ливень польётся и уйдёт. У этой зоны очень плодородны почвы, особенно почвы Чернозём. Из за недостатка влаги деревьям здесь труднее расти.
В степи много животных — степной орёл, пустельга, степной жаворонок, журавль-красавка, дрофа, кобылки, кузнечики и шмели.
К сожалению, человек попусту губит природы степей. Распашка степей — экологическая проблема. Также и выводение скота, изза которого происходит перевыпас. И браконьерство.
Для охраны степей были созданы заповедники Ростовский, Оренбургский и Даурский.
3. Система органов кровообращения – обеспечение транспорта питательных веществ в клетку и освобождение её от продуктов жизнедеятельности.
4. Система органов кроветворения – обеспечение постоянства состава крови.
5. Система органов пищеварения – потребление, переработка, усвоение питательных веществ, выделение продуктов жизнедеятельности.
6. Система органов мочевыделения и кожа – выделение продуктов жизнедеятельности, очистка организма.
7. Репродуктивная система – воспроизводство организма
8. Эндокринная система – регуляция биоритма жизни, основных процессов обмена веществ и поддержание постоянства внутренней среды.
9. Костно-мышечная система – обеспечение структурности, функций передвижения.
10. Лимфатическая система – осуществление очищения организма и обезвреживание чужеродных агентов.
11. Иммунная система – обеспечение защиты организма от вредных и чужеродных факторов.
12. Периферическая нервная система – обеспечение протекания процессов возбуждения и торможения, проведение команд ЦНС до рабочих органов.
Источник
Как измерить облачность придумай способ
Летная Академия Гражданской Авиации запись закреплена
Как измеряется облачность: октаны и баллы.
В специализированных авиационных прогнозах погоды в качестве характеристик облачности указывается их количество, форма и высота нижней и верхней границ. Если форма облаков единиц измерения не имеет, то остальные ее характеристики могут быть измерены количественно.
Для определения количества облаков могут использоваться баллы или октан- ты (в авиационных прогнозах погоды используются октанты, а практически во всех остальных прогнозах — баллы). При измерении количества облаков в баллах весь небосвод делится на 10 частей, и степень закрытия неба облаками может изменяться от 0 (ясная погода) до 10 баллов (сплошная облачность). В тех случаях, когда количество облаков измеряют в октантах, количество облаков меняется от 0 до 8 октантов.
Перевод количества облаков из баллов в октанты и обратно осуществляется следующим образом:
Октаны: 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Баллы. : 0 1 2-3 4 5 6 7-8 9 10
Высота нижней и верхней границы облаков измеряется в метрах или километрах, а в ряде стран могут быть указаны даже футы. Если высоты облаков указываются в метрах, то обычно высота нижней границы облаков округляется до десятков, а верхней границы — до сотен метров.
Иногда в прогнозах погоды и в обиходе для определения количества облаков используются следующие выражения:
безоблачно — 0—1 балл облаков;
малооблачно — 2—3 балла облаков;
переменная облачность — 4—7 баллов облаков;
значительная облачность — 8—9 баллов облаков;
сплошная облачность — 10 баллов
Иногда бывает даже трудно себе представить, при какой сложной погоде летают самолеты гражданской авиации. А между тем на больших аэродромах современные самолеты могут производить посадку при высоте нижней границы облаков в 30 м. Представьте себе, что перед вами стоит четырнадцатиэтажный дом. Высота каждого этажа примерно равна трем метрам. А это значит, что самолет может произвести безопасную посадку на аэродром даже в том случае, когда одиннадцатый этаж дома будет в облаках.
Источник
Каким прибором измеряется облачность?
Облака — один из самых сложных для наблюдения метеорологических элементов, поэтому приборов нет.
