VDI 3786 Blatt 9-2007 Environmental Meteorology - Meteorological measurements - Visual weather observations.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREUmweltmeteorologieMeteorologische MessungenVisuelle WetterbeobachtungenEnvironmental meteorologyMeteorological measurementsVisual weather observationsVDI 3786Blatt 9 / Part 9Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 1b: Umweltmete

2、orologieKommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdLArbeitsgruppe Meteorologische MessungenAusschuss LuftqualittFrhere Ausgaben: 10.91;10.06,Entwurf,deutschFormereditions: 10/91;10/06 Draft,inGermanonlyVDI-RICHTLINIENZubeziehendurch / Available atBeuth Verlag GmbH, 10772 Berli

3、n Alle Rechtevorbehalten/ All rights reserved VereinDeutscher Ingenieuree.V., Dsseldorf 2007Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDer Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspru

4、chsverfahren unterworfen.Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 07.060, 13.040.01Oktober 2007 October 2007Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Verfahren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.1

5、Mess- und Beobachtungsort . . . . . . . . 31.2 Probenahmezeit, Zeitintervalle . . . . . . 32 Beobachtung von Wetterelementen . . . . . 42.1 Erfassung des Wetterzustandes . . . . . . 42.2 Wind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.3 Bewlkung. . . . . . . . . . . . . . . . . 92.4 Sicht und Sichtmin

6、derung . . . . . . . . . 132.5 Niederschlag und Gewitter . . . . . . . . 152.6 Staub und Sand . . . . . . . . . . . . . . 192.7 Erdbodenzustand . . . . . . . . . . . . . 20Anhang Wolkengattungen . . . . . . . . . . . . 22A1 Hohe Wolken . . . . . . . . . . . . . . . 22A2 Mittelhohe Wolken . . . . . .

7、 . . . . . . 23A3 Tiefe Wolken . . . . . . . . . . . . . . . 23A4 Wolken mit besonderer Mchtigkeit . . . 24Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Method. . . .

8、. . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.1 Measuring and observation site . . . . . . . 31.2 Sampling time, time intervals . . . . . . . . 32 Observation of weather elements . . . . . . . 42.1 Determination of the weather conditions . . 42.2 Wind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.3 Clouds. .

9、. . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.4 Visibility and reduced visibility. . . . . . .132.5 Precipitation and thunderstorm . . . . . . .152.6 Dust and sand . . . . . . . . . . . . . . . .192.7 Soil conditions . . . . . . . . . . . . . . .20Annex Cloud genera . . . . . . . . . . . . . . . .22A1 High

10、 clouds . . . . . . . . . . . . . . . . .22A2 Middle clouds . . . . . . . . . . . . . . . .23A3 Low clouds . . . . . . . . . . . . . . . . .23A4 Clouds with great vertical development . .24Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26The draft of this guideline has been subject to public sc

11、rutiny after announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette).The German version of this guideline shall be taken as author-itative. No guarantee can be given with respect to the English translation.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein De

12、utscher Ingenieure e. V., Dsseldorf 2007 2 VDI 3786 Blatt 9 / Part 9VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist unter sorgfltiger Be-rcksichtigung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000 entstanden.Allen, die ehrenamtlich an der Erstellung dieser Richtlinie mitgewirkt haben, sei auf d

13、iesem Wege ge-dankt.Alle Rechte vorbehalten, auch das des Nachdrucks, der Wiedergabe (Fotokopie, Mikrokopie), der Spei-cherung in Datenverarbeitungsanlagen und der ber-setzung, auszugsweise oder vollstndig. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie als konkrete Arbeitsunterlage ist unter Wahrung des Urheber

14、rechtes und unter Be-achtung der VDI-Merkbltter 1 bis 7 mglich. Aus-knfte dazu sowie zur Nutzung im Wege der Daten-verarbeitung erteilt die Abteilung VDI-Richtlinien im VDI.EinleitungDie Gesamtheit der meteorologischen Parameter, die den Zustand der Atmosphre an einem Ort gemein-hin als Wetter“ beze

15、ichnet vollstndig beschrei-ben, kann nur mit sehr groem Aufwand erfasst wer-den. Um das Wettergeschehen whrend einer Mess-kampagne beschreiben zu knnen, z. B. zur Interpre-tation von Probenahmen auf dem Gebiet der Luft-reinhaltung oder der Schallimmission u. ., bieten sich zwei Mglichkeiten an:a) Es

16、 knnen nachtrglich Informationen und Mess-werte eingeholt werden, die mit stationren, auf vieljhrige Betriebsdauer und fr besondere Auf-gaben ausgelegten Messnetzen gewonnen wur-den. Das kann aber zu unbrauchbaren Ergebnis-sen fhren, wenn die zeitliche und rumliche Re-prsentanz der an solchen Statio

