Jak měříme

Ideální umístění meteorologické stanice je na volném prostranství v dostatečné vzdálenosti od vegetace (stromů) a tepelných elementů (budov, chodníků a silnic), což je na držkovských stanicích splněno.

Meteorologická budka

 Základem meteorologické stanice nejen v Kašavě je bílá dvojžaluziová meteorologická budka s perforovaným dnem a dvojitou střechou. Její konstrukce je uzpůsobena tak, aby veškeré přístroje uvnitř budky nebyly vystaveny slunečnímu záření a srážkám, naopak ale aby bylo umožněno volné proudění vzduchu. Nedílnou součastí budky jsou schůdky. Výška budky je stanovena tak, aby konce teploměrných nádobek svislých teploměrů byly ve výšce 2 m nad terénem. Dvířka budky jsou orientována na sever z toho důvodu, aby dovnitř nevnikly především během letních měsíců brzy ráno při měření žádné sluneční paprsky a údaje tak nebyly zkresleny. 

Měření teploty vzduchu

Sada teploměrů

   V interiéru budky se nachází sada teploměrů. Zleva svisle suchý teploměr, který udává aktuální teplotu vzduchu, vedle něj napravo vlhký teploměr pro měření vlhké teploty. Tento teploměr je obalen bavlněnou punčoškou a ponořen do nádobky s destilovanou vodou. Naměřená teplota na vlhkém teploměru je vždy nižší, nejvýše rovna tzv. suché (aktuální) teplotě. Na základě rozdílu teplot na suchém a vlhkém teploměru se stanovuje vlhkost vzduchu dle psychrometrických tabulek. Dalšími teploměry jsou vodorovné. Zvrchu maximální teploměr pro záznam maximální teploty vzduchu za dané období a pod ním minimální teploměr pro měření minimální teploty vzduchu. Záznam minimální teploty probíhá tak, že při ochlazování je tlačena náplní (lihem) tenká tyčinka směrem k nižším hodnotám, přičemž po dosažení minima se tyčinka ustálí na dané hodnotě.

Záznam naměřených hodnot teploty vzduchu

 Na manuálních meteorologických stanicích, nepřetržitě obsluhovanými, je odečet aktuální a vlhké teploty prováděn vždy ráno v 07 h SEČ, 14 h SEČ a 21 h SEČ, popř. v letních měsících o hodinu později. Aby naměřená data v tyto termíny bylo možné porovnávat s ostatními místy, provádí se korekce na tzv. sluneční čas. Např. v Kašavě by měření probíhalo v 06:49 h SEČ, 13:49 h SEČ, 20:49 h SEČ, resp. v případě letního času o hodinu později, kdežto v západních Čechách měření probíhá až po 07., 14., a 21. hodině. Odečet maximálních teplot probíhá vždy ve večerním termínu měření, tedy v 21 h SEČ (22 h SELČ). Jedná se o teplotu naměřenou v období od 21 h SEČ (22 h SELČ) předešlého do 21 h SEČ (22 h SELČ) aktuálního dne. Minimální teplota je odečítána ráno v termínu 07 h SEČ (08 h SELČ) a jedná se o hodnotu naměřenou za období od 21 h SEČ (22 h SELČ) předešlého do 07 h SEČ (08 h SELČ) aktuálního dne. Odečet minimální teploty je prováděn ještě jednou, a to ve večerním termínu 21 h SEČ (22 h SELČ) a jedná se o nejnižší teplotu naměřenou od 21 h SEČ (22 h SELČ) předešlého do 21 h SEČ (22 h SELČ) aktuálního dne. Vždy je započítána korekce na sluneční čas.

Teplota vzduchu se na manuálních klimatologických stanicích měří standardně v meteorologické budce, nicméně s postupem techonologií začaly být používány tzv. radiační kryty. Jedná se o soustavu "misek," které chrání teplotní čidlo před srážkami a slunečním zářením, avšak je umožněno proudění vzduchu. Aby byly naměřené hodnoty správné, jsou tyto "misky" ze spodní strany začerněny a s vroubky. Měření teploty vzduchu v radiačním krytu je prováděno ve 2 m nad zemí. Základem meteorologické stanice v Kašavě je teplotní čidlo logger, které ukládá teplotu vzduchu po 5 minutách. Po uplynutí jednoho týdne jsou data načtena do PC a odeslána ke zpracování do ČHMÚ. Následně jsou podrobena dalšímu vyhodnocení a srovnání s ostatními stanicemi VLKADRŽ.

Měření vlhkosti vzduchu

Vlasový vlhkoměr

  Nedílnou součástí meteorologické budky je i vlhkoměr, který slouží pro měření aktuální vlhkosti vzduchu. Jedná se o odmaštěné lidské vlasy, které pracují tak, že při klesající vlhkosti vzduchu se zkracují a při rostoucí zase prodlužují. Tento pohyb je přenášen prostřednictvím mechanismu na ručičku, která ukazuje okamžitou vlhkost vzduchu. Při významných inverzích  (na horách) či přílivech suchého vzduchu lze měřit vlhkost i kolem 10 %. Běžně však měříme vzduch úplně nasycený se 100% vlhkostí. Vlhkoměr je nutné nejméně 1x za měsíc kontrolovat, očišťovat svazek vlasů od nečistot suchým jemným štětečkem. Regenerace vlasů probíhá spontánně během celého roku při vysokých vlhkostech vzduchu.

