الف : ایستگاههای سینوپتیک ( Synopic Station )

ب :  شبکه ایستگاههای کلیماتولوژی ( Climatological Network )

اندازه گیری ایستگاههای سینوپتیک ، عبارتند از :

- ایستگاههای سینوپتیک سطح زمین ، دریا و اقیانوسها که عوامل جوی سطح زمین و نزدیک آنرا اندازه گیری میکند .

- ایستگاههای جو بالا که فشار ، درجه حرارت ، رطوبت ، سمت و سرعت باد را در ارتفاعات مختلف جو تعیین می نماید .

- ایستگاههای خودکار ، قادرند عوامل مختلف جوی در سطح زمین را بطور خودکار اندازه گیری و در فاصله دورتری در دسترس قرار دهند .

اندازه گیری شبکه ایستگاههای کلیماتولوژی عبارتند از :

- ایستگاههای اقلیم شناسی که فقط سه نوبت در روز پارامترهای مهم هواشناسی را دیده بانی و در دفاتر مخصوص ثبت میگردد.

- ایستگاههای کشاورزی

- ایستگاههای باران سنجی که آمار آنها بیشتر مورد نیاز مؤسسات و سازمانهای تحقیقاتی در زمینه کشاورزی و آبیاری می باشد.

زمان و ساعت دیده بانی : برای اینکه بتوان عوامل جوی دیده بانی شده را از ایستگاههای متعدد هواشناسی دریافت و روی نقشه های سینوپتیک ترسیم و آنالیز نمود ، در مرحله اول لازم است کلیه گزارشات در رأس ساعت معینی انجام شود و همزمان باشند و جهت اجرای این منظور بستگی به این دارد که تمام ایستگاههای دیده بانی از ساعت های محلی ( وقت محلی ) استفاده ننموده و مبدأ زمان معینی را در نظر بگیرند . برای این منظور از وقت و زمان متوسط نصف النهار گرینویچ UTC ( زمان هماهنگ شده بین المللی ) استفاده میشود و کلیه ایستگاههای هواشناسی موظفند گزارش خود را ، رأس ساعت معین UTC تهیه و ارسال نمایند . اختلاف افق تهران با ساعت گرینویچ سه ساعت و 31 دقیقه است ولی برای محاسبه وقت UTC در ایستگاههای هواشناسی ایران از ساعت رسمی کشور سه ساعت و 30 دقیقه کسر می کنیم یعنی ساعت 30/10 صبح بوقت کهک می باشد .

دما سنج ها

 در داخل ايستگاه تجهيزات از جنوب به شمال و از ارتفاع کم به ارتفاع  زیاد قرار می گیرند ، علتش این است که وقتی تابش آفتاب روی اجسام  می افتد سایه اش نیفتد از باد سنج در ارتفاع ده متري درجنوب تا دماسنج هاي جیوه ای  که در اعماق خاک در شمال به ترتیب

ا-دماسنج اولی مخزنش5cm  زیر خاک

2-دماسنج دومی مخزنش10cm زیر خاک

3- دماسنج سومی مخزنش 20cm زیر خاک

4- دماسنج چهارمی مخزنش 30cmزیر خاک

5- دماسنج پنجمی مخزنش 50 cmزیر خاک

6-دماسنج ششمی(آخرین دماسنج)مخزنش 100    cm زیر خاک قرار دارند.

   دماسنج های جیوه ای در اعماق

 خاک که اين امر به دليل ايجاد کمترين سايه اندازي تجهيزات بر روي هم مي باشد.دماسنج های 5-10-20سانتی متری در تحقیقات گشاورزی استفاده می شوند و دما سنج های 30-50و100سانتی متری برای بتون ریزی استفاده می شوند.و دماسنج های حد اقل از سطح خاک دماسنجی الکلی است.

پناهگاه هاي هواشناسي: پناهگاه هاي هواشناسي در نيم کره ي شمالي رو به شمال باز مي شوند، پناهگاه در واقع يک اتاقک چوبي به نام جعبه اسکرین که دوجداره است که روي آن رنگ سفيد زده اند تا از افزايش درجه حرارت جلوگيري شود و داراي شبکه هايي با زواياي 45 درجه است تا تهويه ي هوا به خوبي انجام گيرد.

