Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 12636-1:2019 Quan trắc khí tượng thủy văn - Phần 1: Quan trắc khí tượng bề mặt

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12636-1:2019

QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN - PHẦN 1: QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG BỀ MẶT

Hydro-meteorological observations - Part 1: Surface mateorological obserations

Lời nói đầu

TCVN 12636-1:2019 do Tổng cục Khí tượng Thủy văn biên soạn, Bộ Tài Nguyên và Môi Trường đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN Quan trắc khí tượng thủy văn, gồm 3 phần:

- TCVN 12636-1:2019, Phần 1: Quan trắc khí tượng bề mặt.

- TCVN 12636-2:2019, Phần 2: Quan trắc đối mực nước và nhiệt độ nước sông.

- TCVN 12636-3:2019, Phần 3: Quan trắc hải văn.

 

QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN - PHẦN 1: QUAN TRẮC KHÍ TƯỢNG BỀ MẶT

Hydro-meteorological observations - Part 1: Surface mateorological obserations

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định những yêu cầu kỹ thuật về quan trắc khí tượng bề mặt

2 Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu

2.1 Định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này, áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

2.1.1

Gió bề mặt (Surface wind)

Chuyển động ngang của không khí, đặc trưng bởi hai yếu tố: tốc độ gió và hướng gió.

2.1.2

Nhiệt độ không khí (Air temperature)

Đặc trưng cho chuyển động nhiệt của các phân tử không khí trong khí quyển.

2.1.3

Độ ẩm tuyệt đối không khí (Absolute humidity)

Đại lượng vật lý xác định khối lượng hơi nước tính ra gam có trong một đơn vị thể tích không khí xác định.

2.1.4

Ẩm độ tương đối (Relative humidity)

Tỷ số phần trăm giữa sức trương hơi nước chứa trong không khí và sức trương hơi nước bão hòa trong cùng nhiệt độ, đơn vị tính bằng (%).

2.1.5

Giáng thủy (Precipitation)

Những sản phẩm rắn hay lỏng, hình thành bởi sự ngưng kết, ngưng hoa từ mây rơi xuống như: mưa, mưa đá, tuyết; hay lắng đọng từ không khí như: sương mù, sương móc, sương muối, mù.

2.1.6

Áp suất khí quyển (Atmospheric pressure)

Áp suất thủy tĩnh của cột khí quyển, được xác định bởi trọng lượng cột không khí có chiều cao bằng bề dầy của khí quyển nén lên một đơn vị diện tích.

2.1.7

Tầm nhìn ngang (Visibility)

Một đặc tính biểu thị độ trong suốt của khí quyển. Tầm nhìn ngang được xác định là khoảng cách lớn nhất mà ban ngày có thể phân biệt được vật đen tuyệt đối có kích thước góc lớn hơn 15 phút góc, in trên nền trời; nếu xa hơn thì lẫn vào nền trời và không trông thấy được.

2.1.8

Mây (Clouds)

Kết quả của sự ngưng kết hơi nước trong khí quyển, là một tập hợp những giọt nước, giọt nước quá lạnh và những tinh thể băng.

2.1.9

Hiện tượng khí tượng (Meteorological phenomenon)

Những hiện tượng vật lý xảy ra trong khí quyển hoặc ở trên mặt đất (bao gồm giáng thủy ở lơ lửng trong không khí hoặc đọng lại trên mặt đất dưới thể lỏng hay đặc; sự tập hợp những phần tử chủ yếu là rắn lơ lửng trong không khí; hiện tượng phóng điện trong khí quyển...).

2.1.10

Bốc hơi (Evaporation)

Quá trình nước từ mặt ẩm hoặc từ mặt nước ở nhiệt độ dưới điềm sôi biến thành hơi.

2.1.11

Trạm khí tượng tự động (Automatic weather station)

Hệ thống thiết bị được lắp đặt tại các trạm khí tượng thực hiện tự động đo và truyền số liệu khí tượng.

2.1.12

Trạm khí tượng thủ công (Manual weather station)

Trạm khí tượng thực hiện quan trắc bởi các quan trắc viên.

2.2 Ký hiệu và đơn vị đo

Bảng 1 - Ký hiệu và đơn vị đo

3 Kiểm định và hiệu chuẩn thiết bị

Thiết bị đo trước khi đưa vào sử dụng và trong quá trình sử dụng phải được kiểm định/hiệu chuẩn theo đúng quy định hiện hành/quy định của pháp luật về đo lường.

4 Chế độ, trình tự quan trắc khí tượng bề mặt

4.1 Quan trắc thủ công

4.1.1 Chế độ quan trắc

Các trạm khí tượng thủ công theo dõi liên tục 24/24 h.

Đối với các trạm quan trắc 4 lần/ngày: Tại các kỳ quan trắc chính vào các giờ 01 h, 07 h, 13 h, 19 h;

Đối với các trạm quan trắc 8 lần/ngày: Tại các kỳ quan trắc chính vào các giờ 01 h, 07 h, 13 h, 19 h và các kỳ quan trắc phụ vào các giờ 04 h, 10 h, 16 h, 22 h;

Đối với trường hợp có thời tiết nguy hiểm quan trắc 30 phút hoặc 1 giờ một lần tùy thuộc vào nhu cầu phục vụ của dự báo thời tiết.

4.1.2 Trình tự quan trắc

4.1.2.1 Trong kỳ quan trắc chính và phụ

Trước giờ tròn 15 phút đến 11 phút: Quan trắc tuyết (nếu có); Quan trắc gió.

Trước giờ tròn 10 phút đến 1 phút: Quan trắc nhiệt độ mặt đất; mây, nhiệt độ và độ ẩm không khí, bốc hơi, giáng thủy, tầm nhìn ngang và hiện tượng thời tiết.

Đúng giờ tròn đến 5 phút sau giờ tròn: Quan trắc áp suất khí quyển; Tính toán số liệu, thảo mã điện và chuyển số liệu.