17、nen erfassten Da-ten nicht ausreicht bzw. nicht mit der durch die Probenahme vorgegebenen Fragestellung ber-einstimmt.b) Begleitend zu In-situ-Messungen knnen meteo-rologische Gren erfasst werden, z. B. unter Ver-wendung einer Messstation gem Richtlinie VDI 3786 Blatt 13, die dem Messprogramm opti-m

18、al angepasst werden kann. Um den dann immer noch beachtlichen konomischen und logisti-schen Aufwand in Grenzen zu halten, bietet sich insbesondere bei Programmen mit Personalein-satz die beschreibende Erfassung von visuell get-tigten Beobachtungen und Abschtzungen an; mit dieser Richtlinie wird die

19、hierzu erforderliche An-leitung gegeben.Die Ergebnisse visueller Wetterbeobachtungen sind mit individuell-subjektiven Fehlern behaftet und kn-Preliminary noteThe content of this guideline has been developed un-der thorough consideration of the requirements and recommendations of guideline VDI 1000.W

20、e wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this guideline. All rights reserved including those of reprinting, re-production (photocopying, microcopying), storage in data processing systems, and translation, either of the full text or of extracts. This VDI guideline can be used

21、as a concrete project document without infringe-ment of copyright and with regard to VDI notices 1 to 7. Information on this, as well as on the use in data processing, may be obtained by the VDI Guidelines Department at the VDI. IntroductionThe totality of the meteorological parameters which complet

22、ely describe the state of the atmosphere at a given location commonly described as “weather” can only be determined at the expense of very great effort. To be able to describe the weather pattern dur-ing a measurement campaign, e. g. for interpretation of sampling in the field of air pollution preve

23、ntion or sound immission and the like, there are two options: a) Information and measured values, which have been obtained using stationary observational net-works designed for an operational period of many years and for specific tasks, can be gathered sub-sequently. However, this can lead to unusab

24、le re-sults if the temporal and spatial representation of the data acquired at such stations is not sufficient or does not comply with the question prescribed by the sampling. b) In addition to in-situ-measurements, meteorologi-cal parameters can be determined, for example, using a measuring station

25、 according to guideline VDI 3786 Part 13 which can be ideally adapted to the measurement programme. To keep the then still considerable economic and logistic effort to a minimum, there is the descriptive collection of visual observations and estimates, particularly in the case of programmes that emp

26、loy staff; the present guideline provides the necessary specifi-cations. The results of visual weather observations contain in-dividual, subjective errors and can therefore deviate B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure

27、 e. V., Dsseldorf 2007 VDI 3786 Blatt 9 / Part 9 3 nen deshalb bei gleichzeitigem Einsatz mehrerer Per-sonen erheblich voneinander abweichen. Um die Er-gebnisse dennoch miteinander vergleichen zu kn-nen, d. h. den subjektiven Einfluss so gering wie mg-lich zu halten, sind fr Beobachtung und schriftl

28、iche Berichterstattung (Protokoll) strenge Regeln erfor-derlich. Auf diesem Gebiet haben die Wetterdienste eine umfassende Systematik entwickelt 1. Sie liegt den folgenden Abschnitten zugrunde. Damit wird diese Systematik in stark vereinfachter Form einem breiten Anwenderkreis zugnglich gemacht. Die

29、 auf dieser Basis gewonnenen Ergebnisse sind dann auch vergleichbar mit entsprechendem wetterdienstlichem Material, etwa um einen Bezug zu vieljhrigen Mit-telwerten oder langen Datenreihen herzustellen oder um ein beobachtetes Wetterereignis unter Einbezie-hung wetterdienstlicher Daten zu untersuche

30、n.1 VerfahrenZu den nachfolgenden Sachverhalten sind mglichst genau alle Einzelheiten zu protokollieren, um die u-eren Begleitumstnde fr einen Messwert rekonst-ruieren zu knnen.Bei Beobachtungen whrend der Dunkelheit muss das Auge der geringen Umgebungshelligkeit ange-passt sein; nach Verlassen eine

31、s normal beleuchteten Raumes ist eine Adaptationszeit von mindestens fnf Minuten notwendig.1.1 Mess- und BeobachtungsortDie Stelle, von der aus visuelle Wetterbeobachtungen durchgefhrt werden, sollte mit den topografischen Gegebenheiten des einzusehenden Gelndes berein-stimmen und damit den Bereich

32、fr die vorgegebene Messaufgabe reprsentieren.Eine Gelndeskizze und -beschreibung (Hhe und Art des Bewuchses und der Bebauung) mit Hhen- und Entfernungsangaben ist Bestandteil des Mess-protokolls.1.2 Probenahmezeit, ZeitintervalleBei Immissionsmessungen fr Zwecke des Umwelt-schutzes sind definierte M