تشتک تبخیر

ادوات تشتک :در کنار تشتک يک بادسنج مکانيکي وجود دارد. در داخل تشتک يک چاهک قرار دارد و در کنار آن دماسنج هاي ماکزيمم و مينيمم که دماي آب را اندازه گيري مي کنند.وقتي باد مي وزد آب داخل تشتک متلاطم مي شود وجود چاهک باعث مي شود تا در داخل آن حوضچه ي آرامشي ايجاد شود. در کنار چاهک يک قلاب قرار گرفته که نوک قلاب بايد هميشه با سطح آب تماس داشته باشد.تبخير به صورت روزانه اندازه گيري مي شود. در ايران عدد به دست آمده از تشتک تبخير کلاس A را به طور متوسط ضرب در عدد 0.7 مي کنند.

نحوه ي محاسبه :داخل تشتک چند حالت ممکن است : سطح آب يا پايين تر از نوک قلاب است يا مماس با آن يا بالاتر از آن.با فرض اينکه بارندگي نداشته باشيم ، آب پايين تر از قلاب قرار مي گيرد ، حجم مشخصي آب به آن اضافه مي کنيم تا آب مماس با حلقه قرار گيرد حجم آب را تقسيم بر سطح تشتک مي کنيم ، عدد حاصل ارتفاع تبخير خواهد بود. اگر بارندگي داشته باشيم و آب مماس با نوک قلاب باشد به اين معني است که ميزان تبخير برابر با ميزان بارندگي است که اين حالت بسيار نادر است. اگر بارندگي داشته باشيم و آب پايين تر از نوک قلاب باشد يعني ميزان تبخير بيشتر از بارندگي بوده است که در اين حالت به آن آب اضافه مي کنيم تا آب مماس با حلقه قرار گيرد و حجم آن را تقسيم بر سطح تشتک مي کنيم و عدد حاصل را با ارتفاع بارندگي جمع مي کنيم تا ارتفاع تبخير را به دست آوريم. اگر بارندگي داشته باشيم و آب بالاتر از نوک قلاب قرار گيرد نشان دهنده ي آن است که ميزان بارندگي بيشتر از تبخير بوده است ، مقداري آب از آن برمي داريم تا آب مماس با حلقه قرار گيرد ، حجم آب برداشت شده را تقسيم بر سطح تشتک کرده و عدد اصل را منهاي ارتفاع بارندگي مي کنيم عدد به دست آمده ارتفاع تبخير خواهد بود.

بادنگار:

 وسیله برای ثبت تغیرات سرعت وجهت باد استفاده می شود. مکانیزم عمل آن مشابه بادسنج های الکتریکی است. جهت یاب این وسیله دوصفحه ای است وبادسنج ان ازنوع الکتریکی است .

دراین وسیله 8 قلم برای ثبت باد درهریک ازچهار جهت اصلی وچهارجهت فرعی وجود داردویک قلم هم برای ثبت سرعت باد درنظرگرقته می شود . گراف این وسیله نیز شامل دوقسمت است . دریک قسمت ان جهت باد ودرقسمت دیگر ، سرعت باد ثبت می شود.

افتاب نگار:

افتاب نگاروسیله برای اندازه گیری مدت تابش  می باشدکه به طورکلی ازقسمتهای زیر ساخته شده است.

1عدسی کروی به قطر تقریبی cm9

2 نیمکره فلزی ناقص به قطرحدودcm14 که درداخل ان شیارهایی وجود دارد که کارتهای افتاب نگارقرار می گیرند.

3 پایه ای به طول 5/1-2/1 متر که مجموعه عدسی کروی ونیمکره فلزی روی ان سوارمی شوند.

4یک ترازکروی روی دستگاه بمنظور اینکه کل مجموعه بصورت مناسب استقرار یابد.

عدسی کروی بوسیله دوپیچ درامتداد قطر خود ، روی پایه ای که شعاع انحنای ان هم مرکزباکره است قرارمی گیرد . عدسی کروی همراه بانیمکره فلزی روی یک کمان مدرج که برحسب عرض جغرافیایی درجه بندی شده است .قرار می گیرد وکل مجموعه روی پایه مربوط تثبیت می گردد.