Sau giờ tròn không quá 20 phút: Thay giản đồ máy tự ghi.

Các hạng mục: Tuyết (nếu có), lượng bốc hơi chỉ quan trắc lúc 07 h và 19 h giờ Việt Nam.

4.1.2.2 Trong các kỳ quan trắc từng giờ

Trước giờ tròn 10 phút đến giờ tròn: Lần lượt tiến hành quan trắc gió, mây, nhiệt độ và độ ẩm không khí, tầm nhìn ngang, hiện tượng thời tiết, khí áp.

Đúng giờ tròn đến 5 phút sau giờ tròn: Tính toán và chuyển số liệu.

4.1.2.3 Trong các kỳ quan trắc 30 phút

Trước giờ quan trắc 10 phút đến giờ quan trắc: Lần lượt tiến hành quan trắc gió, mây, nhiệt độ và độ ẩm không khí, tầm nhìn ngang, hiện tượng thời tiết, khí áp.

Đúng giờ quan trắc đến 5 phút sau giờ quan trắc: Tính toán và chuyển số liệu.

4.2 Trạm tự động

Các trạm khí tượng tự động đo đạc liên tục 24/24 h.

5 Quan trắc gió bề mặt

5.1 Thông số thiết bị quan trắc thủ công và tự động

5.1.1 Tốc độ gió

Đơn vị đo: m/s (mét/giây)

Khoảng đo:

- (0 đến 40) m/s áp dụng cho vùng núi và trung du;

- (0 đến 60) m/s áp dụng cho vùng đồng bằng;

- (0 đến 80) m/s áp dụng cho vùng ven biển và hải đảo.

Độ phân giải: 0,5 m/s.

Sai số: ± 0,5 m/s với tốc độ ≤ 5 m/s; 10 % với tốc độ > 5 m/s.

5.1.2 Hướng gió

Đơn vị đo hướng gió: ⁰ (độ).

Khoảng đo: (0 đến 360) ⁰ .

Độ phân giải: 1 ⁰ .

Sai số: ± 5 ⁰ .

5.2 Lắp đặt thiết bị

Thiết bị đo gió được đặt ở nơi thông thoáng, không bị cản trở bởi các vật che chắn.

Bộ cảm biến đo hướng và tốc độ gió được lắp đặt ở độ cao từ 10 m đến 12 m so với mặt đất. Hướng Bắc của máy được lắp đặt trùng với hướng Bắc thực.

Cột lắp thiết bị đo gió thẳng đứng; không bị rung lắc, nghiêng khi có gió mạnh; chịu được với mọi cấp gió.

5.3 Quan trắc

Sai số quan trắc hướng gió không quá: 5 ⁰ .

Sai số quan trắc tốc độ không quá: 1 m/s.

Quan trắc thủ công: Quan trắc hướng gió, tốc độ gió và đặc điểm gió tại kỳ quan trắc được tính trung bình trong 2 phút; Gió mạnh nhất trong ngày được tính tốc độ trung bình 2 phút lớn nhất xảy ra từ 0 h đến 24 h; Gió giật mạnh nhất trong ngày được tính tốc độ trung bình 2 giây lớn nhất xảy ra từ 0 h đến 24 h.

Quan trắc tự động: Quan trắc hướng gió, tốc độ gió liên tục 24/24 giờ, tại kỳ quan trắc hướng gió, tốc độ gió được tính trung bình trong 2 phút trước giờ tròn đến giờ tròn; Gió mạnh nhất trong ngày được tính tốc độ trung bình 2 phút lớn nhất xảy ra từ 0 h đến 24 h; Gió giật mạnh nhất trong ngày được tính tốc độ trung bình 2 giây lớn nhất xảy ra từ 0 h đến 24 h.

6 Quan trắc nhiệt độ và độ ẩm không khí

6.1 Thông số thiết bị

6.1.1 Thiết bị quan trắc thủ công

- Đơn vị đo nhiệt độ: °C (độ C)

- Đơn vị đo độ ẩm tương đối không khí: % (phần trăm)

Bảng 2 - Thông số kỹ thuật nhiệt độ và độ ẩm không khí thủ công

6.1.2 Thiết bị quan trắc tự động

Thiết bị quan trắc nhiệt độ:

- Đơn vị đo: °C.

- Khoảng đo: (-15 đến +50) °C.

- Độ phân giải: 0,1 °C.

- Sai số: ± 0,3 °C.

Thiết bị quan trắc độ ẩm:

- Đơn vị đo: % RH.

- Khoảng đo: (0 đến 100) % RH.

- Độ phân giải: 1 % RH.

- Sai số: ± 6 % RH.

6.2 Lắp đặt thiết bị

Các bộ cảm biến đo nhiệt độ không khí và độ ẩm không khí được lắp đặt ở độ cao 1,5 m so với mặt đất, đảm bảo thông thoáng; tránh mưa và ánh nắng mặt trời ảnh hưởng trực tiếp vào thiết bị đo.

6.3 Quan trắc

Sai số quan trắc nhiệt độ không quá: 0,5 °C.

Sai số quan trắc độ ẩm không quá: 6 % RH.

Quan trắc thủ công: Quan trắc giá trị nhiệt độ, độ ẩm không khí và các giá trị tối cao, tối thấp tại các kỳ quan trắc.

Quan trắc tự động: Quan trắc giá trị nhiệt độ, độ ẩm không khí được thực hiện liên tục 24/24 h và lấy số liệu tức thời tại các kỳ quan trắc; Xác định các giá trị tối cao, tối thấp của nhiệt độ, độ ẩm không khí trong ngày xảy ra từ 0 h đến 24 h.

7 Quan trắc mưa

7.1 Thông số thiết bị quan trắc thủ công và tự động

Đơn vị đo: mm.

Cường độ mưa: (0 đến 240) mm/giờ.

Độ phân giải: 0,2 mm.

Sai số: ± 0,4 mm khi lượng mưa ≤ 10 mm; 4 % khi lượng mưa > 10 mm.

