Sademittari

Sademittari eli pluviometri on väline, jolla mitataan sadantaa ja automaattisilla laitteilla myös sateen voimakkuutta. Erilaisia manuaalisia mittareita on käytetty ympäri maailmaa jo vuosituhansia[1]. Nykyaikaiset digitaaliset sademittarit ovat pitkälti automaattisia.

Perinteinen sademittari

MittarityypitMuokkaa

Etenkin automaattisissa sademittareissa hyödynnetään useita erilaisia mittaustapoja, joiden mukaan laitteet voidaan jakaa eri mittarityyppeihin. Yleisimpiä mittarityyppejä ovat punnitseva ja keinumallinen. Mittarityypeissä on omat vahvuutensa ja heikkoutensa.

Manuaaliset sademittaritMuokkaa

Manuaalisissa sademittareissa on tavallisesti pienehkö, avoimen laatikon tai lieriön muotoinen vesisäiliö, jonka yläosassa saattaa olla suppilomainen laajennus. Sateella sadepisarat valuvat sademittarin yläosan suppiloon, josta vesi valuu asteikolla varustettuun säiliöön. Sademäärä luetaan suoraan asteikolta. Asteikko on laadittu niin, että se ottaa huomioon suppilon pinta-alan ja mittasäiliön poikkipintojen suhteen. Asteikko ilmaisee sademäärän millimetreinä tai tuumina. Yksi sademillimetri vastaa yhtä litraa neliömetrille.

Punnitsevat sademittaritMuokkaa

Punnitsevassa sademittarissa on keruuastia ja sen painoa mittaava vaaka. Sademäärä voidaan laskea mitatusta massasta kun keruuastian suuaukon pinta-ala tunnetaan. Suurin osa Suomessa käytettävistä automaattisista sademittareista on punnitsevia, sillä ne soveltuvat erinomaisesti myös kiinteän olomuodon sateen mittaamiseen ilman lämmittimiäkin. Useimmissa punnitsevissa mittareissa keruuastia on tyhjennettävä manuaalisesti.

Keinumalliset sademittaritMuokkaa

Keinumallisen sademittarin toiminta perustuu veden virtaukseen sademittarin läpi. Sateella vesi valuu sademittarin suppilon tai lieriön muotoiseen sateen kerääjän kautta mittarin sisään. Mittarin sisällä on keinumallinen virtausportti, joka päästää jokaisella keinahduksella vakiomäärän vettä lävitseen. Keinahdus havaitaan porttiin liitetyn kielireleen ja sen läheisyydessä olevan magneetin avulla. Keinun kipatessa magneetin etäisyys releestä muuttuu, jolloin releen kärjet kytkeytyvät ja rele antaa ohjauspulssin. Pulssit lasketaan elektronisesti ja niiden määrästä laskettava sademäärä voidaan tallentaa tallennusyksikköön tai esittää laitteen näytöllä. Jos mittarin suppilo-osa on lämmitettävä, sillä voidaan mitata myös kiinteämuotoista sadetta, kuten lumi- ja raesateen vesiarvoa ja voimakkuutta.

VirhelähteetMuokkaa

Sateen mittaamiseen sademittarilla liittyy useita virhelähteitä, jotka liittyvät erityisesti tuuleen, sateen eri olomuotoihin ja niiden välisiin muutoksiin sekä mittarin epäedustavaan sijoitteluun.

Tuulen aiheuttamat virheetMuokkaa

Tuuli aiheuttaa vesipisaroiden ja etenkin lumihiutaleiden kulkeutumista mittarin ohi sen häiritessä tuulikenttää ympärillään. Vesisateelle virhe on tyypillisesti suuruusluokaltaan 2-10% ja lumisateelle 10-50%[2]. Tuuli voi myös nostattaa maasta lunta ja ajaa sitä sademittarin sisään jopa poutasäällä. Tuulen vaikutusta voidaan vähentää mittarin ympärille asennettavilla tuulisuojilla ja sijoittamalla mittari vähätuuliseen paikkaan. Virheitä voidaan korjata tuuli- ja lämpötilahavaintojen avulla käyttäen kokeellisesti määritettyjä korjausyhtälöitä[3].

Haihtuminen ja tiivistyminenMuokkaa

Erityisesti punnitsevissa sademittareissa haihtuminen ja tiivistyminen voivat olla merkittäviä virhelähteitä. Haihtumista tapahtuu ilman suhteellisen kosteuden ollessa alhainen. Tiivistyminen on tyypillinen ongelma, jos keruuastiassa on käytetty hydrofiilistä jäätymisenestoainetta. Sekä haihtumista että tiivistymistä voidaan ehkäistä esimerkiksi pienellä öljykerroksella keruuastiassa olevan nesteen pinnassa.

Suuaukolle kertyvä lumiMuokkaa

Etenkin nuoskalumi voi tarttua sademittarin suuaukon ympäristöön tukkien sen joko osittain tai äärimmäisissä tapauksissa kokonaan. Tätä voidaan ehkäistä suuaukon lämmittimillä, joskin kovalla pakkasella lämmittimet voivat jopa pahentaa ongelmaa.

LähteetMuokkaa

  1. Strangeways, Ian: A history of rain gauges. Weather, 2010, 65. vsk, nro 5, s. 133-138. Royal Meteorological Society. doi:10.1002/wea.548. (englanniksi)
  2. Guide to Instruments and Methods of Observation, s. 211-229. Volume I: Measurement of Meteorological Variables. World Meteorological Organization, 2018. ISBN 978-92-63-10008-5. (englanniksi)
  3. Kochendorfer, John et al.: Analysis of single-Alter-shielded and unshielded measurements of mixed and solid precipitation from WMO-SPICE. Hydrology and Earth System Sciences, 2017, 21. vsk, nro 7, s. 3525-3542. doi:10.5194/hess-21-3525-2017. (englanniksi)

Aiheesta muuallaMuokkaa

 
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Sademittari.