METEOROLOŠKA STANICA i INSTRUMENTI

VREME je trenutno stanje atmosfere na određenom prostoru, što znači da se neprekidno mora pratiti stanje najvažnijih meteoroloških pojava i elemenata (parametara). Da bismo što preciznije prikazali neke meteorološke vrednosti (temperaturu vazduha, vlažnost, pritisak…) koristimo merne instrumente. Ljudi svojim čulima mogu „izmeriti“ vrednosti pojedinih meteoroloških elemenata, tako da dosta uspešno razlikuju stepen toplote ili hladnoće – i na osnovu toga zaključuju da li je toplije ili hladnije. Na sličan način ljudi osećaju količinu vlage u vazduhu, kao i nagle promene vazdušnog pritiska. Da bismo rekli koliko je tačno iznosila ta promena pritiska, ili koliko iznosi trenutna temperatura u mernim jedinicama – koristimo meteorološke instrumente.

Meteorološka stanica (merna stanica)

Prema standardima Svetske meteorološke organizacije (WMO), područje na kojem se obavljaju meteorološka merenja i osmatranja naziva se meteorološka stanica. Krug meteorološke stanice mora biti postavljen što dalje od značajnijih objekata zbog sve jačeg uticaja grada na meteorološke parametre, pa je potrebno stanicu postaviti na nekom reprezentativnom mestu koje će što realnije prikazati vreme i klimu nekog područja. Meteorološki krug treba da tokom celog dana bude obasjan Suncem, a u krugu se  postavlja meteorološka kućica unutar koje se nalaze određeni merni instrumenti, dok se ostale potrebne stvari za merenje i osmatranje nalaze uglavnom pored nje – ali mogu biti i dalje od nje, ali obavezno u sklopu meteorološkog kruga, ili tzv. osmatračkog polja.

Neki instrumenti su smešteni i unutar same zgrade meteorološke stanice (barometar, kao i grafovi anemometra), kako bi osmatrač očitao vrednosti.

Meteorološka kućica (zaklon)

Meteorološka kućica ili zaklon je najvažniji deo meteorološke stanice. Obično se nalazi na 2 metra visine, jer je na toj visini najpovoljnije vršiti merenja, kako bi se eliminisali negativni uticaji padavina, insolacije i vetra, a uz istovremeno postojanje stalne cirkulacije vazduha kroz kućicu. Ofarbana je u belu boju, kako bi se sprečilo zagrevanje kućice i upijanje toplote, s obzirom na poznatu činjenicu da bela boja najbolje reflektuje Sunčevu svetlost. Unutar kućice se nalaze instrumenti koji se inače moraju držati na suvom mestu i u hladovini. Iako je važno da se instrumenti unutar kućice nalaze u hladu, poželjno je da se tokom celog dana kućica nalazi na otvorenom i osunčanom mestu.

Kućica je obično napravljena od drveta i posebnih je dimenzija, koje su određene po standardima Svetske meteorološke organizacije (WMO), da bi se širom sveta mogli obezbediti istovetni (jednaki) uslovi merenja. U njoj se obično nalaze termometri (suvi, mokri, Tmin i Tmax), higrometar, po potrebi i barometar.

Temperatura vazduha, tla i vode

Temperatura je fizička veličina koja pokazuje stepen zagrejanosti nekog tela i zavisi od količine energije koju sadrži neko telo određene mase i pritiska. U Evropi temperaturu merimo stepenima Celzijusa (°C). Termometar se sastoji od dva glavna dela: prvi je sud sa živom, dok je na drugom delu ucrtana skala koja prati promenu temperature (širenje i skupljanje žive).

U meteorologiji se najčešće meri temperatura vazduha, i to u meteorološkim kućicama koje se nalaze na 2 metra visine iz poznatog razloga (hladovine), uz istovremeno postojanje cirkulacije vazduha. Postoji i poseban minimalni termometar koji se postavlja na visinu od 5 cm iznad tla u večernjim satima, a vrednosti minimalne temperature se očitavaju svakog jutra. Merenje minimalne temperature je posebno važno zbog praćenja i prognoze pojave mraza, s obzirom na to da je noću pri situacijama bez vetra temperatura i nekoliko stepeni niža nego na dva metra pri istim uslovima. Postoji i tzv. maksimalni termometar koji beleži maksimalnu temperaturu – živa ostaje na maksimalnoj vrednosti tog dana zbog posebno izrađenog termometra (koji se drži u vodoravnom položaju kao i minimalni). Osim toga, na meteorološkoj stanici meri se i temperatura tla na nekoliko različitih dubina. Najčešće je to dubina od 5 cm, ali može biti i dublje, uglavnom do jednog metra.