Нужно на глаз определить степень покрытия небосвода облаками (10% — 1 балл облачности, 30% — 3 балла, весь небосвод покрыт облаками — 10 баллов) , род и вид облаков, хотя бы приблизительно — их высоту. Правда, есть метеостанции, запускающие в каждый срок наблюдений шар-пилот, скорость подъема которого известна; скрылся шар в облаках через столько-то секунд — и известна высота. Но во-первых, далеко не все станции запускают такие шары, во-вторых, шар может проскочить между кучевыми облаками, и в-третьих — и это самое главное — удачей считается именно последний случай, потому что шар-пилот нужен в первую очередь для определения не высоты облаков, а направления ветра на разных высотах.
[ссылка заблокирована по решению администрации проекта]
Характеристики облачности (определяются визуально)
Количество облаков — степень покрытия неба облаками (в определённый момент или в среднем за некоторый промежуток времени) , выраженная в 10-балльной шкале или в процентах покрытия. Современная 10—балльная шкала облачности принята на первой Морской Международной Метеорологической Конференции (Брюссель, 1853 г.) .
Отдельно определяется общее количество облаков и количество облаков нижнего яруса; эти числа записываются через дробную черту, например 10/4.
В авиационной метеорологии применяется 8-октантная шкала, которая проще при визуальном наблюдении: небо делится на 8 частей (то есть пополам, потом ещё пополам и ещё раз) , облачность указывают в октантах (восьмых долях неба) . В авиационных метеорологических сводках погоды (METAR, SPECI, TAF) количество облаков и высота нижней границы указывается по слоям (от самого нижнего к более верхним) , при этом используются градации количества:
FEW — незначительные (рассеянные) — 1-2 октанта (1-3 балла) ;
SCT — разбросанные (отдельные) — 3-4 октанта (4-5 баллов) ;
BKN — значительные (разорванные) — 5-7 октантов (6-9 баллов) ;
OVC — сплошные — 8 октантов (10 баллов) ;
SKC — ясно — 0 баллов (0 октантов) ;
NSC — нет существенной облачности (любой количество облаков с высотой нижней границы 1500 м и выше, при отсутствии кучево-дождевых и мощно-кучевых облаков) .
Указываются наблюдаемые формы облаков (латинскими обозначениями) в соответствии с международной классификацией облаков.
Высота нижней границы облаков (ВНГО)
Определяется ВНГО нижнего яруса в метрах. На ряде метеостанций (особенно авиационных) этот параметр измеряется прибором (погрешность 10-15 %), на остальных — визуально, ориентировочно (при этом погрешность может достигать 50-100 %; визуальная ВНГО — самый ненадёжно определяемый элемент погоды) .
Источник
Датчик облачности для обсерватории
На мой взгляд одной из важнейших сопутствующих задач наземной наблюдательной астрономии является контроль астроклимата.
Астроклимат — это совокупность факторов атмосферы, влияющих на качество астрономических наблюдений, путем искажения излучения небесных объектов.
(внимание, под катом достаточно много изображений!)
В число этих факторов входит, например, показатель преломления воздуха, зависящий от его температуры. Изменение температуры воздуха на 1 градус цельсия настолько изменяет его показатель преломления, что уже сказывается на качестве изображения. В связи с этим телескопы стараются располагать выше температурных неодноростей – на горных пиках. Высоту самих башен так же выбирают такой, что бы телескоп был расположен над локальными неоднородностями.
Так же важным фактором является ветер, который может вызывать перемешивания мелких неоднородностей в воздухе, приводя тем самым к расфокусу изображения.
И наверное одним из наиболее важных факторов является количество ясных дней в году.
Затянутое облаками небо полностью блокирует работу телескопа и может является вестником
осадков, что опасно для оборудования.
Кроме природных факторов существуют и антропогенные. Это засветка от городов, выбросы в атмосферу, локальный нагрев воздуха.
Перед строительством обсерватории специальные исследовательские астроклиматические группы измеряют и анализируют все эти факторы на протяжении определенного периода времени, после чего выносят свой вердикт и разрешают установку телескопов в этом месте или же приступают к поиску другого места.