Záznam naměřených hodnot vlhkosti vzduchu

Vlhkost vzduchu je měřena vždy v termínových časech v 07 h SEČ (resp. 08 h SELČ), 14 h SEČ (15 h SELČ) a 21 h SEČ (22 h SELČ) + korekce na sluneční čas.

Registrační přístroje

  V meteorologické budce se nachází dva registrační přístroje - termograf a hygrograf. Termograf je přístroj pro nepřetržitý záznam teploty vzduchu. Základem přístroje je bimetalový pásek, jehož jeden konec je upevněn a druhý se vychyluje dle rostoucí či klesající teploty vzduchu. Pohyb bimetalu probíhá prostřednictvím převodového mechanismu na otáčivý buben vybavený hodinovým strojkem s týdenním chodem. Na tomto bubnu je připevněna teplotní páska, na niž jsou změny teploty vzduchu zapisovány registračním perem se speciálním inkoustem. Teplotní záznam nazýváme termogramem.

 Hygrograf je přístroj pro nepřetržitý záznam vlhkosti vzduchu. Základem přístroje je odmaštěný svazek lidských vlasů, který pracuje na stejném principu jako u vlasového vlhkoměru, popř. tzv. zlatotepecká mázdra - slepé střevo z hovězího dobytka. Prodlužování a zkracování vlasů, či blány, je přenášeno opět přes převodový mechanimus na otáčivý buben s vlhkostní páskou, kde jsou veškeré změny vlhkosti vzduchu zapisovány registračním perem. Vlhkostní záznam je nazýván hygrogramem.

Výše uvedené přístroje a prostředky jsou na stanici v Držkové, Hutích na Německých a na Vančici. Na Vančici ještě měříme půdní teploty v 5, 10 a 20 cm hloubky. Rychlost větru je měřena anemoindikátorem, jehož princip spočívá v měření napětí vzduchu, stejně jako v elektřině voltmetr. Toto měření se uskutečňuje v 10 m nad zemským povrchem. Poloautomatické měření je uskutečňováno přístrojem NAVIS. Srážky měříme plechovým srážkoměrem se záchytnou plochou 500 cm² vždy od 7 h předchozího do 7 h následujícího dne. Sněhovou pokrývku měříme sněhoměrnými tyčemi a pravítky. Tlak vzduchu je měřen mikrobarografem a barografem, jejichž základ tvoří vzduchoprázdné Vidiovy dózy. Tlak vzduchu na ně tlačí a tyto změny jsou přenášeny stejně jako u termografu a hygrografu na registrační pásku.

Srážkoměr se záchytnou plochou 500 cm².

Anemometr a větroměr NAVIS.

Automatizace měření 

Během května 2022 došlo k automatizaci měření. Instalován byl solární panel o výkonu 10 W, který nabíjí baterii o 12 V. Stanice se každou minutu probudí z režimu spánku a změří všechny hodnoty, tj. teplotu a relativní vlhkost vzduchu, přízemní teplotu. Po této smyčce se opět uvede do režimu spánku. Ukládá data po 5 minutách, vypočítá aritmetický průměr ze všech pěti minutových měření a zapíše do paměti. Měření probíhá pomocí odporového čidla RVT 81. Z fyziky platí, že teplota je přímo úměrná odporu, s rostoucí teplotou roste i odpor a naopak. Data jsou skrze mobilního operátora posílána na web společnosti Fiedler AMS a odtud se exportují do databáze Českého hydrometeorologického ústavu. Přízemní teplota je měřena platinovým článkem Pt100, opět se jedná o přímou závislost odporu a teploty vzduchu.

Automatická stanice

Ocelový stožárek, uprostředk řídicí jednotka, nahoře solární panel o výkonu 10 W, napravo radiační kryt s teplotně-vlhkostním čidlem.

Platinové odporové teplotní čidlo Pt100 na měření teploty vzduchu v 5 cm nad zemským povrchem a držák Yeti.

Solární panel o výkonu 10 W.

Hlavní řídicí jednotka a naměřené údaje.

Automatický srážkoměr

V červnu 2026 došlo u stanice v Držkové k rozšíření měření o srážky. Srážky máme buď tuhé (sníh, kroupy), nebo kapalné (déšť). Srážkoměr o záchytné ploše 500 cm čtverečních měří kapalné srážky. Aby mohl měřit srážky tuhé, musel by být vyhřívaný. Muselo by se k němu přivést střídavé napětí. Jelikož stanice v Držkové je poháněna solárním panelem, existuje pouze jedna možnost, tj. měřit srážky pouze kapalné. Srážkoměr je tedy v provozu od dubna/května do konce října. Poté srážky budu měřit manuálně v plechových srážkoměrech. Měření probíhá po minutě a postupně se ukládají srážky za 10 minut, 1h a 24 hodin. Níže na fotografii je detailní mechanismus srážkoměru. Hlavním elementem je člunek, kdy naplní-li se jedna polovina člunku srážkami 5 mililitrů, člunek se překlopí, to odpovídá srážce 0,1 mm a plní se druhá část člunku. Takto probíhá měření pořád dokola. Při každém překlopení sepne elektromagnet a stanice zaznamená puls.

Výše na fotografii kompletní srážkoměr. Na jeho okraji je ornitologický sedák pro ptáky, aby svým trusem nezanášeli výtokový otvor srážkoměru.

Jakub Flám