Treba pomenuti i merenje temperature vode, koje se obavlja na mestu gde je dubina bar 1,8 metara. Užetom se termometar spusti na dubinu od oko 30 cm gde se zadržava tri minuta, a zatim se termometar vadi i temperatura se mora što pre očitati.

Termometar je obično punjen živom i meri temperaturu žive u cevčici koja prati temperaturu vazduha i jednostavno očitavamo na skali koliko iznosi trenutna temperatura. Ekstremni termometar se obično sastoji od dva termometra: jedan meri minimalnu, a drugi maksimalnu temperaturu vazduha. Unutar termometra nalazi se mali štapić koji prati kretanje žive. Kada temperatura dosegne najvišu, odnosno najnižu vrednost i počne da raste/opada – štapić ostaje na onom mestu gde je živa došla do svog maksimuma (odnosno minimuma).

Termografje instrument koji konstantno meri temperaturu i automatski beleži očitane vrednosti na papir. Standardni termograf sadrži namotan papir oko bubnja i ručicu sa perom koje ostavlja trag na papiru. Uglavnom je reč o bimetalnim termografima i ne treba očekivati njihovo potpuno slaganje sa termometrima, jer su oni manje osetljivi na promene temperature.

Vlažnost vazduha

Vlažnost vazduha se prikazuje na nekoliko načina, najčešće kao relativna vlažnost. Relativna vlaga vazduha je broj koji pokazuje količinu vodene pare (u procentima, %) u nekom trenutku u odnosu na maksimalnu količinu pare koju bi taj vazduh mogao primiti da bi bio zasićen.

Najjednostavniji instrument za merenje vlažnosti je higrometar koji u realnom vremenu meri relativnu vlažnost vazduha pomoću ljudske ili konjske dlake, koja s obzirom na količinu vlage menja svoju dužinu. Higrograf takođe meri vlagu vazduha i istovremeno je beleži na papir.

Psihrometar se koristi za određivanje temperature i vlažnosti vazduha. Sastoji se od suvog i vlažnog termometra, suvi termometar pokazuje “normalnu” temperaturu vazduha, dok se kod rezervoara žive sa mokrim termometrom nalazi navlažena krpica. Zbog isparavanja vode sa krpice, dolazi do blagog sniženja temperature u mokrom termometru, a time i do razlike između ta dva termometra (suvog i mokrog). Na temelju toga se očitaju vrednosti oba termometra i vrednosti se „ubacuju“ u određenu tablicu ili formulu, tako da se na taj način izračuna relativna vlažnost. Pomoću te formule može se izračunati i tačka rose. Što je vazduh zasićeniji vodenom parom – isparavanje je sporije, pa je razlika između termometara manja.

Vazdušni pritisak

Atmosferski (vazdušni) pritisak je pritisak na bilo kojem delu Zemljine atmosfere. Jedinica za pritisak je Paskal, dok se u meteorologiji koristi hektopaskal (hPa). Jedan hektopaskal odgovara jednom milibaru (1 hPa = 1 mbar). Vazdušni pritisak se menja sa visinom (opada sa visinom), zato se na meteorološkim stanicama registrovani vazdušni pritisak svodi na nivo mora (0 mnm) da bi bilo moguće upoređivati pritisak na svim stanicama istovremeno.

Barometar je instrument u kojem je cev ispunjena vakumom – pa se u njoj živa slobodno kreće, što zavisi direktno od vazdušnog pritiska. Pritisak se svodi na nivo mora i 0°C prema određenim tablicama ili formulama. Postoji još nekoliko vrsta barometara, kao što je digitalni barometar i aneroidni barometar, koji su ipak nešto manje precizni. Aneroidni barometar radi na principu deformacije elastičnih metalnih kutija zbog promene pritiska.