Но астроклимат вещь непостоянная и к сожалению порой может очень сильно изменяться, нередко благодаря человеку. Поэтому необходим постоянный мониторинг.
Я же предлагаю поговорить об одном из наиболее часто меняющемся факторе — облачности. Особенно остро вопрос контроля облачности стоит в случае удаленно управляемой обсерватории, когда невозможно просто выйти на улицу и посмотреть что там на небе.
Некоторую помощь тут может оказать камера обзора неба — чувствительная широкоугольная камера, направленная в зенит.
(снимок с камеры не мой, взят в качестве примера. в кадре присутствует метеор 🙂 )
Но хорошая камера с объективом — решение не самое бюджетное, накладывающее дополнительные требования к сопутствующему оборудованию и каналу связи. Кроме того, в случае автоматизированной обсерватории анализ кадров с целью выявления облаков так же не является самой тривиальной задачей.
В качестве единственного устройства контроля облаков, помимо камеры, в обсерваториях по всему миру с успехом применяют датчики, которые позволяют легко получить достаточно точную численную оценку ясности неба в ночное время. Кроме того, данные с датчиков очень просто накапливать и впоследствии проводить исторический анализ астроклимата.
Днем солнечное излучение согревает поверхность Земли и все, что на ней находится — здания, дороги, воду и т.д. Вся накопленная энергия впоследствии переизлучается в виде того же тепла (инфракрасного излучения).
Если бы у земли не было бы атмосферы, то вся накопленная энергия без каких-либо препятствий излучалась бы в космос. Но к счастью у нашей планеты есть атмосфера 🙂
В состав атмосферы входят разнообразные газы, аэрозоли, пылевые частицы и водяной пар. Испускаемое Землей инфракрасное излучение активно поглощается водяным паром, разогревая саму атмосферу (это позволяет поддерживать нашу планету достаточно теплой для существования жизни). Облака, как известно, состоят из водяного пара. Соответственно, чем больше этого пара в атмосфере (больше облаков) — тем выше температура. И наоборот, чем более ясное и чистое небо — тем температура ниже. Как и температура любого другого тела — температура атмосферы (неба) может быть измерена. Говоря о температуре имеют ввиду температуру воздушного столба (точнее конуса, угол раствора которого равен углу «зрения» конкретного датчика). Высота этого столба примерно 10-15 км, т.е. до тропосферы — атмосферного слоя, где «делается» погода.
Собственно под температурой неба всегда понимают то, насколько эта измеряемая конусообразная область теплее окружающего космического пространства (температура которого близка к абсолютному нулю) и насколько она холоднее кучевых облаков. Не стоит это путать с фактической температурой воздуха на какой-то определенной высоте.
(На высоте 10 км, как думаю, многие знают, фактическая температура может доходить и до -50 градусов цельсия).
Температуру окружающего воздуха в точке установки датчика выбирают в качестве опорной. Чем больше разность между окружающей температурой и измеренной температурой неба — тем небо более ясное. Обычно разность в 20 градусов говорит об очень чистой атмосфере, если же разность меньше пяти градусов — небо наглухо затянуто облаками.
Контактные методы измерения температуры неба тут очевидно не подходят поэтому применяют инфракрасные термометры.
Существуют ручные термометры, подобные изображенному на фотографии ниже.
Это своего рода однопиксельный «тепловизор», угол зрения, которого прежде всего определяется встроенной линзой Френеля.
Можно провести простой эксперимент и направить устройство в небо: на чистый участок и на облако — результат будет заметен сразу.
(image credit: Forrest M. Mims III., mynasadata.larc.nasa.gov)
Конструкция датчика облачности
Разобравшись с температурой неба и измерением, предлагаю к рассмотрению простую конструкцию соответствующего датчика, способного работать в автоматическом автономном режиме.
Сердцем устройства является инфракрасный термометр фирмы Melexis – MLX90614, купить который довольно просто.
Термометр выполнен в удобном герметичном корпусе, напоминающем корпуса некоторых отечественных операционных усилителей.