در روی نیمکره فلزی یکسری شیارهایی وجود دارد که کارتهای افتاب نگاردرداخل این شیارهاقرارمی گیرند.  كارت هاي آفتاب نگار كه براي ثبت مدت تابش خورشيد مورد استفاده قرار مي گيرند از نظر كيفيت طوري ساخته شده اند كه در مواقع بارندگي معمولا رطوبت جذب نكرده وخيس شدن وانبساطشان قابل ملاحظه نيست رنگ اين كارتها معمولا آبي تيره بوده وتا اشعه خورشيد را بهتر جذب كنند هنگامي كه كارت آفتاب نگار بر روي دستگاه در شيار مربوط به خودش قرار مي گيرد ، اشعه خورشيد پس از عبور از عدسي بر روي كارت جمع شده وكارت مذكور شروع به سوختن مي كند اين سوختگي به صورت نواري به پهناي تقريبي يك ميليمتر بر روي كارت ظاهر مي شود در صورت ابري نبودن هوا نوار مذكور در طول كارت ممتد مي باشد كه مدت آفتابي بر اساس درازي سوختگي بر روي كارت تعيين مي گردد چنانچه در طول روز تابش خورشيد به علت موجود بودن لكه هاي ابر در آسمان انفصالي باشد علائم سوختگي بر روي كارت آفتاب نگار بريده بريده خواهد بود كه اگر آنها را با يكديگر جمع كنيم مدت زمان كلي تابش بدست مي آيد ، بر روي كارتهاي آفتاب نگار درجه بنديهاي بر حسب ساعت وجود دارد كه هنگام محاسبه طول مدت تابش خورشيد (بر حسب ساعت ودهم آن) از آن استفاده مي شود بسته به ارتفاع خورشيد در افق جنوبي سه نوع كارت در فصول مختلف سال مورد استفاده قرار مي گيرند هر يك از اين كارتها در يك جفت بخصوص از شيارهاي نيم كره فلزي ناقص پشت عدسي قرار داده مي شوند كارت ها در فصول مختلف سال بشرح زير بكار برده ميشوند.

1-كارت هاي مستقيم (كارت هاي بهاري وپاييزي)                  

   Straight Cards : Equinoctial Cards

طول اين نوع كارتها حدود 24 سانتيمتر بوده در طول ايام سال در دو نوبت مورد استفاده قرار مي گيرند نوبت اول ، از اول مارس (10 اسفند) تا 11 آوريل(22 فروردين) ونوبت دوم آن از سوم سپتامبر (12 شهريور) تا 14 اكتبر(22 مهر) مي باشد محل استقرار اين نوع كارتها در شيار وسط نيم كره فلزي ناقص مي باشد . 

2-كارت هاي قوسي طويل (كارتهاي تابستاني )

Long Curved Cards : Summer

طول اين نوع كارتها حدود 30 سانتيمتر بوده و از تاريخ 12 آوريل (23 فروردين) تا دوم سپتامبر (11 شهريور )مورد استفاده قرار مي گيرد محل استقرارشان در پايين ترين شيار نيم كره فلزي ناقص مي باشد. 

3-كارت هاي قوسي شكل كوتاه (كارتهاي زمستاني )

Short Curved Cards : WinterCards

طول اين كارتها حدود 23 سانتي متر بوده و از تاريخ 15 اكتبر (23 مهر ماه) تا آخرين روز فوريه (9 اسفند) مورد استفاده قرار ميگيرند محل استقرارشان در بالاترين شيار نيم كره فلزي ناقص مي باشد.

يك سنجاق (پيچ نگهدارنده ) بر روي دستگاه وجود دارد كه از حركت كارت در دوره ثبت آفتاب جلوگيري مي كند تعويض كارت آفتاب نگار بعد از غروب آفتاب عليرغم اينكه كارت فرداي آن‌روز سوختگي را نشان خواهد داد يا نخواهد داد اجباري است.

موقعيت آفتاب نگار

Exposure Of The SunShine Recorder

آفتاب نگار بر روي پايه محكمي با ارتفاع حدود 5/1 متري از سطح زمين در ضلع جنوبي محوطه ايستگاه كار گذاشته مي شود. محلي كه تعيين مدت آفتابي در آنجا انجام مي شود بمنظور داشتن ديد مداومي از خورشيد در طي روز (از طلوع تا غروب خورشيد) بايد جايي باز وبدون مانعي در اطراف آن باشد تا حتي ساعتي از روز و يا وقتي از سال سايه اي توسط مانع بر روي دستگاه قرار نگيرد هنگام نصب آفتاب نگار بر روي پايه مربوطه اش دانستن شعاع جغرافيايي محل و يا ظهر محلي ضروري مي‌باشد.

پناهگاه هاي هواشناسي

پناهگاه در واقع يک اتاقک چوبي دو جداره است که روي آن رنگ سفيد زده اند تا از افزايش درجه حرارت جلوگيري شود و داراي شبکه هايي با زواياي 45 درجه است تا تهويه ي هوا به خوبي انجام گيرد.

در داخل يکي از پناهگاه ها 4 دماسنج قرار گرفته است : يک دماسنج خشک ، يک دماسنج تر ، يک دماسنج ماکزيمم و يک دماسنج مينيمم.

دماسنج خشک دماي هواي معمولي را نشان مي دهد اين دماسنج معمولا جيوه اي است.

