SZÁMÍTÓGÉPES METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK összeállította: Gilicze Tamás lektorálta: Dr. Laczkó Gábor A számítógépes meteorológiai mérések célkitűzései: A mérés közvetlen célja: egy közelről megfigyelhető, kipróbálható meteorológiai állomás segítségével megismerni a meteorológiai jellemzők mérési módszerét, tapasztalatot szerezni az egyszerű mechanikus alkatrészek működésében, és látni a közvetlen visszacsatolást a kiértékelő szoftver által biztosított számítógépes felületen. Közvetett cél: a diákok vegyék észre, hogy az ország számos helyén üzemeltetett mérő automaták, és az autópályák mentén látható hasonló berendezések által szolgáltatott adatok összesítése teszi lehetővé a meteorológia honlapokon elérhető aktuális hőtérképek, széltérképek működését. Eszközszükséglet:
Eco-log hordozható meteorológiai mérőállomás számítógép A meteorológiai állomáshoz tartozó kiértékelő szoftver: Weatherlab
Történelmi áttekintés: A meteorológia több ezer éves tudomány, az elnevezés Arisztotelésztől (I.e. 384-322) származik, aki az ég és a földfelszín között játszódó jelenségek (meteor) tudományos (logosz) megfigyeléséről írt Meteorologica című munkájában. Az ókorban a megfigyelések a többnyire a csillagászathoz kapcsolódtak; olykor az uralkodók álmait megfejtők „jósolták” meg a rendkívüli időjárási eseményeket (pl. aszályok). Az első meteorológiai műszerek a középkorban készültek, ilyen volt például a hőmérsékletkülönbség mérésére alkalmas termoszkóp, amelyet Galilei 1592-ben készített, később ebből fejlődött ki a hőmérő. Szintén nagy jelentőségű az 1643-ban elvégzett híres kísérlete, amely alkalmas volt a légnyomás meghatározására. A tengeri hajózás fejlődése során egyre pontosabb feljegyzések születtek a tengeráramlatokról és a passzátszelekről. 1781 és 1792 között hozták létre a világ első meteorológiai mérőhálózatát, amelynek 39 tagja közül az egyik Budán volt. A Morsetávíró feltalálása lehetővé tette az észlelések gyors továbbítását. Magyarországon a népi megfigyeléseket szólások is őrzik, pl. Ha Katalin kopog, karácsony locsog, ami azt a sokéves megfigyelést rögzítette, hogy ha november végén fagyos az idő, akkor várhatóan enyhe lesz a karácsony. A Magyar Meteorológiai Szolgálat 1870-ben alakult meg, majd 80 évvel később egyetemi szintű meteorológusképzés indult el az ELTE-n.
A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült.
SZÁMÍTÓGÉPES METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK összeállította: Gilicze Tamás lektorálta: Dr. Laczkó Gábor A ciklonok, légtömegek megfigyelése lehetővé tette, hogy előre jelezzenek időjárási eseményeket. Az első számítógépes meteorológiai előrejelzést 1940-ben alkották meg, amelyben része volt a magyar származású Neumann Jánosnak is. A felsőbb légrétegekbe küldött, mérőműszerekkel felszerelt, adatgyűjtő kis léghajók mellett 1960-tól használják a műholdas távérzékelést meteorológiai célokra. Napjainkban az automatizálás, a számítógépes mérési adatgyűjtés megsokszorozta a rendelkezésre álló adatok mennyiségét, és a korszerű adatfeldolgozási technológiákkal sokkal hatékonyabbá vált azok kiértékelése. Eszközismertető A meteorológiával kapcsolatban fontos különbséget tennünk a rövid és hosszú távú időjárási kilátások előrejelzése és az aktuális időjárási tényezők rögzítése között. Egy olyan meteorológiai állomás működését fogjuk áttekinteni, amelyhez hasonló az idokep.hu oldalon szolgáltatja folyamatosan a mérési adatokat. A meteorológiai állomás részei
Az Eco-Log mérési adatgyűjtő egység, amely közvetlenül kapcsolódik a számítógéphez
beépített szenzorokat tartalmaz: o légnyomásmérő szenzor o páratartalom mérő szenzor o zajszintmérő szenzor o fényszenzor: a megvilágítást méri (lux egységben). kívülről is csatlakoztathatunk hozzá szenzorokat: szélmérőt csapadékmérőt.
