b. Sääaseman rakentaminen

Säähavaintojen tekemisellä on suuri vaikutus sään ennustamiseen ja monien palveluiden tuottamiseen. Säähavaintoja tarvitaan esimerkiksi liikenteessä ja maataloudessa. Seuraavassa työssä rakennetaan omaan sääasemaan sademittari, lämpömittari ja tuulen suunnan osoitin.

Työohje A

Välineet

  • Esimerkiksi suppilo, teline, ilmastointiteippiä ja mittalasi.

Tehtävänanto

Suunnittele ja rakenna laite, joka mittaa vuorokauden sademäärän. Sademäärä ilmoitetaan yksikkönä mm/vrk. Yksi millimetri tarkoittaa sitä, että yhden neliömetrin alueelle sataa 1 litra vettä.

Työohje

  • Suunnittele laite ensiksi esimerkiksi paperille tai valitsemallasi sähköisellä ohjelmalla.
  • Tarvitset ainakin vedenkeräimen (suppilo), vesisäiliön ja tukevan telineen.
  • Rakenna suppilo ja tee vesisäiliön kylkeen asteikko.
    • Jos suppilon poikkipinta-ala on 0,1 m2, niin 1 dl vesisäiliöön kertynyttä vettä vastaa 1 mm sademäärää neliömetriä kohden.
    • Kaada vesisäiliöön kerrallaan 1 dl vettä ja merkitse vesisäiliön kylkeen, nestepinnan kohdalle viiva jokaisen lisäyksen jälkeen.
    • Jos suppilon koko on vastaavasti 0,2 m2, niin 2 dl vesisäiliöön kertynyttä vettä vastaa 1 mm sademäärää neliömetriä kohden.
    • Suppilon pinta-alaa voi arvioida esimerkiksi liitteenä olevan ruudukon avulla. Yhden ruudun pinta-ala on 1 cm2.
  • Rakenna ja testaa laite.
  • Vie sademittari ulos ja seuraa sademääriä sovitun ajanjakson verran.

Tietoa

Ilmatieteen laitos: Suurin sademäärä vuorokaudessa.

Suurin vuorokausisade: 1870 mm Cilaos, La Reunion Island, 16.3.1952

1870 mm sademäärä tarkoittaa sitä,  että neliömetrin alueelle on satanut 1,8 m korkea vesipatsas vuorokauden aikana.

Työohje B

Välineet

  • Paloöljyä tai värjättyä etanolia
  • mittalasi tai mittapullo.
  • vettä
  • jäätä
  • tussi
  • lämpömittari
  • Lämpömittarin voi rakentaa myös mittapullon, korkin ja ohuen lasiputken esimerkiksi mittapipetin avulla.

Tehtävänanto

Suunnittele ja rakenna lämpömittari.

Työohje

Tässä työssä lämpömittari rakennetaan mittapullosta ja lämpömittarinesteenä käytetään paloöljyä.

  • Täytä mittapullo paloöljyllä niin, että nestepinta yltää reilusti putken alaosaan.
  • Jäähdytä lämpömittariaihiotasi nesteineen nolla-asteisessa jäävedessä noin viiden minuutin ajan.
  • Merkitse mittapullon putkeen tussilla kohta, jossa paloöljyn pinta on kun sen lämpötila on 0 ℃ lämpötilassa.
  • Kuumenna lämpömittariasi sitten kiehuvassa vedessä muutaman minuutin ajan.
  • Merkitse mittalasiin tussilla kohta, jossa paloöljyn pinta on kun sen  lämpötila on 100 ℃.
  • Laadi mittapulloon asteikko nollasta sataan.
  • Testaa mittari. Näyttääkö mittarilukemat oikein? Vertaa omalla mittarilla saamaasi mittaustulosta toisen mittarin lukemaan.

Tietoa

Nestelämpömittareiden toiminta perustuu lämpölaajenemiseen. Yhtä astetta kohden nesteen tilavuus kasvaa aina saman verran.

Ilmatieteen laitoksen tilastoissa  Suomessa mitatut ylimmät ja alimmat lämpötilat ovat

  • Ylin lämpötila: 37,2 °C Liperi Joensuun lentoasema 29.7.2010.
  • Alin lämpötila: -51,5 °C Kittilä, Pokka 28.1.1999

 

Työohje C

Tuulen suunta on aina se suunta, josta tuuli puhaltaa. Pohjoistuuli puhaltaa pohjoisesta etelään, lounaistuuli lounaasta koilliseen, itätuuli idästä länteen. Tuulen suunnan tietäminen on erittäin hyödyllistä esimerkiksi sään ennustamisessa.

Välineet

Tuulen suunnan näyttäjän voi rakentaa usealla eri tavalla. Vinkkejä rakentamiseen voi hakea esimerkiksi hakusanoilla tuulipussi, tuuliviiri (weather vane). Laitteesi avulla pitäisi saada selville,  mihin ilmansuuntaan tuuli puhaltaa. Edistyneessä mallissa voi olla myös tuulen nopeuden näyttäjä.

Tehtävänanto

Suunnittele ja rakenna laite, joka näyttää tuulen suunnan.

Työohje

  • Suunnittele laite ensiksi esimerkiksi paperille tai valitsemallasi sähköisellä ohjelmalla. Kokoa luettelo tarvitsemistasi välineistä.
  • Hanki välineet ja tarvitsemasi työkalut.
  • Aloita rakentaminen. Ota kuvia työvaiheista ja valmistaudu kertomaan työn vaiheista muille.
  • Testaa laitetta ja tee siihen tarvittavat korjaukset.
  • Keksi rakentamallesi laitteelle nimi ja laadi sille lyhyt mainos.

Tietoa

Kiinnostavaa lisätietoa tuulista löytyy esimerkiksi Ilmatieteenlaitoksen sivulta http://ilmatieteenlaitos.fi/tuulet