دما سنج تر درواقع هما ن دما سنج خشک است،که  در انتهاي ان فتيله پيچيده شده است که انتهاي فتيله در يک ظرف آب مقطر قرار دارد که باعث مي شود همواره اطراف مخزن دماسنج مرطوب باشد.

دماسنج هاي خشک و تر را سايکرومتري مي گويند که در مبحث رطوبت سنجي مطرح هستند. دماسنج هاي خشک معمولا دماي بيشتري را نشان مي دهند اما گاهي اين دو دماسنج يک دما را نشان مي دهند و آن زماني است که رطوبت هوا 100% است يعني حالت اشباع.

با استفاده از اختلاف دماي دماسنج هاي خشک و تر و جداول سايکرومتري رطوبت نسبي را محاسبه مي کنند.

در دماسنج ماکزيمم لوله ي مويين در نزديکي مخزن داراي يک باريک شدگي است که باعث مي شود با افزايش دما جيوه در لوله بالا رود ولي کاهش دما باعث پايين آمدن جيوه نخواهد شد (مثل دماسنج هاي طبي) اين دماسنج دماي حداکثر را در طول يک شبانه روز نشان مي دهد.

دماسنج هاي مينيمم معمولا الکلي هستند چون دماي انجماد الکل پايين تر از جيوه است . در داخل لوله مويين اين دماسنج يک شاخص فلزي وجود دارد که با افت دما پايين مي آيد ، افزايش دما باعث بالا رفتن الکل مي شود ولي شاخص را بالا نمي برد. اين دماسنج حداقل دما را در طول شبانه روز نشان مي دهد.

در داخل پناهگاه دماسنج هاي ماکزيمم و مينيمم به صورت افقي و دماسنج هاي تر و خشک به صورت عمودي قرار مي گيرند.

باران سنج

میزان بارندگی و نیز مقدار تبخیر از سطح آب و یا آبهای سطحس در تعیین میزان ذخایر آب های سطحی و زیر زمینی اهمیت زیادی دارد اندازه گیری مقدار بارندگی در تمام سطح کره زمین به علت نداشتن یک شبکه کامل ایستگاههای باران سنجی به طور دقیق امکان پذیر نیست.در سرویس های هواشناسی منظور از تعیین میزان بارندگی عبارت از جمع مقادیر بارندگی مایع و معادل

مایع هر بارندگی جامد از قبیل برف و تگرگ بر حسب ارتفاع می باشد.بنابراین تمام بارندگی ها بایستی به طور دقیق و روشن اندازه گیری شود.مقادیر مذکور ترجیحا بر حسب میلی متر اندازه گیری شده و دقت عمل در اندازه گیری های روزانه 0.1mm در اندازه گیری های هفتگی و ماهیانه 1mm می باشد.مقدار ریزش برف بر حسب سانتی متراندازه گیری می شود.با تقریب می توان گفت که 1cm از برف تازه معادل 1mm باران می باشد.مع الوصف نسبت مذکور به عمق و نوع برف بستگی دارد.در بعضی از کشورها مقدار بارندگی و عمق برف بر حسب اینچ و اجزل آن اندازه گیری می شود.برای تبدیل واحدهای مذکور به یکدیگر از رابطه زیر استفاده می شود:

1 INCH = 2.54cm = 25.4mm

ساده ترین و متداول ترین روش اندازه گیری ریزش باران استفاده از باران سنج(RAIN GAUGE) می باشد .این دستگاه از قسمتهای مختلف تشکیل شده است .

1-    قیف (دهانه ابگیر)با طرح مخصوص ساخته شده که دارای لبه تیزی و دایره کامل است.

2-    استوانه بیرونی که به پایه وصل می باشد

3-    استوانه داخلی

4-    خط کش چوبی به طول 60 سانتی متر ازجنس چوب کاج

5-    پایه

باران به وسیله قیف مذکور به داخل استوانه داخلی  هدایت می شود..قطر دهانه قیف باران سنج ها مشخص بوده و بین 10-20cm انتخاب می شود.قطر دهانه قیف و لوله باران سنج ها طوری انتخاب می شود که سطح مقطع دهانه قیف نسبت مشخص با سطح مقطع لوله باران سنج داشته باشد.هر یک از کشورها قطر مشخصی برای دهانه باران سنج های شبکه هواشناسی خود انتخاب کرده اند.در ایران قطر دهانه باران سنج ها 8 اینچ انتخاب گردیده است. مقدار آبی که داخل استوانه ریخته می شود رابا یک خط کش چوبی اندازه گرفته و آن مقدار را تقسیم بر 10می کنیم زیرا دهانه قیف 10برابر استوانه است می توان گفت هر سانتی متر از خط کش یک میلی متر از بارندگی است.در زمستان مقدار برفی که داخل استوانه ریخته شده را توسط حرارت یا یک لیوان آب داغ آب کرده وئ پس از اندازه گیری یک لیوان را از آن کم می کنیم. اندازه گیری ها در فصول بارش هر 3ساعت یک بار انجام می شود.یعنی پس از هر اندازه گیری باران سنج را خالی می کنیم.