Đối với thiết bị tự ghi ngoài các thông số nêu trên, thêm hai thông số sau đây:

- Đường ghi không rộng quá 0,5 mm

- Đồng hồ sai số không quá 10 phút/ 24 giờ

7.2 Lắp đặt thiết bị

Miệng hứng thiết bị đo mưa được lắp đặt ở độ cao cách mặt đất hoặc mặt nền lắp thiết bị từ 1,5 m trở lên, miệng thùng hứng nước mưa phải ngang bằng và không bị ảnh hưởng các vật che chắn xung quanh, thiết bị được lắp đặt chắc chắn không bị rung lắc khi có gió mạnh.

7.3 Quan trắc

Sai số quan trắc không quá: 0,2 mm.

Quan trắc thủ công:

- Quan trắc lượng mưa được tính bằng độ dầy của lớp nước do mưa, tuyết, mưa đá trên một mặt ngang bằng mà chưa bị bốc hơi hoặc mất đi.

- Quan trắc thời gian bắt đầu, thời gian kết thúc mưa.

- Quan trắc cường độ mưa được tính bằng độ dày của lượng mưa trong đơn vị thời gian, được chia thành ba cấp: Mạnh từ 7,6 mm/h trở lên; trung bình từ 2,6 mm/h đến dưới 7,6 mm/h; nhẹ dưới 2,6 mm/h.

- Trên giản đồ xác định các giá trị lượng mưa lớn nhất trong 30 phút, 60 phút, tổng lượng mưa trong ngày (từ 0 h đến 24 h), khi có mưa đá phải đo đường kính của hạt trung bình và hạt lớn nhất bằng thước mét, quan trắc tuyết phải đo độ dầy lớp tuyết phủ.

Quan trắc tự động: Quan trắc lượng mưa liên tục 24/24 h. Lượng mưa tại các kỳ quan trắc được tính tổng lượng nước mưa từ kỳ quan trắc trước tới kỳ quan trắc hiện tại; Xác định các giá trị lượng mưa lớn nhất trong 30 phút, 60 phút, tổng lượng mưa trong ngày (từ 0 h đến 24 h).

8 Quan trắc áp suất khí quyển

8.1 Thông số thiết bị quan trắc thủ công và tự động

Đơn vị đo: Hectopascal (hPa).

Khoảng đo: (810 đến 1060) hPa.

Độ phân giải: 0,1 hPa.

Sai số: ± 0,5 hPa.

Đối với thiết bị tự ghi ngoài các thông số nêu trên, thêm hai thông số sau đây:

- Đường ghi không rộng quá 0,5 mm

- Đồng hồ sai số không quá 10 phút/24 giờ

8.2 Lắp đặt thiết bị

Không đặt khí áp kế gần lò sưởi, cửa sổ, cửa ra vào, nơi có máy điều hoà nhiệt độ, quạt trần gây sự biến đổi đột ngột nhiệt độ không khí, phải thuận tiện cho việc quan trắc. Không để ánh nắng trực tiếp chiếu vào khí áp kế. Thiết bị đo khí áp được lắp đặt cố định, khống bị va chạm hoặc rung lắc.

Bộ cảm biến đo áp suất khí quyển được lắp đặt ở độ cao ≥ 1,0 m so với mặt đất. Nếu là khí áp kế thủy ngân được treo thẳng đứng trong hộp bảo vệ gắn chặt trên tường, độ cao bầu thủy ngân cách mặt đất khoảng 0,4m đến 0,5 m. Vị trí độ cao của bộ cảm biến đo áp suất khí quyển phải được dẫn từ độ cao tuyệt đối quốc gia để xác định trị số khí áp mực biển.

8.3 Quan trắc

Sai số quan trắc không quá: 0,5 hPa.

Quan trắc thủ công:

- Quan trắc giá trị áp suất khí quyển mặt trạm tại các kỳ quan trắc vào giờ tròn và tính khí áp mặt biển tại các kỳ quan trắc đối với nơi độ cao đầu đo áp suất khí quyển < 800 m. Nơi đặt thiết bị quan trắc khí áp có độ cao từ 800 m đến 2300 m xác định mặt đẳng áp 850 hPa bằng mét địa thế vị;

- Xác định giá trị biến thiên khí áp trong 3 giờ, 24 giờ, trị số cực đại, cực tiểu trong ngày (từ 0 giờ đến 24 giờ).

Quan trắc tự động: Quan trắc giá trị áp suất khí quyển liên tục 24/24 h, lấy trị số khí áp mặt trạm tại các kỳ quan trắc và tính trị số khí áp mực biển; Xác định các giá trị tối cao, tối thấp của áp suất khí quyển trong ngày xảy ra từ 0 h đến 24 h.

9 Quan trắc bốc hơi

9.1 Thông số thiết bị thủ công và tự động

Đơn vị đo: milimet (mm).

Khoảng đo: (0 đến 15) mm (Thùng đo bốc hơi: 0 đến 50 mm).

Độ phân giải: 0,1 mm.

Sai số: ± 0,1 mm khi lượng bốc hơi ≤ 5 mm; ± 2 % khi lượng bốc hơi > 5 mm.

9.2 Lắp đặt thiết bị

Miệng thùng đo bốc hơi được lắp đặt ở độ cao 27 cm so với mặt đất và phải ngang bằng. Thiết bị đo mưa để tính lượng bốc hơi đặt trên mặt đất, miệng hứng ngang bằng có chiều cao miệng bằng thiết bị đo bốc hơi, cách thiết bị đo bốc hơi 50 cm đến 100 cm.

9.3 Quan trắc

Sai số quan trắc không quá: 0,1 mm.

Quan trắc thủ công: Quan trắc lượng nước mất đi được tính bằng mực nước hao hụt do bốc hơi giữa các kỳ quan trắc.

