Способ и приспособление для измерения подвижности снегового покрова

 

Класс 42i, 20 а ЩЯЩ

АВТ0РСН0Е СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ

1 способа и приспособления для измерения подвижности снегового покрова.

К авторскому свидетельству В. Ф. Пискуна, заявленному 21 февраля

1936 года (спр. о перв. № 187393}.

О выдаче авторского свидетельства онубликовано 31 августа 1936 года.

Для разрешения вопросов о возможности снежных переносов, обвалов и тому подобных явлений перемещения снегового покрова необходима постановка наблюдений над степенью подвижности залегающей снеговой массы.

Применяемый обычно в практике способ глазомерных определений состояния снегового покрова (элемент s международного синоптического кода) не разрешает этой задачи. С целью получения числовых характеристик изучаемого метеорологического элемента, основанных на объективных инструментальных наблюдениях предлагается способ измерения подвижности снегового покрова, основанный на определении усилия, необходимого для сдвигания слоя снежного покрова определенной толщины.

На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез снежного покрова; фиг. 2 — принципиальную схему предлагаемого приспособления фиг. 3 — вид этого приспособления сверху и фиг. 4— вид его сбоку.

Проведем в снеговом покрове АВСО (фиг. 1) на некоторой глубине h горизонтальную плоскость А В и выделим

s лежащем над плоскостью А В пласте снега прямоугольный параллелепипед аЬа Ь с площадью основания, равной р, и остальную часть верхнего пласта будем считать удельной. Если обозначим ! через F наименьшую величину горизонтального направления силы, достаточной, чтобы сдвинуть снежный napaëëåëåïíпед вдоль поверхности А В, то велиF чину m —, назовем модулем неподвижности снегового покрова на глубине h.

Для определения этого модуля, характеризующего степень подвижности снегового покрова, предлагается следуюl ший способ. На поверхность снега накладывают легкую открытую с одной

1 стороны коробку К (фиг. 2) так, чтобы боковые стенки ее погрузились в снег; и удаляют слой снега Лаа Л глубиной К прилегающий к одной из боковых сте нок коробки. Прикрепив к этой стенке ! пружины L, медленно растягивают ее в направлении, указанном стрелкой. При некотором растяжении пружины коробка К с содержащимся в ней снегом ! скользнет по поверхности а А . В тот момент, когда начинается перемещение коробки, закрепляют неподвижно свободный конец пружины.

Пусть длина пружины в этот момент равна 1„длина пружины после того, как движение коробки приостановилось, равна 1, и длина пружины в свободном состоянии — 1,. Силу растяжения пружины в момент начала движения и в момент остановки коробки обозначают соответственно через f, и Д.

На основании данных произведенного наблюдения модуль неподвижности снегового покрова т„определяется по фор- муле; л гт+

phd

qi> в которой р — площадь дна коробки

Ь вЂ” глубина удаленного слоя снега

d — средняя плотность снега до глубины h

Q> — общий вес коробки и за- ключенного в ней снега

f о — f,,оо с7

2 р (о — о.,) с Х ,= — — — r,.

С 1

Ю

Р где î, = — 1 — 1, — величина растяжения пружины от ее нормальной длины l до длины 1„ о, =-1,=1,— величина растяжения пружины от длины l, до длины l>, /, — сила растяжения пружины при ее длине 1„

12 — сила растяжения пружины при ее дл ине l,.

Для производства описанных измерений предлагается прибор, состоящий из снабженной ручками 2 и 3 рамы 1 (фиг. 3 и 4), в которой может перемещаться поперечная рейка 4, снабженная ползунами 5 и б, входящими в пазы 7 и 8. К средине рейки прикреплен стер жень 9 с зубчатой рейкой 14, с которой сцеплено зуочагое колесо 10, укрепленное в стойках П и 12 и снабженное рукояткой 13.

На стержень 9 надета спиральная пружина 15, один конец которой прикреплен к рейке 4, а другой снабжен кольцом, зацепляемым за крючок, прикрепленный к стенке коробки 1б; на стержне 9 нанесены деления, позволяющие определить длину пружины 15.

Коробка 16, обращенная открытой стороной книзу, снабжена внутренними поперечными перегородками 17, 18.

К раме прикреплен скребок 19, высота которого равна высоте боковых стенок коробки 1б.

Для производства измерений раму 1 берут за ручки 2 и 3 и укладывают ее на снег, чтобы нижняя ее поверхность пришла в соприкосновение с поверхностью снегово"o покрова.

Не позволяя раме погружаться в снег, передвигают ее продольно на расстояние 30 — 40 см (на фиг. 3 и 4 влево).

Таким образом с помощью скребка 19 убирают слой снега толщиной равной высоте коробки 1б.

После этого раму располагают таким образом, чтобы боковые стенки коробки 1б погрузились в нетронутый пласт снега, а левый край коробки пришелся у самого края образовавшейся выемки.

Затем, вращая рукоятку 13, медленно растягивают пружину 15. В тот момент, когда сила растяжения пружины приведет в движение коробку 1б, замечают наибольшую длину l, пружины и прекращают вращение рукоятки. После того, как движение коробки приостановится, определяют длину l, сократившейся пружины.

Для определения веса находившегося в коробке снега конец пружины снимают с крючка коробки и убирают раму, затем, продвигая по нижнему краю коробки плоский совок, поддевают находящийся в коробке снег. После этого убирают коробку, а оставшийся в совке снег пересыпают в стеклянный флакон и взвешивают на обыкновенных весах.

Зная вес Q пустой коробки и вес Д снега, находят Q, — Q +Q".

При постановке наблюдений, имеющих целью определение порога метелевой скорости ветра, можно принять

r, = const, полагая го равным некоторому среднему значению, полученному из специальных наблюдений. В этом случае отпадает необходимость в определении величины Q„что значительно упрощает производство наблюдений.

Некоторая погрешность в измерениях возможна за счет уплотнения снега, вызываемого давлением стенок коробки, но так как эта погрешность имеет систематический характер, она может быть исключена путем введения соответствующих поправок.

Фиг.3

Фиг. /

8 b

t@8g, »»

Предмет изобретения.

1. Способ измерения подвижности снегового покрова, отличающийся тем, что определяют усилие, необходимое для сдвигания в горизонтальном направлении слоя снежного покрова оппеделенной толщины, снимают сдвинуть:i> слой покрова и взвешивают его вместе с частью приспособления, сдвигавшего этот слой, и по полученным данным, зная среднюю плотность снега до глубины плоскости сдвига, определяют по соответствующей формуле модуль неподвижности снегового покрова на этой глубине. о

Фиг. 2 а ("- — — - - — . Ь ЧЛЧРМ »= ==д Х и

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, отличающееся применением накладываемой открытой стороной на поверхность снежного покрова и снабженной поперечными перегородками 17 и 18 коробки 16, соединенной с одним концом пружины 15, другой конец которой, с целью ее натяжения, присоединен к рейке 4.

3, При устройстве по и. 2 применение накладной на поверхность снежного покрова рамы 1 со скребком 19 в передней ее части, предназначенной для перс движения по ее пазам 7 и 8 ползунов 5 и 6 рейки 4, соединенной со стержнем 9, служащим для натяжения пружины 15.

Тип. „Печатный Труд". Зак» 883--409