KORKE!JDE!~~~!AARITYKSESTA KUHMON PAINOVOIMAMITTAUSTEN YHTEYDESSA V. 1972

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "KORKE!JDE!~~~!AARITYKSESTA KUHMON PAINOVOIMAMITTAUSTEN YHTEYDESSA V. 1972"

Juha-Pekka Alanen
7 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 R ~ P O R ~ T I E D O Q 16.1/21/72/1 Seppo Elo GEOLOGINEN TUTKIYUSLAITOS Geofysiikan osasto Painovoima~isteiden korkeuden mittaiiksesta statoskoopeilla ILMANPAINEEN MUUTOSTEN MITTAAI!LSEEM PERUSTUVASTA KORKE!JDE!~~~!AARITYKSESTA KUHMON PAINOVOIMAMITTAUSTEN YHTEYDESSA V. 1972

2 Ilmanpaineen muutosten (,ja niitä vastaavien korkeusero.jen ) mittaamiseen kaytettiin laanmittaushallituksen ilmakuvatoimistosta lainattuja Vaisalan statoskooppeja. Kuva 1. esittää karkeasti tällaisen statoskoopin rakennetta. 1 jaavesiseos terniospullossa 2 ilmasiiiliö 3 ilmasailiösta T-hanaan johtava putki 4 S-hana, jolla ilmas8iliö saadaan Joko manometrin tai ulkoilmaan johtavan putken yhteyteen 5 rnanometri 6 ulkoilmaan johtava putki KUV manometrineste Xun sailiöön suljetun ilmamaaran lampötila ( = jaavesiseoksen lampötila ) ja tilavuus eivät muutu, ilmanpaine sailiössa pysyy vakiona. Yestemanometri vertaa ulkoilmanpainetta tahan vakio~aineeseen. T-hanan avulla manometri voidaan nollata halutulla pisteellä. PYanometrinesteena on käytetty amyylialkoholia, ' jonka tiheys on noin 0.8 grammaa/cm 3. Statoskoopin lukemia vastaavan korkeuseron laskemiseksi on 2ohdettu seuraava kaava: Ah = statoskoopin 1-ukemaa 1 mm vastaava korkeusero (m) oc = , ilman lämpölaajenemislterroin t = mittaus isteiden välisen ilmaker~oksen keslcilämpötila (C 7

3 C = kulle.?~in statoskoopille ominainen vakio, käytetyillä laitteilla 0.45 B = ilmanpainemittauspisteellä (mrnrg) Ilmanpaine (B) mitattiin mukanakuljetettavalla Paulin-barometrilla ja luettiin 0.5 mmhg tarkkuudella. Ilman lämpötila (t) mitattiin auton kattotelineeseen kiinnitetyn suojakotelon sisäan sijoitetulla lampömittarilla ja luettiin O, ~ ~ tarkkuudella. C Ilma paasi vapaasti virtaamaan suojakotelon läpi, jonka tarkoitus oli estää auringonpaisteen suoranainen vaikutus lampömittariin. Ssimerkkinä, jos lämpötila on 20'~ ja vallitseva ilmanpaine 760 mm&, 0.5'~ virhe t:ssä aiheuttaa 0.2$ ja 0.5 mmeg virhe q: ss3 aiheuttaa 0.05;$ virheen Ah: ssa. Statoskoopin manometria pystyttiin lukemaan erityisen lukemalaitteen avulla 0.1 m tarkl.cuudella. Koemittaukset - Koemittauksissa pyrittiin selvitt~m~~n statoskoopin kaytteön perustuvan korkeudenmäärityksen tarkkuutta ksy- Cannön olosuhteissa ja löytämään painovoimapisteiden mittaamiseen soveltuva menetelmä. Koemittauslenkki A koostui 26 haanmittaushallituksen korkeuskiintopisteestä, jotka sijaitsivat 1-3 km välein peräjälkeen maanteiden varsilla. Tsma lenklti mitattiin kolmena eri päivänä, joina saiolosuhtest olivat jotakuinkin suotuisat ( tuuli korkeintaan kohtalainen, pi sitanut ). f-ittaus stdottiin joka toisella pisteellä ja v8linisteille laskettiin -aavan (1) mukainen korkeusarvo siten, että sulkuvirhe tasoitettiin lineaarisesti ajan suhteen. Koemittauslenkki A koostui 2 lcorkeuskii-ntopist~~st~ ja 13 vaaitusta välipisteestä, jotk-7 sizaitsivat 1/2-1 km välein maantien varrella, Lenkki mitattiin kahtena spiaolo-

