Метеорологическая мачта Кабаув: описание и характеристики

Введение

Мачта KNMI Cabauw – это 213-метровая решетчатая мачта для метеорологических измерений в Кабау, Нидерланды. В 1972 году в Кабау (06348) была специально построена мачта высотой 213 метров (699') для метеорологических исследований с целью установления взаимосвязей между состоянием атмосферного пограничного слоя (ABL), условиями земной поверхности и общей погодной обстановкой в течение всех сезонов. Мачта Cabauw расположена в западной части Нидерландов (51,971 °N, 4,927 °E) в польдере на 0,7 метра (28 дюймов) ниже среднего уровня моря. Этот участок был выбран, поскольку он достаточно типичен для этой части Нидерландов и поскольку в этом регионе планировались незначительные изменения ландшафта. Однако значительными изменениями стали вырубка деревьев вдоль дороги к востоку от мачты в 1975 году и строительство домов в деревне Лопик к востоку от мачты в последние годы. Северное море находится на расстоянии более 50 км (30 миль) в направлении WNW. Ближайшая местность – сельскохозяйственная, а перепады высот поверхности не превышают нескольких метров (ярдов) на протяжении 20 км (12 миль). В радиусе 40 км (25 миль) расположены четыре основные синоптические метеорологические станции, в том числе регулярная станция радиозондирования в Де Билт (06260), обеспечивающая постоянную поддерживающую мезомасштабную сеть. Вблизи мачты местность представляет собой открытое пастбище протяженностью не менее 400 метров (ярдов) во всех направлениях и 2 км (1¼ мили) в направлении WSW. Далее, в западном секторе ландшафт в основном открытый, а дальний восточный сектор довольно неровный (ветрозащитные полосы, сады, низкие дома). Дальние северный и южный секторы представляют собой смешанные ландшафты с большим количеством пастбищ и некоторыми ветрозащитными полосами. Таким образом, на самых высоких уровнях мачты во всех направлениях наблюдается большой феч шероховатости ландшафта, который полезно сопоставим с шероховатостью, наблюдаемой в нижнем слое поверхности. На самой мачте невозможно проводить несмещенные измерения ниже 20 метров (60'). Поэтому дополнительные 20-метровые (60') мачты установлены к юго-востоку и северо-западу на достаточном расстоянии от здания у основания мачты. К югу от мачты расположено ухоженное поле для микрометеорологических наблюдений, включая тепловой поток почвы, температуру почвы и различные измерения радиации; к северу от мачты – запасное поле для наблюдений. Почва состоит из 0,6 метра (2') речного глинистого слоя, перекрывающего толстый слой торфа. Уровень грунтовых вод находится примерно в 1 метре (3') ниже поверхности, но может повышаться в периоды повышенной влажности. Мачта представляет собой закрытый цилиндр диаметром 2 метра (6 футов) с лифтом внутри. Она закреплена расчалками на четырех уровнях и несет консоли с интервалом 20 метров (60') в трех направлениях. 9,4-метровые (30') консоли могут подниматься гидравлически, что позволяет обслуживать приборы на их концах с верхнего балкона; такая поворотная конструкция позволяет использовать консоли большей длины, чем при обычной боковой скользящей конструкции. Постоянные сигнальные кабели в трубах консолей проходят через полые поворотные оси, поэтому во время движения консолей они подвергаются только крутильной деформации, которая является более допустимой нагрузкой, чем изгиб. Вокруг основания мачты построено обтекаемое здание площадью 200 м² (2000 кв. футов) для регистрации и обслуживания. На вершине мачты в 2007 году был установлен компактный метеорологический радар, измеряющий осадки в радиусе до 60 км (40 миль) вокруг мачты.

The KNMI mast Cabauw is a 213 metre (699') high guyed mast for meteorological measurements at Cabauw, the Netherlands. In 1972 at Cabauw (06348) a 213 metre (699') high mast was specifically built for meteorological research to establish relations between the state of the atmospheric boundary layer (ABL), land surface conditions and the general weather situation for all seasons. The Cabauw mast is located in the western part of the Netherlands (51.971 °N, 4.927 °E) in a polder 0.7 metres (28") below average sealevel. This site was chosen, because it is rather representative for this part of the Netherlands and because only minor landscape developments were planned in this region. However, significant changes are the removal of the trees along a road east of the mast in 1975, and the building of houses in the village of Lopik east of the mast in more recent years. The North Sea is more than 50 km (30 miles) away to the WNW. The nearby region is agricultural, and surface elevation changes are at most a few metres (yards) over 20 km (12 miles). Within 40 km (25 miles) radius there are four major synoptic weather stations, among which is the regular radiosonde station at De Bilt (06260), ensuring a permanent supporting mesoscale network. Near the mast, the terrain is open pasture for at least 400 metres (yards) in all directions, and in the WSW direction for 2 km (1¼ miles). Farther away, the landscape is generally very open in the West sector, while the distant East sector is rather rough (windbreaks, orchards, low houses). The distant North and South sectors are mixed landscapes, much pasture and some windbreaks. So the highest mast levels have in all directions a long fetch of landscape roughness which is usefully similar to the roughness observed in the lower surface layer. On the mast itself no undisturbed measurements can be made below 20 metres (60'). Therefore, auxiliary 20 metre (60') masts are installed to the SE and the NW at sufficient distance from the mast foot building. South of the mast is a well kept observation field for micrometeorological observations, including soil heat flux, soil temperatures and various radiation measurements; north of the mast is a spare observation field. The soil consists of 0.6 metres (2') of river clay, overlying a thick layer of peat. The water table is about 1 metres (3') below the surface, but can be higher during wet periods. The mast is a closed cylinder of 2 metres (6') diameter, with an elevator inside. It is guyed at four levels, and carries booms at 20 metre (60') intervals in three directions. The 9.4 metre (30') booms can be swung up hydraulically, so that instruments at their ends can be handled from an upper balcony; this swivelling mounting allows much longer booms than the customary sideways sliding construction. Permanent signal cables in the boom tubes run through the hollow swivel axis, so during boom motion they are only torsion deformed, a more endurable load than bending. Built around the mast foot is a 200 m2 (2000 sq. ft.) streamlined building for registration and maintenance purposes. On top of the mast, a compact weather radar was installed in 2007, measuring precipitation up to a radius of 60 km (40 miles) around the mast.