Misura delle precipitazioni

Transcript

1 Misura delle precipitazioni Per la misura delle precipitazioni, il sensore più utilizzato è il pluviometro. E' costituito da un cilindro con sezione nota, con il fondo a forma di imbuto che convoglia l'acqua meteorica raccolta ad un sistema a cucchiaio basculante. Schema del pluviometro Pagina 1 di 6

2 Funzionamento del pluviometro La bascula ha due posizioni di equilibrio stabile e passa da una posizione all'altra ogni volta che uno dei due cucchiai si riempie. Quando arriva alla nuova posizione di equilibrio, un sistema magnetoelettrico emette un impulso di tensione che il sistema di acquisizione è in grado di registrare. Dato che il volume di ciascun cucchiaio è noto, ad ogni impulso corrisponde un volume noto di acqua raccolta dal pluviometro, pari al volume del cucchiaio stesso. Se in un intervallo di tempo si registrano N impulsi e V è il volume del cucchiaio, il volume totale di pioggia raccolta dal pluviometro sarà pari a: V tot = N V Dato che è noto il diametro D del pluviometro, la precipitazione h espressa in mm di pioggia, risulterà pari a: h = 4 NV / (πd 2 ) Note: 1 mm di precipitazione = 1 dm 3 / m 2 V è il volume di acqua che entra in un cucchiaio della bascula fino a un istante prima del rovesciamento. Questo volume può essere regolato aggiustando delle viti che spostano la distanza del baricentro dall'asse di rotazione (v. foto DAVIS dopo). Pagina 2 di 6

3 Note per l'installazione dei pluviometri Lontano da tetti o da superfici che lo riparano dalla pioggia. Abbastanza alto dal suolo e lontano dagli schizzi di acqua. In caso di neve frequente occorre riscaldatore. Pagina 3 di 6

4 Pagina 4 di 6

5 Elaborazione dati dei pluviometri DAVIS in laboratorio Obiettivi: Imparare a tarare un pluviometro in laboratorio (v. pagina successiva) Stabilire se i pluviometri delle stazioni DAVIS del DIFA sono da ri-tarare. Stabilire se la precipitazione stagionale fornita dalle DAVIS 1 / 2B / 2C è rappresentativa del clima urbano di Bologna. Le tre stazioni meteo DAVIS sul tetto del DIFA dovrebbero fornire la stessa precipitazione: stagionale / mensile / annuale / totali dei temporali. Il pluviometro della stazione DAVIS 2C è stato calibrato a diverse riprese in passato, mentre i pluviometri delle DAVIS 1 e 2B sono stati calibrati in fabbrica e sono garantiti per 0.2 mm / scatto (v. tolleranza nelle specifiche, però l'installazione della DAVIS 1 risale ormai a Settembre 2012 e della DAVIS 2B a Giugno 2015). Stabilisci se i pluviometri delle stazioni DAVIS 1 e 2C sono da ri-tarare, sulla base del confronto con DAVIS 2B, assumendo una corretta esposizione delle DAVIS e precipitazioni uniformi sul tetto del DIFA. Per vedere se la precipitazione fornita dalle DAVIS è rappresentativa, occorre confrontare con la precipitazione (annuale o stagionale) misurata da altre stazioni ARPA a Bologna. Da notare che la precipitazione è molto variabile da zona a zona, quindi il confronto va fatto su un periodo di integrazione abbastanza lungo. Pagina 5 di 6

6 Calibrazione di un pluviometro DAVIS Indichiamo con D il diametro (interno) della bocca (circolare) del pluviometro, (da misurare, ma circa pari a 16.5 cm = 165 mm). Ognuno dei due cucchiai della bascula si deve svuotare dopo che sono caduti h = 0.2 mm di pioggia. Questa precipitazione corrisponde a un volume V h di acqua entrato nel pluviometro, pari a: V h = h * * (D/2) 2 0.2mm * * (165mm/2) 2 = mm ml (*) Per ciascun lato della bascula, regola la corrispondente vite di registrazione in modo che la bascula si ribalti (svuoti) dopo che sono stati versati circa 4.3 ml di acqua. Per questa operazione è necessario stare sopra a un secchio, mettere il pluviometro in bolla e versare l'acqua molto lentamente. Dopo questa operazione e dopo aver capito a che volume d'acqua corrisponde un giro di vite di regolazione, fai una calibrazione più fine versando nel collettore una quantità di acqua corrispondente a circa 20 mm di pioggia (100 ribaltamenti della bascula, circa ml). Il volume di acqua da versare nel collettore del pluviometro, necessario per ottenere 100 ribaltamenti della bascula, deve essere determinato in base alla massa: V = m / Quindi pesiamo il contenitore con l'acqua prima e dopo aver versato nel pluviometro l'acqua necessaria per 100 ribaltamenti. Verifica che per l'acqua di rubinetto si possa approssimare = 1g/cm 3. Se la quantità di acqua necessaria per 100 ribaltamenti della bascula non corrisponde al volume atteso, allora regola le viti della bascula di conseguenza. Nota che non occorre una regolazione estremamente fine: se V h non risulta esattamente uguale al valore desiderato si può applicare un fattore correttivo alle letture del pluviometro. L'importante è conoscere V h con precisione, in modo che il fattore correttivo applicato alle letture risulti anch'esso determinato con precisione adeguata. Nella relazione determina il valore ottenuto per h dopo la calibrazione (specificandone l'errore). (*) Ricalcola il valore di V h in base al valore misurato per D. Pagina 6 di 6