С внешним миром устройство общается с помощью шины SMBus, совместимой с i2c, с некоторыми небольшими нюансами, о которых я расскажу далее.
Присутствует так же автономный аналоговый режим, когда на выходе устройства – ШИМ сигнал, со скважностью, зависящей от измеряемой температуры. Может быть, полезно при создании устройств наподобие термостата.
Устройство умеет измерять температуру с помощью двух сенсоров – классической термопары и инфракрасного датчика. Существуют так же версии, оснащенные сразу двумя ИК датчиками.
Некоторые характеристики устройства
Информационная линия SDA используется так же и для вывода ШИМ сигнала в соответствующем режиме.
По умолчанию устройство должно работать в SMBus режиме, но в моём случае почему-то оказался включен PWM. Это привело к тому, что после подключения я увидел на шине i2c полный хаос.
Для переключения устройства в SMBus режим достаточно кратковременно замкнуть линию SCL на землю в момент подачи питания на устройство. К сожалению, при следующем включении устройство снова окажется в PWM режиме. Для переключения в режим SMBus “навсегда” нужно поменять параметры в EEPROM устройства.
Датчик облачности построен на основе микрокомпьютера Raspberry Pi B первого поколения.
Конечно, можно было бы обойтись простейшим avr микроконтроллером, но в моём случае датчик является частью более сложного прибора – универсальной allsky камеры, о которой я еще обязательно напишу. В своём проекте я использую дистрибутив Raspbian Jessie с ядром версии 4.4. Все нижеописанное справедливо для этой версии платы и для этой версии ОС.
В сети есть большое количество информации о подключении MLX90614 к микроконтроллерам и проблем тут обычно не возникает, а вот касательно Raspberry информации маловато и можно запросто встретить разнообразные грабли. Надеюсь, что эта статья поможет кому-то не наступить на них 🙂
Итак, подключается все очень просто.
Конденсатор C1 – керамический, его применение обязательно.
Резисторы R1 и R2 – 4K7, опциональные, т.к. в Raspberry Pi есть свои подтяжки на i2c шине.
Но eсли линия к mlx достаточно длинная – резисторы лучше поставить. В моём случае совсем рядом на шине висит еще одно устройство, в котором так же есть такие резисторы, поэтому для mlx я не ставил подтяжек. Я использую трехвольтовую версию mlx90614 поэтому в данном случае питание поступает от линии 3.3 вольта. В случае же пятивольтовой может потребоваться согласование уровней дабы не повредить Raspberry.
Хотелось бы отдельно сказать про шины SMBus и I2C. Обе шины, в нашем случае (напряжение питания 3.3 вольта), электрически и сигнально совместимы, так что с MLX90614 можно работать как с обычным i2c устройством. Есть так же отличия в максимальных рабочих скоростях, но и этим в данном случае можно пренебречь.
Работа с устройством
Для Raspberry Pi существует два основных способа общаться с i2c устройствами – используя аппаратную i2c шину, посредством драйвера i2c_bcm2708 и библиотеки libi2c-dev или же используя популярную библиотеку bcm2835 которая программно эмулирует i2c протокол, с нужным интервалом дергая те же GPIO2 и GPIO3. По умолчанию i2c адрес устройства – 0x5A.
Забегая вперед скажу, что с bcm2835 проблем не было никаких и датчик MLX90614 заработал сразу, но этот способ мне не нравился, зачем программно эмулировать имеющееся оборудование на компьютере с весьма ограниченными ресурсами. Было принято решение работать через драйвер i2c_bcm2708.
Первым делом следует убедиться, что модуль i2c_bcm2708 загружен, выполнив команду lsmod, если модуля нет в списке – необходимо его загрузить командой
и затем добавить строчку i2c_bcm2708 в конец файла /etc/modules, это необходимо для того что бы модуль загружался при старте системы.