Quan trắc tự động: Quan trắc lượng bốc hơi liên tục 24/24 giờ. Lượng bốc hơi tại các kỳ quan trắc được tính tổng lượng nước bốc hơi từ kỳ quan trắc trước tới kỳ quan trắc hiện tại và xác định giá trị tổng lượng bốc hơi trong ngày (từ 0 h đến 24 h).

10 Quan trắc nhiệt độ đất bề mặt

10.1 Thông số thiết bị quan trắc thủ công và tự động

Đơn vị đo nhiệt độ đất: °C (độ C)

Khoảng đo: (- 15 đến + 80) °C.

Độ phân giải: 0,5 °C

Sai số: 0,5 °C

10.2 Lắp đặt thiết bị

Bộ cảm biến đo nhiệt độ mặt đất được đặt trên bề mặt đất.

10.3 Quan trắc

Sai số quan trắc không quá: 0,5 °C.

Quan trắc thủ công: Quan trắc giá trị nhiệt độ bề mặt đất và các giá trị tối cao, giá trị tối thấp tại các kỳ quan trắc.

Quan trắc tự động: Quan trắc giá trị nhiệt độ bề mặt đất liên tục 24/24 h và lấy số liệu tức thời tại các kỳ quan trắc; Xác định các giá trị tối cao, giá trị tối thấp của nhiệt độ đất trong ngày xảy ra từ 0 h đến 24 h.

11 Quan trắc tầm nhìn xa

11.1 Thông số thiết bị quan trắc thủ công và tự động

Đơn vị đo: mét (m).

Khoảng đo: (10 đến 100000) m.

Độ phân giải: 1 m.

Sai số: ± 50 m khi tầm nhìn ≤ 600 m; ± 10 % khi tầm nhìn > 600 m và ≤ 1500 m; ± 20 % khi tầm nhìn > 1500 m.

11.2 Lắp đặt thiết bị

Bộ cảm biến đo tầm nhìn xa được đặt ngang bằng và lắp đặt ở độ cao từ 1,5 m trở lên, không bị ảnh hưởng các vật che chắn xung quanh.

11.3 Quan trắc

Sai số giá trị quan trắc không quá: 5 %.

Quan trắc thủ công: Xác định độ trong suốt của khí quyển, được tính bởi khoảng cách lớn nhất mà có thể phân biệt vật đen tuyệt đối có kích thước góc đủ lớn (lớn hơn 15 phút góc) in trên nền trời tại các kỳ quan trắc.

Quan trắc tự động: Quan trắc giá trị tầm nhìn ngang liên tục 24/24 giờ và lấy số liệu tức thời tại các kỳ quan trắc.

12 Quan trắc thời gian nắng

12.1 Thông số thiết bị quan trắc thủ công và tự động

Đơn vị đo: Giờ, phút.

Khoảng đo: (0 đến 24) giờ.

Độ phân giải: 1 phút.

Sai số: ± 6 phút.

12.2 Lắp đặt thiết bị

Bộ cảm biến được lắp đặt ngang bằng, đúng với vĩ độ địa phương, đúng hướng Bắc thực và ở độ cao ≥ 1,5 m, không bị che nắng trong ngày.

12.3 Quan trắc

Sai số quan trắc không quá: 0,1 giờ.

Quan trắc thủ công: Thời gian nắng được xác định trên giản đồ nắng đã bị cháy.

Quan trắc tự động: Quan trắc thời gian nắng liên tục 24/24 h, tại các kỳ quan trắc được tính tổng thời gian có nắng từ kỳ quan trắc trước tới kỳ quan trắc hiện tại (thời gian có nắng được tính là thời gian có cường độ bức xạ mặt trời ≥ 120 W/m ² ).

13 Quan trắc bức xạ mặt trời tổng quan sóng ngắn

13.1 Thông số thiết bị quan trắc thủ công và tự động

Đơn vị: W/m ² .

Khoảng đo: (0 đến 2500) W/m ² .

Độ phân giải: 5 W/m ² .

Dải phổ đo: (310 đến 2800) nm.

Thời gian cảm ứng (95 %): < 30 giây.

13.2 Lắp đặt thiết bị

Các bộ cảm biến đo bức xạ được lắp đặt ngang bằng ở độ cao ≥ 1,2 m so với mặt đất.

13.3 Quan trắc

Sai số quan trắc không quá: 5 %.

Quan trắc thủ công: Quan trắc giá trị bức xạ tại các kỳ quan trắc.

Quan trắc tự động: Quan trắc giá trị bức xạ liên tục 24/24 h và lấy số liệu tức thời tại các kỳ quan trắc; Xác định các giá trị tối cao, giá trị tối thấp của nhiệt độ đất trong ngày xảy ra từ 0 h đến 24 h.

14 Quan trắc mây

Thực hiện quan trắc lượng mây tổng quan, lượng mây dưới, lượng mây của từng loại mây; loại mây, độ cao chân mây, dạng mây, tính mây, dạng phụ và mây phụ. Căn cứ vào hình dáng, cấu trúc của mây để xác định loại mây, tính mây và dạng phụ mây phụ.

14.1 Quan trắc lượng mây

Quan trắc lượng mây ước lượng phần bầu trời bị mây che phủ, không phân biệt mây trên, mây giữa và mây dưới, tính theo phần mười bầu trời.

Lượng mây dưới: ước lượng phần bầu trời bị mây dưới (tầng tích, tích, vũ tích, tầng) che phủ.

Lượng mây từng loại mây: phần bầu trời bị che phủ bởi loại mây đó.

14.2 Quan trắc loại mây

14.2.1 Xác định loại mây

Theo quy ước quốc tế, mây được phân thành loại, dạng, tính, dạng phụ, mây phụ và mây nguồn gốc. Căn cứ theo độ cao, hình dáng bên ngoài và kiến trúc nội bộ của mây, chia mây thành 3 họ mây (mây trên, mây giữa, mây dưới). Mỗi họ mây có nhiều loại mây khác nhau theo Bảng 3.