Količina padavina

Padavine su skup vodenih čestica koje padaju iz oblaka na tlo, bilo u tekućem ili čvrstom stanju. One nastaju kondenzacijom vodene pare u vazduhu, a meri se količina palog vodenog taloga na tlo. Najvažnije je merenje ukupne količine padavina tokom jednog sata, dana, meseca, godine, ali i intenzitet samih padavina koji se izražava u (mm/h). Padavine se izražavaju u litrima po metru kvadratnom (l/m²) ili milimetrima (mm) palim na jedan metar kvadratni (1 mm = 1 l/m²).

Kišomer (pluviograf ili ombrograf) je obično valjkasta posuda sa otvorom na vrhu, u koju pada kiša, sneg, grad i/ili ostale vrste padavina. Padavine se slivaju kroz otvor u kanticu na dnu, oko koje se nalazi zatvoreni prostor kako bi se sprečilo isparavanje vode. Nakon toga, voda iz kantice se izlije u menzuru sa staklom i očitava se količina padavina. Kišomer se obično postavlja na 1 do 1,5 metar visine, i treba obratiti pažnju da bude smešten na otvorenom prostoru. Ukoliko su padavine u čvrstom stanju (sneg, grad, sugradica), te padavine treba rastopiti, a potom izmeriti količinu vode. Neprekidno beleženje padavina omogućava se pluviografom ili ombrografom.

Za merenje padavina na nepristupačnim terenima koristi se totalizator. To je kišomer sa velikim sudom koji služi za prikupljanje padavina za duži vremenski period, na primer za godinu dana ili za pola godine. On se postavlja u krajevima gde nema naselja, ni mogućnosti za merenje padavina običnim kišomerom.

Pravac (smer) i brzina vetra

Vetar je horizontalno strujanje vazduha koje nastaje zbog nejednakosti vazdušnog pritiska u Zemljinoj atmosferi. Određen je brzinom i smerom. U meteorologiji službena jedinica za brzinu vetra je m/s, dok je smer određen engleskim skraćenicama strana sveta (npr. E, NE, SW…). Merenje vetra vrši se na visini 10 metara od tla, kako bi se izbegli negativni uticaji od mešanja vetra pri samom tlu.

Anemometar je instrument koji služi za merenje brzine vetra, obično se sastoji od tri ili četiri polukugle koje se vrte pod uticajem vetra. Što je vetar jači – one se brže vrte. Umesto polukugli, ponekad se koristi i propeler koji ipak ne meri brzinu toliko precizno. Brzina se izražava najčešće u km/h, m/s ili čvorovima (kn). U nedostatku anemometra procenjuje se jačina vetra pomoću Boforove skale.

Za merenje smera vetra koristi se vetrulja ili vetrokaz. Pokazuje nam smer vetra u obliku strelice koja se okreće oko svoje osovine i pri najslabijem vetru. Smer vetra se osim stranama sveta može prikazati i u obliku stepeni (W= 270°, SW= 225°).

Snežni pokrivač

Merenje snežnog pokrivača je vrlo jednostavno. Za to se koristi snegomerna daska (letva), to je obično štap na kojem je nacrtana skala u centimetrima. Postavlja se na ravnom mestu koje nije zaklonjeno od strane okolnih objekata, a ne sme biti ni u privetrini, ni u zavetrini. Osim ukupnog snežnog pokrivača, meri se i novonapadali sneg.

Isparavanje

Isparavanje se meri evaporimetrom. To je posuda napunjena vodom u kojoj se prati sniženje visine vode. On pokazuje isparavanje sa otvorenih vodenih površina ili tla.

Sunčevo zračenje

Sunce emituje određeno elektromagnetno zračenje koje direktno zavisi od njegove temperature. Za potrebe meteorologije mere se dve veličine: trajanje osunčavanja na određenoj tački na Zemlji tokom jednog dana, meseca ili godine, kao i količina energije koja stigne sa Sunca na određenu površinu u nekom vremenskom periodu. Instrumenti za merenje Sunčevog zračenja moraju biti na otvorenom mestu, bez prepreka od viših okolnih objekata.

Heliograf je instrument koji meri trajanje osunčanosti nekog mesta na Zemlji, izražava se u satima (h). Taj instrument ima kuglu koja žari (prži) papirnu traku, pa se onda po užarenju na toj traci očita vreme osunčavanja. Postoje dve vrste trake: zimska i letnja.

Za merenje energije primljene od Sunca koristi se piranograf ili piradiograf. Obično se količina energije izražava u džulima (J) po metru kvadratnom u jednom satu.