بارن نگار دیتا لاگر(نرم افزاری):

 کار همان باران سنج را انجام می دهد با این تفاوت که این دستگاه نرم افزاری است وتغييرات پيوسته بارش را ثبت کرده و به عبارت ديگر شدت بارندگي بر حسب ميلي متر در واحد زمان را ثبت مي کند. در داخل این دستگاه هیتری وجود دارد که وقتی برف بیاید همان لحظه برف را آب کرده و همان لحظه اطلاعات را از طريق سيم هاي رابطي به داخل سالني که ديده بانها مستقر هستند منتقل مي کند.وسپس آب موجود در مخزن خود را خالی می کند وقتی رگبار شدید داشته باشیم بین 2تا4/0میلی متر بیشتر می اندازد که این مقدار را بعدا"کم می کنیم. هر چه خطوط رسم شده به هم نزديک تر باشد شدت بارندگي بيشتر بوده است. گراف باران نگار هر ماه يکبار تعويض مي شود.

رطوبت نگار

اجزاي دستگاه : 

1- بدنه ( فلزي و يا پلاستيكي )       

2- حسگر رطوبت ( تار موي انسان بصورت سري   چند تايي)          

3- ساعت چرخنده و گراف درجه بندي شده ( روزانه - هفتگي - ماهيانه )          

4- اهرم و محور هاي انتقال دهنده مقادير اندازه گيري شده            

5- بازوي قلم و سر قلم ( ماژيكي ويا جوهر )

محل استقرار رطوبت نگار  در داخل پناهگاه هواشناسي ( جعبه اسكرين ) مي باشد عنصر حساس اين  دستگاه از يك سري تار هاي مو ( موي انسان ،هر کدام ۵۰تا۶۰رشته تار مو)تشكيل شده  كه اين  تارهاي مو در مقابل رطوبت تغيير طول مي دهند . اين تغيير طول بوسيله يك سيستم اهرمي تقويت شده و بر روي كاغذ مدرجي (که در این ایستگاه برحسب عرض جغرافیائی ۶تا۳۸درجه شمالی درجه بندی شده است )كه بدور استوانه گردان قرار دارد ميزان رطوبت هوا را بر حسب درصد رسم مي كند .عيب عمده اين دستگاه اين هست كه فواصل درجه بندي رطوبت نسبي بر روي كاغذ مدرج بعلت تغييرات لگاريتمي مو ، خطي نمي باشد . دقت اندازه گيري  دستگاه به  تنظيم  بودن صفر دستگاه و تميز بودن مو بستگي دارد  يكي از دلايلي كه صفر دستگاه را تغيير مي دهد  اين  است كه براي مدت زمان زيادي در آب و هواي خشك قرار گرفته  باشد نكته اي كه هميشه  هنگام  كار كردن با دستگاه بايستي رعايت نمود اين است كه هرگز نبايد موي رطوبت نگار را با دست لمس نمود.

قشارسنج

که در این ایستگاه فشار سنج(فشار نگار ) الاستیک (ارتجاعی) موجود بود جزئیات این فشار نگار به این صورت است که داخل محفظه یک سنسور آنروئید قرار دارد که وقتی فشار کم یا زیاد می شود ته سنسور به وسیله شاخص وصل است به یک قلم که وقتی سنسور آنروئید منبسط و منقبظ میشود باد اهرم را پایین و بالا می کند و نوک اهرم که حاوی ماژیکی است میزان فشار باد راروی مشخصه ثبت میکند و به این ترتیب میزان فشار باد مشخص می شود وقسمت دیگر که استوانه ای است شامل ساعتی است که این ساعت کوک می شود و یک هفته می چرخد(ولی در فشار نگار معمولی ساعت باتری می خورد )صفحه مشخصه این فشار نگار هم هر هفته دو شنبه ها تعویض می شوددرجه بندی این صفحه به علت ارتفاع از سطح دریا از شهری به شهر دیگر فرق می کند وشماره مربوط به این ارتفاع در قسمتی از محفظه نمایش

داده می شود بالفرض عدد ۸نوشته شده که بیانگر این است که از ۷۶۰تا۷/۶۶۸میلی وات درجه بندی می شود.