Bảng 3 - Phân loại mây

14.2.2 Xác định dạng mây, tính mây, dạng phụ và mây phụ:

14.2.2.1 Xác định dạng mây

Bảng 4 - Xách định dạng mây

14.2.2.2 Xác định tính mây

Bảng 5 - Xác định tính mây

14.2.2.3 Xác định dạng phụ

Bảng 6 - Xác định dạng phụ của mây

14.2.2.4 Xác định mây phụ

Bảng 7 - Xác định mây phụ

14.3 Quan trắc độ cao chân mây

14.3.1 Độ cao chân mây

Được xác định là khoảng cách từ mặt dưới các lớp mây tới mặt đất.

Độ cao chân mây được xác định: ước lượng bằng mắt, dùng cầu bay hay đèn chiếu (khi trời tối), dùng máy bay đi vào các đám mây rồi xác định độ cao bằng cao kế.

14.3.2 Độ cao chân mây trung bình

Độ cao chân mây thay đổi theo vĩ độ, theo mùa và địa hình. Độ cao thông thường của các loại mây ở miền nhiệt đới được nêu tại Bảng 8.

14.4 Xác định mây ban đêm

Cần kết hợp sự theo dõi mây hiện tại với tình hình mây lúc hoàng hôn, kết hợp với những tính chất của các hiện tượng khí tượng (mưa, dông, chớp, quầng, tán)

Xác định lượng mây bằng cách nhìn sao, để ước lượng phần bầu trời không thấy sao. Cách này không áp dụng cho các loại mây mỏng như mây ti, ti tầng vì qua những mây này, vẫn nhìn thấy sao.

Trước khi quan sát mây phải đứng trong bóng tối khoảng 10 phút đến 15 phút để mắt quen nhìn trong tối.

14.5 Trạm trên núi

Khi quan trắc có mây ở thấp hơn mực trạm, không tính lượng mây dưới mực trạm, chỉ xác định lượng mây từ mặt trạm trở lên và phải xác định cả loại, dạng, tính mây đó.

Bảng 8 - Độ cao chân mây trung bình tại vùng nhiệt đới

15 Quan trắc hiện tượng khí tượng

Quan trắc hiện tượng khí tượng được theo dõi liên tục suốt ngày đêm. Quan trắc hiện tượng khí tượng bao gồm: Xác định loại; thời gian bắt đầu và chấm dứt; đặc điểm; tính chất và cường độ hiện tượng; một số hiện tượng cần xác định hướng xuất hiện và kích thước. Căn cứ vào mô tả hiện tượng dưới đây để xác định loại hiện tượng khí tượng.

15.1 Xác định loại hiện tượng khí tượng

15.1.1 Thủy hiện tượng

15.1.1.1 Mưa

Giáng thủy dưới dạng những hạt nước, đường kính > 0,5 mm, hoặc nhỏ hơn nhưng rất thưa.

“Mưa thường” rơi từ mây vũ tầng, trung tầng, tầng tích.

15.1.1.2 Mưa rào

Giáng thủy do những hạt nước thường lớn hơn những hạt mưa thường. Đặc điểm của mưa rào là thời điểm bắt đầu và kết thúc đột ngột, thời gian mưa không dài, cường độ biến đổi nhanh rõ rệt. Vì thế xác định mưa rào phải căn cứ vào tính chất giáng thủy, không căn cứ vào lượng nước mưa.

Mưa rào do mây tích, vũ tích gây ra.

15.1.1.3 Mưa phùn

Giáng thủy từ mây tầng, hạt nước nhỏ, đường kính < 0,5 mm, rất dầy, rơi chậm, bay lơ lửng trong không khí.

Hạt mưa phùn rơi xuống mặt nước không gây ra vòng sóng, rơi trên gỗ khô không gây vết ướt, làm gỗ ẩm dàn. Hạt mưa khi rơi xuống mặt nước gây ra vòng sóng, rơi trên gỗ khô gây ra vết ướt.

15.1.1.4 Tuyết

Giáng thủy dưới dạng những tinh thể đá, phần lớn hình lục lăng và có cánh hình sao, đôi khi bằng tinh thể đá không có nhánh.

Tuyết sinh ra từ mây trung tầng, vũ tầng, tầng tích, vũ tích.

15.1.1.5 Tuyết hạt

Giáng thủy dưới những hạt nước đá trắng và đục, kiến trúc giống như tuyết. Tuyết hạt khác tuyết là kích thước nhỏ hơn, đường kính < 1 mm, hình dẹp và dài hơn. Tuyết hạt sinh ra từ mây tầng hoặc từ sương mù.

15.1.1.6 Mưa đá nhỏ

Giáng thủy dưới dạng những hạt nước đã đông lại, hơi trong, hình tròn, ít khi hình chóp, đường kính từ 2 mm đến 5 mm. Thông thường những hạt đó có một hạt nhân là tuyết, bọc ngoài một vỏ đá rất mỏng. Những hạt đó rơi trên mặt đất rắn, không bị vỡ và cũng không nẩy lên.

Mưa đá nhỏ sinh ra từ mây: trung tầng, vũ tầng, vũ tích.

15.1.1.7 Mưa lẫn tuyết

Giáng thủy dưới dạng những hạt nước lẫn với tinh thể băng thường quan sát được khi nhiệt độ gần 0 °C.

15.1.1.8 Mưa đá

Giáng thủy dưới dạng các hạt nước đá lớn hay nhỏ, giữa là nhân màu trắng đục, xung quanh là nhiều lớp trong suốt hay trắng mờ. Kích thước hạt mưa đá từ 5mm đến hàng cm. Mưa đá sinh ra từ mây vũ tích.

15.1.1.8 Sương mù

Hiện tượng khí tượng do những hạt nước rất nhỏ lơ lửng trong không khí và làm giảm tầm nhìn ngang xuống dưới 1 km.

Sương mù có màu trắng lờ, nhưng ở vùng công nghiệp có màu vàng đục hay xám.

Có hai loại sương mù: sương mù không thấy trời và sương mù thấy trời.