és
szélmérő rögzíti a szél sebességét és a szélirányt, érzékeli a széllökéseket csapadékmérő: billenős csapadékgyűjtő; a számítógép az átbillenések számából számítja ki a csapadék mennyiséget hőmérőház, más néven lamellás hőmérő árnyékoló, benne számítógéphez csatlakozó hőmérő. léteznek olyan mérőállomások, amelyek az UVA illetve az UVB sugárzást is képesek mérni.
A használt szoftver -WeatherLab- grafikonon, és szemléletes ikonok segítségével is megjeleníti a mért értékeket.
A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült.
SZÁMÍTÓGÉPES METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK összeállította: Gilicze Tamás lektorálta: Dr. Laczkó Gábor Az alkalmazott szoftver sajátossága, hogy az adatokat másodpercenként olvassa ki, de percenként tárolja. A pillanatnyi értékeket a kis piktogramok segítségével egy komplett képernyő oldalon a szoftver megjeleníti. A tárolt adatok táblázatos és grafikus formában is megtekinthetők.
A mobil meteorológiai állomás
A szabadtéri bemutató célszerű elrendezése
WeatherLab ikonok és az aktuális értékek a monitoron
Az Eco-log mérési adatgyűjtő egység.
A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült.
SZÁMÍTÓGÉPES METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK összeállította: Gilicze Tamás lektorálta: Dr. Laczkó Gábor
Kanalas szélmérő, vitorlás szélirányjelzővel
Hagyományos széljelző az iskola tetején
A szélerősségmérő tesztelése
A zajszintmérő szenzor kipróbálása
Így működik a billenős csapadékmérő
A csapadékmérő tesztelése
A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült.
SZÁMÍTÓGÉPES METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK összeállította: Gilicze Tamás lektorálta: Dr. Laczkó Gábor A megfigyelés menete A meteorológiai állomást akkor tudjuk a legkönnyebben megismerni, ha a mérendő meteorológiai körülményeket mesterségesen idézzük elő. Javasolt pl. egy szabadban felállított és laptoppal összekötött mérőállomást megfigyelni. Javasolt sorrend: 1. a mérőállomás részeink bemutatása: a. csapadékmérő (billenős csapadékgyűjtő) mérési elvének ismertetése b. szélmérő, c. EcoLog mérési adatgyűjtő, d. kábelek szerepe, e. laptop a kiértékelő szoftverrel. 2. a meteorológiai állomás összekapcsolása 3. a WeatherLab szoftver indítása, az ikonok ismertetése 4. csapadékmérő kipróbálása, szoftveres követés 5. kanalas szélmérő kipróbálása, szoftveres követés 6. zajszintmérő tesztelése, szoftveres követés 7. fénymérő kipróbálása árnyékolással, napfényre helyezéssel; szoftveres követés 8. A jelen gyakorlat után érdemes pl. a földrajzhoz kapcsolódó felhő és csapadékképződés gyakorlatot választani. További kivitelezési javaslatok:
Célszerű árnyékos helyet választani.
A laptopra érdemes második kivetítőként egy nagyobb monitort kapcsolni, amelyen ugyanaz látható, mint a laptop kijelzőjén. Így egyszerre akár 6-8 gyerek is láthatja a monitort.
A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült.
SZÁMÍTÓGÉPES METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK összeállította: Gilicze Tamás lektorálta: Dr. Laczkó Gábor
A megfigyelések leírása Milyen saját időjárási megfigyeléseket tudnál végezni hagyományos eszközökkel, otthon? ..... csapadékmérés esőre kitett, egyenes falú edénnyel; hőmérsékletmérés hőmérővel ................ ...................................................................................................................................................... A szenzorok mit helyettesítenek egy meteorológiai mérő automatában? ................................ ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Hol van a lakókörnyezetedhez közel internetes mérőautomata? ............................................. Milyen internetes címen találsz olyan információkat, amely mérő automatáktól származik? Jegyezz fel legalább kettőt! ........................................................................................................ ...................................................................................................................................................... Az ismeretek ellenőrzése: 1. 2. 3. 4. 5.
Ki alkotta meg a „meteorológia” szót? Ki készítette az első hőmérőt? Ki mérte meg először a légnyomást? Sorolj fel olyan időjárási tényezőket, amelyek mérésével ma megismerkedtél! Min alapulnak az időjáráshoz kapcsolódó „népi bölcsességek”?
Javasolt honlapok: www.idokep.hu www.met.hu www.omsz.hu www.bjg.hu nyitóoldal meteorológiai állomás
A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült.