4 suh;eiltaan jotakuinkin suotuisana päivänä. Mittaus aloitettiin ensimmaiseltä kiintopisteeltä ja suljettiin toiselle. 'Jalipisteille laskettiin tasoitetut korkeusarvot. Koemittauslenkki C koostui 2 kiintopisteestä ja 5 metsaän vaaitusta välipisteestä, jotka sijaitsivat 1/2-1 km vzlein. Lenkki mitattiin samana päivän5 edestakaisin, mutta voimakkaat tuulenpuuskat häiritsivät paikoin mittausta. TJ5.1ipisteille laskettiin tasoitetut k~~keusarvot. Laskettuja korkeusarvoja verrattiin vaaittuihin korkeuksiin Yhteenveto koemittausten tuloksista ( statoskooppi Mh 7 ) lasket- sul- sulkuajan virheen keski- suurin tuja kor- kuja keskiarvo ja arvo ja keskivirhe keuksia - keskihajonta hajonta Lenkki lmin -5min -9.07m20. 42m -1.?lm Lenkki C mini2lmin o. 00m~1.1 Sni 2.8Pm Painovoimapisteiden korkeudenmasritykset Statoskoopilla mitattiin maanteit5 pitkin Maanmittaushallituksen korkeuskiintopisteiden valiin ja suoranaiseen läheisyyteen jzgvat painovoimapisteet. Lisäksi sivuteille vanittiin tukipisteitä ja näiden valiin ja suoranaiseen läheisyyteen jsävat pisteet mitattiin ~tatoskoopilla. 8ulkuajat pyrittiin pitämäan mahdollisimman lyhying. Kittalaitteessa esiintyvien hairiöiden ja karkeiden 1-ukemnvirheiden toteamiseksi kaytettiin rinnan kahta statoskooppia. Ljopputulokset l,?,sket.tii.n kuit;enkin vain toisen s-tatoskoopin ( Yih 7 ) lukemien >erusteella, koska toiselle ei oltu ilmoitettu laitevakiota ja se saatiin mukaan vasta kesken koemi hta,~sten ja se vaikutti alttiiinmalta hairiöille kuin Mh 7. Korkeusarvot laskettiin kaavan (1) mukaisesti siten, että su1kuvj.rheet tasoitettiin lineaarisesti ajan suhteen. IJopputuloksen tark-

5 kuuden kontrolloimiseksi painovoimapisteille mitattiin edestakaisilla lenkeilla kaksi lukemaa. T~Tikäli näin saadun kahd.en korkeusarir>n ero oli suurempi kuin 0.80m mittaus uusittiin. Lopullinen korkeus laskettiin seuraavasti: jos pisteelle oli mitattu kaksi lukemaa, naista otettiin keskiarvo; jos pisteelle oli mitattu neljä lulcernaa, poistettiin suurin ja pienin ja Jäljelle Jaaneista otettiin keskiarvo. Xsitetyllä tavalla määrättiin korkeus kaikkiaan 282 painovoimapisteelle, joista 175:lle mitattiin 2 lukemaa ja lo7:lle 4 lukemaa.... Yhteenveto painovoimapisteiden korkeudenmaarit~ksista --- painovoimapisteitä 282 valipistemittauksia 778 sulku ja 452 keskisulkuaika Ja sen keskihajonta Ilmin - 5min korkeuksia lopullisesti laskettaessa käytetyn kahden lukeman eron keskiarvo 0.25m m ja keskihajonta edestakaisten mittausten lukemien eron keskiarvo ja keskiha jonta ( kaikki mit- 0.41m f 0.35m taukset ) Myöhemmin vzaittiin 21 kpl edellä mainituista pisteistä. Naiden osalta statoskooppimittausrnenetelman virheen keskiarvo oli -0.05m, keskivirhe -0.37m ja suurin virhe -0.72m. Yksittäisiä mittauksia näillä pisteillä oli tehty 64 kpl. Naiden virheen keskiarvo oli -0.05m, keskivirhe -0.45m ja suurin virhe -0.99m. Toteamuksia Edellä esitettyä ilmanpaineen muutosten mittaamiseen perustuvaa korkeudenmääritysmenetelmää voidaan soveltaa painovoimapisteiden korkeuden määrittämiseen, jos painovoima-arvojen reduktiossa tyydytian 0.1 mgal tai slta huo-...7 nompaan tark!cuute~n. ;:simerkkinä, kun yhdistetyn ilma- ja bouguer-reduktion kerroin on n. O.?, 0.1 ngal tarkkuus edellyttää painovoinapisteen korkeuden tuntemista 50 cm:.n tarkkuudella.

6 Seuraavia asioita on tulevissa mifailksisca edelleen tutkittava: (1) kuinkz tiukkoja ehtoja on asetettava kiinto- pisteiden valiin jnzvien lenkkien pituuksille, sulkuajoil- le sekg mitt;aus>~ä.ivkin ssäolo:-suhteille, (2) minlciilaisiin tarkkuuksiin menetelrn2illz pii~st~~n metsässii, missä mikro- ilmaston hairitseva vaikutus on oletettavasti suurempi kuin maanteiden varsilla ja (4) onko mahdollista luoda tukipiste verkosto g?:sinorna.in moninliertaisiin stztt o::kooppini-i;ta::lrsiin no jautuen.,1355, Kokemuksia ko~lteudenxit tauksesta ane- iigzii(4sal0, 'C. roidilla, T:::anmi. i;aus, 30 : s vuosi!icr.-',-a, vihko 3-4, sl.v ;,:'FST'J('Y~,K. S.,1949, Kas- j 3 ilrnakuvanit; taus..'el:nillinen Koi~l:eakoulu, Koniste n:o 33. vxiss;'ila,v.,1331, Uusi tarkl:uusilm~.~~untari, )laanrnit taus 6:s vuosikerta, vihko 1, siv Otaniemessa 1 (L. marraskuuta 1972 "-- CP, Seppo 510

Samankaltaiset tiedostot

VAISALAN STATOSKOOPPIEN KÄYTTÖÖN PERUSTUVASTA KORKEUDEN-

Q 16.1/21/73/1 Seppo Elo 1973-11-16 GEOLOGINEN TUTKIMUSLAITOS Geofysiikan osasto Painovoimapisteiden korkeuden mittauksesta statoskoopeilla VAISALAN STATOSKOOPPIEN KÄYTTÖÖN PERUSTUVASTA KORKEUDEN- MÄARITYKSESTA