33、esszeiten gebruchlich. Die begleitenden visuellen Wetterbeobachtungen sind auch in dieser Hinsicht der Messaufgabe anzu-passen.Die visuelle Wetterbeobachtung charakterisiert in der Mehrzahl der Flle das Wettergeschehen whrend einer Zeitspanne von bis zu 60 min hinreichend. Bei einer Messkampagne sin

34、d deshalb die visuellen Wet-terbeobachtungen am Anfang und am Ende sowie zwischendurch in 60-min-Abstnden durchzufhren. Eine Verdichtung der Beobachtungsfolge auf 30 min considerably from each other if there are several peo-ple at the same time. In order to be able to compare the results in spite of

35、 that, i. e. to keep the subjective effect to a minimum, strict rules are necessary for ob-servation and reporting in written form (record). In this field, the weather services have developed a com-prehensive system 1. The following sections are based on this system. Thus, the system is made avail-a

36、ble, in a highly simplified form, to a wide circle of users. The results obtained on this basis are then com-parable to corresponding weather service material, e. g. to relate long-term averages or long data series, or to explore an observed weather event by using weather service data. 1MethodAll de

37、tails of the following issues are to be recorded as accurately as possible to be able to reconstruct the circumstances of a measured value. For observations during darkness, the eye must be adapted to the low ambient light level; after leaving a room with normal lighting, an adaptation time of at le

38、ast five minutes is necessary. 1.1 Measuring and observation siteThe site from which visual weather observations are carried out should comply with the topographical conditions of the terrain under observation and thus represent the range of the measurement objective in question.The measurement reco

39、rd is supplemented by a sketch and a description of the terrain (height and kind of vegetation and buildings), including details of height and distance.1.2 Sampling time, time intervalsFor ambient air measurements for the purpose of en-vironmental protection, defined measuring times are common. Also

40、 in this respect, the accompanying vis-ual weather observations are to be adapted to the measurement objective.In the majority of visual weather observations, the weather pattern is characterised in a sufficient way during a time period of up to 60 min. In a measure-ment campaign, the visual weather

41、 observations thus have to be carried out in the beginning and in the end, as well as in between at 60 min intervals. A shorter observation sequence of 30 min or even less can be B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e. V.

42、, Dsseldorf 2007 4 VDI 3786 Blatt 9 / Part 9oder noch krzer kann bei stark vernderlichem Wet-ter (Schauer, Gewitter, Frontpassage) sinnvoll sein.Alle Einzelheiten der Beobachtung sind whrend der Messplanung aufeinander abzustimmen, festzulegen und im Messprotokoll ausfhrlich darzustellen.2 Beobachtu

43、ng von WetterelementenDas Wettergeschehen ist auer durch die Messung seiner Elemente (z. B. Temperatur, Feuchte, Strah-lung) durch die Beschreibung seiner Erscheinungs-formen (z. B. Schneeschauer, Nebel, Gewitter) dar-stellbar.Anhand unmittelbarer und erkennbarer Auswirkun-gen auf die Umwelt knnen d

44、urch entsprechende Be-obachtungen qualitative Angaben gemacht werden. Das beste Beispiel hierfr ist der Wind: An Stelle der messbaren Gre Geschwindigkeit“ wird die Strke“ zur visuellen Abschtzung der Luftbewe-gung verwendet (siehe Abschnitt 2.2).Die ausfhrliche Schilderung der beobachteten Vor-gnge

45、kann durch einen vereinfachenden Formalis-mus aus Symbolen und Zahlen ersetzt werden, er-gnzt durch Angaben ber Intensitt und Zeit.Die bei der Messplanung festgelegte Zeitbasis ist durchweg einzuhalten (z. B. MEZ, siehe Zeitkon-ventionen“ in VDI 3786 Blatt 1 oder Blatt 13). Fr allgemeine Zeitangaben

46、 eignen sich die in Tabelle 1 aufgefhrten Krzel.2.1 Erfassung des WetterzustandesMit Present Weather Sensoren“ knnen einige Au-genbeobachtungen des Wetterzustandes und der In-useful in very unsettled weather (shower, thunder-storm, frontal passage).During the measurement planning, all the observa-ti

47、on details shall be co-ordinated, specified, and de-scribed thoroughly in the measurement record.2 Observation of weather elementsApart from the measurement of weather elements (e. g. temperature, humidity, radiation), the weather pattern can be presented by describing its kinds of phenomena (e. g.

48、snow shower, fog, thunderstorm). On the basis of immediate and perceptible effects on the environment, qualitative data can be obtained from appropriate observations. The best example of this is the wind: Instead of the measurable quantity “velocity”, “force” is used to visually estimate the air mov

49、ement (see Section 2.2). A detailed description of the observed processes can be replaced by a simplifying formalism using sym-bols and numbers, supplemented by indications of in-tensity and time.The time basis specified during measurement plan-ning shall be adhered to consistently (e. g. CET, see “time conventions” in VDI 3786 Part 1 or Part 13). The codes listed in Table 1 are suited for general time data.2.1 Determination of the wea