15.1.1.9 Sương mù kết băng

Sương mù kết băng hình thành bởi trong không khí có nhiều tinh thể băng làm giảm tầm nhìn xuống dưới 1 km.

Sương mù băng chỉ quan sát được khi nhiệt độ thấp, độ ẩm cao. Khi sương mù băng che mặt trời thì quan sát được quang hiện tượng cột sáng hay quầng 22°.

15.1.1.10 Sương mù sát mặt đất

Sương mù thành lớp mỏng màu trắng lờ, bề dầy không quá 2 m, thường xuất hiện ở những nơi tương đối thấp hay trên mặt sông hồ.

Sương mù sát đất thường xảy ra sau những đêm bầu trời quang và thường tan sau lúc mặt trời mọc.

15.1.1.11 Mù

Hiện tượng những hạt nước rất nhỏ lơ lửng trong không khí thành một màn khá mỏng màu xam xám, bao phủ cảnh vật, làm giảm tầm nhìn xuống dưới 10 km, nhưng vẫn còn trên 1 km. Trong mù không dính hay ẩm ướt.

15.1.1.12 Mặt nước bốc hơi

Một loại mù mỏng thường thấy trên mặt sông, hồ về mùa đông trong trường hợp có sự chênh lệch rõ rệt giữa nhiệt độ không khí và nhiệt độ nước hồ hay sông.

Hiện tượng mặt nước bốc hơi, khi có gió mạnh, có thể bị cuốn lên cao và lan vào phía trong bờ.

15.1.1.13 Sương móc

Hạt nước hình thành trên bề mặt đồ vật, cây cỏ.... trên mặt đất nhiệt độ hạ thấp xuống khiến hơi nước trong không khí tiếp giáp các vật ngưng tụ lại.

Sương móc thường xuất hiện về đêm, đôi khi vào buổi chiều do mặt đất bị bức xạ trong điều kiện trời quang hay ít mây mỏng, ẩm độ tương đối cao, lặng gió hoặc gió nhẹ. Lượng nước do sương đôi khi > 0,5 mm.

15.1.1.14 Sương muối (Sương giá)

Hạt nước đá đọng lại dưới dạng tinh thể hình vẩy, kim, lông hoặc hình quạt, trên những đồ vật, cây cỏ trên mặt đất về mùa đông.

Sương muối hình thành do sự kết băng của hơi nước trong không khí tiếp xúc với các vật có nhiệt độ < 0 °C. Điều kiện thời tiết thuận lợi để hình thành sương muối là: trời quang hay ít mây mỏng, nhiệt độ gần 0 °C, ẩm độ tương đối cao, lặng gió hoặc gió nhẹ. Sương muối thường xuất hiện ở nơi trũng, trên những lá cây, mái nhà ...

15.1.1.15 Mưa kết băng

Lớp băng hình thành trên mặt đất hay cây cỏ, đồ vật do những hạt mưa hay mưa phùn quá lạnh rơi xuống mặt đất hay các vật cỏ nhiệt độ < 0 °C. Mưa kết băng cũng có thể sinh ra bởi những hạt mưa hoặc mưa phùn không quá lạnh rơi trên những vật có nhiệt độ < 0 °C và thành băng ngay.

15.1.1.16 Vòi rồng

Gió xoáy mạnh sinh ra từ chân mây vũ tích, cuốn mây xuống thành hình vòi voi khổng lồ - Vòi rồng.

Trục vòi rồng thẳng đứng hoặc nghiêng, đôi khi ngoằn ngoèo, đường kính khoảng vài chục mét tới hàng trăm mét.

Khi vòi rồng tới gần mặt đất hay mặt nước thì bụi cát hoặc nước, nhiều khi cả những vật nặng (nhà cửa, xe cộ, cây cối, vật nặng) bị cuốn lên khá cao. Vòi rồng có sức phá hoại khủng khiếp do tốc độ gió xoáy rất lớn trong vòi rồng.

15.1.2 Thạch hiện tượng

15.1.2.1 Mù khô

Không khí vẫn đục do những phần tử khô lơ lửng mà mắt thường không phân biệt được, nhiều khi không khí có màu vàng mờ mờ.

Những tiêu điểm ở xa màu sẫm nhìn qua mù khô thì thể hiện màu xanh nhạt. Mặt trời ở thấp, nhìn qua mù khô có màu vàng và đỏ.

Trong mù khô, ẩm độ tương đối thấp, tầm nhìn ngang thường dưới 10 km; đôi khi mù khô dầy, tầm nhìn giảm xuống dưới 1 km, có thể che cả bầu trời, trông giống mây ti tầng, nhưng màu vàng hơn và không sinh ra hiện tượng quầng.

15.1.2.2 Khói

Trong không khí lơ lửng những phần tử nhỏ, tàn dư của sự cháy. Màn khói có thể ở gần mặt đất hay cao hơn trong không khí tự do. Trông qua khói thì mặt trời lúc mọc hay lặn có màu rất đỏ, khi có nhiều khói thì có thể ngửi thấy mùi của khói.

15.1.2.3 Bụi cuốn hay cát cuốn

Bụi hay cát bị gió khá mạnh đưa lên khỏi mặt đất, tùy theo hiện tượng ở sát mặt đất hay ở cao mà phân biệt.

Bụi cuốn hay cát cuốn thấp: Bụi hay cát bị đưa lên khỏi mặt đất không cao, tầm nhìn ngang tầm mắt không bị giảm rõ rệt, những vật ở thấp bị mờ hay bị che khuất.

Bụi cuốn hay cát cuốn cao: Bụi hay cát bị đưa lên khá cao trên mặt đất, tầm nhìn ngang bị giảm rõ rệt.

15.1.2.4 Lốc bụi hay lốc cát

Bụi hay cát bị gió xoáy cuốn lên cao khỏi mặt đất thành hình một cột xoáy thẳng đứng, độ cao và đường kính cột đó luôn biến đổi.