После загрузки модуля станут доступны два устройства — /dev/i2c-0 и /dev/i2c-1
Первый относится к нулевой шине i2c, второй соответственно к первой. В случае Raspberry Pi первых поколений – нулевая шина не распаяна на плате, первая же выведеная на гребенку GPIO, поэтому вся работа идет через /dev/i2c-1
Теперь если запустить команду
(поставляется в пакете libi2c-dev, y 1 – номер i2c шины) можно увидеть следующее (при условии, что у нас больше нет никаких i2c устройств).
Девайс с адресом 5a – наш MLX90614. Если же вы видите тут просто хаотичный массив из чисел – ваш mlx работает в ШИМ режиме, что бы переключиться — снимите питание с устройства, прижмите линию SCL к «земле» и вновь подайте питание, после чего SCL можно отпустить. После этого устройство должно переключиться в SMBus режим и вывод i2cdetect станет корректным.
Далее я покажу как можно поменять параметры в EEPROM и исправить эту ситуцию.
Работа с устройством очень проста. Пишем простейшую программу на С
… и получаем ошибку “Failed to perfom I2C_SMBUS transaction, error: bad message”
Это ответ от mlx90614, устройство не понимает наш запрос.
В попытках разобраться в чем дело я решил взять логический анализатор и посмотреть как происходит обмен с устройством.
В даташите приведен пример нормального обмена по шине SMBus, чтение, как и в нашем случае.
Логический анализатор же показал следующую картину
Видно что после выполнения команды write и отправки данных добавляется ненужный стоп бит (красная точка), перед тем как отправить запрос на чтение. Это как бы разбивает нашу одиночную посылку на два отдельных неполноценных пакета. Разумеется устройство не понимает такой запрос.
Попробовав повторить все то же самое с программной библиотекой bcm2835 я увидел, что все отрабатывает корректно.
Стало быть я как-то не так использовал api аппаратного драйвера. В итоге, после определенного ковыряния в коде ядра и копания на форуме Rasperry Pi выяснилось, что для того что бы все заработало в драйвере должен быть активирован так называемый комбинированный режим записи-чтения. В этом режиме драйвер не разбивает один пакет с двумя командами чтения-записи на два независимых. Чтобы его активировать необходимо от рута выполнить команду:
Запись нуля в combined соответственно выключает этот режим.
Теперь, после включения режима, если еще раз запустить наш предидущий пример – мы должны получить ответ.
Все работает! Теперь можно писать полноценную утилу для работы с устройством.
В даташите хорошо описаны все адреса EEPROM и RAM для чтения-записи значений и параметров.
Как не трудно догадаться – регистр PWCTRL позволяет включать и выключать тот самый режим ШИМ.
Описание битов регистра из даташита.
Соответственно что бы выключить режим ШИМ надо необходимо 1-ый бит регистра PWCTRL установить в 0.
Чтение значений температур происходит из оперативной памяти устройствами
Как видим отсюда можно прочесть термопарный, первый и второй (если имеется) канал ИК датчика, в виде сырых данных и в виде температуры.
Составим заголовочный файл с необходимыми адресами, mlx_addrs.h
И полный исходный код приложеня для работы с устройством MLX90614.
Собираем и запускаем:
Чтение температуры с ИК датчика, i2c шина 1, i2c адресс 0x5A:
Чтение температуры c термопарного датчика:
Работа с режимом ШИМ. Узнать текущий режим:
Выключить режим ШИМ:
Выключить режим ШИМ:
Так же есть дополнительный аргумент —debug, включающий режим отладки, это позволяет наглядно увидеть все взаимодействие с устройством.
Т.к. ИК окошко mlx90614 выполнено герметичным – нет необходимости в дополнительной гидроизоляции для уличного применения устройства.
Вот так датчик смонтирован у меня, на корпусе allsky камеры.
Замер температуры неба производится каждые 5 минут, данные записываются в MySQL базу данных.
В последствии значение температуры неба так же накладывается на ночной снимок камеры.
Температура неба -1.30 градуса цельсия, хорошее ясное летнее небо.
Источник