Hiện tượng xảy ra trong những ngày trời nắng, mặt đất bị đốt nóng mạnh mẽ sinh ra lốc. Lốc không lan rộng và thường nhanh chóng kết thúc.

15.1.3 Quang hiện tượng

15.1.3.1 Quầng

Hiện tượng quang học do ánh sáng mặt trời hay mặt trăng khi đi qua các mây ti, ti tầng, có kiến trúc tinh thể đá, bị khúc xạ hay phản xạ sinh ra những vòng tròn, cánh cung với tâm là mặt trời hay mặt trăng, hoặc sinh ra cột sáng hay vết sáng.

Khi quầng sinh ra do ánh sáng mặt trời bị khúc xạ thì có nhiều màu, do ánh sáng mặt trăng thì thông thường màu trắng.

Phần lớn quan sát được quầng nhỏ có bán kính 22°, màu trắng hay màu vàng, vòng phía trong có màu đỏ và đôi khi phía ngoài có màu tím.

Đôi khi quan sát được vòng có góc 46°, gọi là quầng lớn, có độ sáng kém quầng nhỏ.

Có thể quan sát được một dải sáng thẳng đứng suốt từ phía trên đến phía dưới mặt trời gọi là “cột sáng”.

15.1.3.2 Tán

Một hai hoặc ba vòng có màu, mà tâm là mặt trời hay mặt trăng. Vòng phía trong màu tím hay xanh và vòng phía ngoài màu đỏ, những màu khác có thể xuất hiện giữa hai vòng ấy. Thông thường góc từ vòng sáng đến tâm không quá 5°.

Hiện tượng tán sinh ra do ánh sáng mặt trời hay mặt trăng chiếu qua sương mù hoặc mây mỏng cấu tạo bởi các hạt nước rất nhỏ, bị khuếch tán. Đôi khi tán quan sát được trên mây có hình không được tròn do có sự khác nhau của các phần tử cấu tạo mây biến đổi trong đám mây. Tán không tròn hoặc tán không đủ vòng sinh ra do nguồn sáng có hình lưỡi liềm.

15.1.3.3 Vân ngũ sắc

Quang hiện tượng xuất phát từ mây thành một hiện tượng hỗn hợp những dải có màu sắc khác nhau (màu xanh lá cây và hồng là chủ yếu) xen kẽ, gần song song với cạnh mây. Màu vân ngũ sắc thường sáng.

Trong khoảng 10° từ mặt trời, vân ngũ sắc chủ yếu sinh ra từ ánh sáng bị khuyếch tán. Ngoài 10°, thông thường ánh sáng bị giao thoa là nhân tố chính. Vân ngũ sắc đôi khi phát triển trong một góc quá 40° từ mặt trời mà màu sắc có thể còn sáng.

15.1.3.4 Cầu vồng

Vòng cung sáng, màu từ đỏ, da cam, vàng, xanh lá cây, xanh lơ, chàm và tím xuất hiện khi có mưa, sương mù ở một phía còn mặt trời hoặc mặt trăng ở phía đối diện.

Cầu vồng sinh ra do ánh sáng mặt trời hay mặt trăng bị khúc xạ và phản xạ. Màu sắc và bề rộng hẹp các giải màu sắc của cầu vồng, do độ lớn của hạt mưa, hạt sương mù quyết định. Cầu vồng do mặt trời, màu sắc thường sáng, cầu vồng do mặt trăng đôi khi có màu trắng. Thông thường cầu vồng có màu tím ở bên trong, màu đỏ ở vòng cung bên ngoài.

Có khi quan sát được cầu vồng thứ hai, không sáng bằng cầu vồng thứ nhất và bản rộng gần bằng hai. Ở cầu vồng này, màu đỏ phía trong (góc 50°), màu tím phía ngoài (góc 54°). Bờ ngoài cầu vồng thứ nhất có thể có màu xanh, tím hoặc da cam do hiện tượng giao thoa ánh sáng gây ra.

15.1.3.4 Cầu vồng do sương mù

Cầu vồng do sương mù, kích thước nhu cầu vồng thứ nhất, do khúc xạ và phản xạ ánh sáng mặt trời hay mặt trăng. Cầu vồng xuất hiện ngay trên màn sương mù, là một giải màu trắng, thông thường có giải màu hơi đỏ ở ngoài và xanh nhạt ở trong.

15.1.4 Điện hiện tượng

15.1.4.1 Dông

Một hoặc nhiều hiện tượng phóng điện trong thiên nhiên thể hiện bằng ánh sáng loé ra (chớp) và tiếng rung động (sấm).

Dông phát sinh từ mây vũ tích và thường kèm theo giáng thủy tới đất dưới dạng mưa rào, tuyết hoặc mưa đá.

15.1.4.2 Chớp

Hiện tượng ánh sáng kèm theo sự phóng điện thiên nhiên, bất thình lình và mạnh, xuất hiện giữa mây và đất, hoặc giữa hai đám mây, hoặc từ hai bộ phận của một đám mây hoặc giữa đám mây và không khí, có năm loại chớp:

Chớp mờ: chớp có hình một dạng sáng rộng mà không có phần nào sáng hơn ở bộ phận khác; đây là chớp trong mây hoặc là loại chớp thẳng nhìn qua mây;

Chớp thẳng: chớp có hình một vệt dài, trắng, thường hẹp, ngoài bờ rõ ràng và gần thẳng; loại chớp này ngắn, nếu dài hơn thì chớp có những chỗ khúc khuỷu;

Chớp chuỗi: chớp thẳng hay khúc khuỷu gẫy thành nhiều đoạn ngắn, có thể trở thành hình cầu tròn và tồn tại trong một khoảng thời gian đáng kể;

Chớp nhiệt: chớp ở xa, trông thấy ở chân trời nhưng không nghe được sấm;

Chớp cục: quả cầu sáng xuất hiện sau khi phóng điện nổ ra, đường kính từ vài phân đến một mét, lơ lửng trong không khí hoặc bị cuốn theo các dòng khí.

15.1.5 Hiện tượng khí tượng đặc biệt

15.1.5.1 Gió lớn (gió mạnh)

Gió có tốc độ trung bình trong 2 phút vượt quá 15 m/s, quan sát được ở các kỳ quan trắc, hay trong khoảng thời gian giữa các kỳ quan trắc.

15.1.5.2 Tố

Gió tăng tốc độ đột ngột, hướng thay đổi bất chợt, biến thiên tốc độ gió ≥ 8 m/s, tốc độ gió ≥ 11 m/s, nhiệt độ không khí giảm xuống mạnh, ẩm độ tăng nhanh, trên giản đồ các máy tự ghi có móc và tố thường kèm theo dông, mưa rào hoặc mưa đá.

15.1.5.3 Bão

Một áp thấp nhiệt đới hình thành trên Thái-Bình-Dương, hay trên biển Đông, khi tốc độ gió đạt từ cấp 8 trở lên, gọi là bão.

15.2 Thời điểm bắt đầu và chấm dứt

Thời điểm bắt đầu là thời điểm quan sát được hiện tượng mới hình thành hay xuất hiện. Thời điểm chấm dứt là thời điểm mà hiện tượng đã kết thúc hay biến dạng. Thời điểm bắt đầu và chấm dứt ghi chính xác tới phút.

15.3 Xác định cường độ hiện tượng

Bảng 9 - Cường độ hiện tượng

15.4 Xác định tính chất liên tục hay cách khoảng của hiện tượng

Một hiện tượng khí tượng xuất hiện liên tiếp thì tính chất của hiện tượng là liên tục; ngược lại, nếu trong thời gian đó có lúc chấm dứt rồi lại xuất hiện, thời gian chấm dứt ≤ 10 phút, thì tính chất là cách khoảng. Nếu thời gian chấm dứt > 10 phút, thì tính sang đợt khác.

15.5 Hướng xuất hiện của hiện tượng khí tượng

Các hiện tượng: vòi rồng, cầu vồng, chớp, sương mù đằng xa, mưa đằng xa ghi hướng xuất hiện của hiện tượng.

15.6 Kích thước hiện tượng khí tượng

15.6.1 Mưa đá

Cần ghi rõ kích thước, trọng lượng, hình dạng những hạt phổ biến và hạt lớn nhất.

15.6.2 Quầng

Xác định kích thước góc 22° hay 46°. Thông thường quầng 46° chỉ quan sát được một phần phía trên.

 

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] 94 TCN 6 - 2001 Quy phạm quan trắc khí tượng bề mặt, Bộ Tài nguyên và Môi trường ¹⁾

[2] Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về quan trắc khí tượng ban hành kèm theo Thông tư số 25/2012/TT-BTNMT ngày 28 tháng 12 năm 2012 của Bộ Tài nguyên và Môi trường.

[3] Thông tư số 70/2015/TT-BTNMT ngày 23 tháng 12 năm 2015 của Bộ Tài Nguyên và Môi trường Quy định kỹ thuật đối với hoạt động của các trạm khí tượng thủy văn tự động.

[4] Quy định kỹ thuật quan trắc mây ban hành kèm theo Quyết định số 94/QĐ-KTTVQG ngày 15 tháng 3 năm 2017 của Tổng giám đốc Trung tâm Khí tượng Thủy văn quốc gia.

[5] WMO-No. 8, Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation 2014 edition updated in 2017, World Meteorological Organization.

 

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1 Phạm vi áp dụng

2 Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu

2.1 Định nghĩa

2.2 Ký hiệu và đơn vị đo

3 Kiểm định và hiệu chuẩn thiết bị

4 Chế độ, trình tự quan trắc khí tượng bề mặt

4.1 Quan trắc thủ công

4.2 Trạm tự động

5 Quan trắc gió bề mặt

5.1 Thông số thiết bị quan trắc thủ công và tự động

5.2 Lắp đặt thiết bị

5.3 Quan trắc

6 Quan trắc nhiệt độ và độ ẩm không khí

6.1 Thông số thiết bị

6.3 Quan trắc

7 Quan trắc mưa

7.1 Thông số thiết bị quan trắc thủ công và tự động

7.2 Lắp đặt thiết bị

7.3 Quan trắc

8 Quan trắc áp suất khí quyển

8.1 Thông số thiết bị quan trắc thủ công và tự động

8.2 Lắp đặt thiết bị

8.3 Quan trắc

9 Quan trắc bốc hơi

9.1 Thông số thiết bị thủ công và tự động

9.2 Lắp đặt thiết bị

9.3 Quan trắc

10 Quan trắc nhiệt độ đất bề mặt

10.1 Thông số thiết bị quan trắc thủ công và tự động

10.2 Lắp đặt thiết bị

10.3 Quan trắc

11 Quan trắc tầm nhìn xa

11.1 Thông số thiết bị quan trắc thủ công và tự động

11.2 Lắp đặt thiết bị

11.3 Quan trắc

12 Quan trắc thời gian nắng

12.1 Thông số thiết bị quan trắc thủ công và tự động

12.2 Lắp đặt thiết bị

12.3 Quan trắc

13 Quan trắc bức xạ mặt trời tổng quan sóng ngắn

13.1 Thông số thiết bị quan trắc thủ công và tự động

13.2 Lắp đặt thiết bị

13.3 Quan trắc

14 Quan trắc mây

14.1 Quan trắc lượng mây

14.2 Quan trắc loại mây

14.3 Quan trắc độ cao chân mây

15 Quan trắc hiện tượng khí tượng

15.1 Xác định loại hiện tượng khí tượng

15.3 Xác định cường độ hiện tượng

15.5 Hướng xuất hiện của hiện tượng khí tượng

15.6 Kích thước hiện tượng khí tượng

Thư mục tài liệu tham khảo

1) Tiêu chuẩn ngành hiện nay không còn hiệu lực.