Метеорологические наблюдения. Журнал метеорологических наблюдений

Метеорологические наблюдения: виды и сроки

Метеорологические наблюдения: виды и сроки

Кто такой метеоролог, вы уже наверняка имеете представление. На рабочем месте (на станции) метеоролог проводит метеорологические наблюдения. О них мы и расскажем сегодня. Начнём с определения.

Что такое метеорологические наблюдения и что регистрируют на станциях?

Метеорологические наблюдения - это измерения метеорологических величин, а также регистрация атмосферных явлений (Хромов, Петросянц «Метеорология и климатология»). Важный момент здесь в том, что нужно не только измерить, но и записать (зарегистрировать) в журнал погоды.

Журнал погоды (19 век)

К основным метеорологическим величинам относятся:

1. Температура воздуха;
2. Влажность воздуха;
3. Атмосферное давление;
4. Скорость и направление ветра;
5. Количество и высота облаков;
6. Количество осадков.

Существуют и другие метеорологические величины, например:

1. Температура почвы;
2. Высота снежного покрова;
3. Продолжительность солнечного сияния (иначе говоря, продолжительность светлого времени суток).

Но и это ещё не все характеристики. Помимо этого регистрирует метеоролог на станции явления погоды, их интенсивность. К атмосферным явлениям можно отнести следующие:

1. Гроза;
2. Метель
3. Пыльная буря;
4. Туман.

Это далеко не полный список явлений, которые записываются на станции в ходе метеорологических наблюдений. Кроме того, наблюдения производятся не только у поверхности земли, но и на высоте. Знать распределение метеорологических величин по вертикали очень важно, без них точный прогноз погоды не составить. Такие наблюдения называются аэрологическими.

Аэрологические наблюдения

Производятся такие наблюдения с помощью специальных шаров, которые запускаются в небо вместе с приборами.

На высоте шар лопается, вы наверняка это могли видеть сами, если запускали их в небо. Но если обычный шарик лопается на высоте 2-4км, то аэрологический шар (радиозонд) намного прочнее и разрывается он на высоте 10-20км. Рекордная высота полёта зонда составляет 53км.

Первый радиозонд изобрёл наш, советский учёный-метеоролог Павел Александрович Молчанов. Зонд был запущен в небо 30 января 1930 года. Это был настоящий прорыв в области метеорологических наблюдений. Это позволило в дальнейшем строить высотные карты и составлять на порядок более точные прогнозы погоды.

В ходе аэрологических наблюдений записываются следующие характеристики: температура воздуха, температура точки росы, атмосферное давление, скорость и направление ветра.

Запуск радиозонда

Автоматизированные системы и автоматические станции

В последние десятилетия бурно развивается автоматизация процессов, не обошло стороной и метеорологов. Всё сводится к тому, чтобы система автоматически в нужное время собирала данные со всех датчиков, которые имеются. Чтобы отследить изменение температуры, влажности, давления (и ряда других), метеорологу необязательно выходить на улицу и снимать показания с термометров. Вся информация выводится на экране компьютера. После сбора все данные попадают в телеграмму, которая в нужное время отправляется в центр гидрометеорологической службы (ЦГМС).

Большим плюсом таких метеостанций является возможность их перевозки. Это позволяет легко выполнять полевые наблюдения (в лесу, около водоёмов, в горах и т.д.)

Автоматическая метеостанция

Эти метеостанции значительно упрощают работу специалистам, однако системы могут давать сбой. В этом случае нужно выполнить всю работу вручную.

Кроме того, полный комплект датчиков стоит больших денег. Так, на метеостанциях данные об облачности – её высоту и количество, снимает сам метеоролог. Это касается и ряда других метеорологических параметров (дальность видимости, уровень радиации).

Сеть метеорологических наблюдений

Метеорологические наблюдения проводятся не только на суше у поверхности земли. Они образуют целую систему (сеть), которая состоит из следующих пунктов наблюдений:

1. метеорологические станции;
2. гидрологические станции и посты;
3. аэрологические станции;
4. метеорологические радиолокационные станции;
5. морские и океанические станции;
6. ионосферные, геомагнитные и гелиофизические.

Сроки и порядок метеорологических наблюдений

В настоящее время используется 8-срочная система. Каждые 3 часа (0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 и 21ч по Гринвичу) снимаются показания и передаются в центры гидрометеорологической службы (ЦГМС). На всех метеостанциях нашей планеты метеорологические наблюдения производятся единовременно, что тоже очень важно.

Метеоролог работает точно, как часы, ведь его работа расписана по минутам. План его действий представлен ниже, однако он может меняться в зависимости от полноты наблюдений (не на все станциях ведутся полные наблюдения).

В кратце мы рассказали вам о том, что такое метеорологические наблюдения, какими они бывают, порядок наблюдений. В следующий раз мы опишем метеорологическую площадку.

Похожие темы:

Профессия метеоролог

meteo59.ru

meteo.ru

Некоторые вопросы подготовки рядов метеорологических наблюдений на базе архивов ЕГФД

Е. Г. Апасова,В. В. Пуголовкин, И.З. Шакирзянов

Введение

Основной задачей климатологии является анализ состояния климата и оценка его изменений, поэтому вопрос о качестве и длительности рядов наблюдений приобретает для климатолога первостепенное значение. Работа по архивации метеорологических данных, проводимая в ГУ «ВНИИГМИ-МЦД» начиная с 1960-х годов,  направлена на создание базы метеорологических данных,  и в настоящее время  Единый Государственный Фонд Данных о состоянии окружающей среды, ее загрязнении (ЕГФД) в ГУ «ВНИИГМИ-МЦД) располагает   наиболее полным  в мире собранием   информации, характеризующей состояние погоды на территории России, начиная с 1874 года [ 1 ].

Методика производства метеорологических наблюдений в России неоднократно менялась,  и в соответствии с этими изменениями менялись форматы хранения данных. Технология архивации также не стояла на месте, а развивалась и совершенствовалась. Эти факторы естественным образом привели к тому, что база данных состоит из нескольких архивов, различающихся по составу информации и многим другим параметрам.  Шесть периодов архивации  являются определяющими  для  климатолога,  желающего получить данные для решения своих задач. Каждому периоду соответствует массив многолетних метеорологических наблюдений.

Период  1  (1874-1965 гг.).  Метеорологическая информация суточного разрешения  в объеме таблицы ТМ-1 заносится на перфокарты, а впоследствии переносится на магнитные ленты (далее – МЛ) ЕС ЭВМ.

Период 2  (1936-1965 гг.). Метеорологическая информация срочного разрешения в объеме таблицы ТМ-1 заносится на перфокарты, а впоследствии переписывается на МЛ ЕС ЭВМ.

Период 3 (1966-1976 гг.). Информация срочного и суточного разрешения в объеме таблицы ТМ-1 заносится на перфокарты, а затем переписывается на МЛ магнитные ленты ЕС ЭВМ.

Период 4. (1977-1983 гг.). Информация в полном объеме  заносится на перфоленты, а затем переписывается на  магнитные ленты «МИНСК-32»,  затем на МЛ ЕС ЭВМ.

Период  5. ( 1984-1995 гг.) . Информация в полном объеме заносится на  магнитные ленты, затем обрабатывается в региональных  и территориальных  вычислительных центрах  на  ЕС ЭВМ .

Период 6. С 1995 года по настоящее время информация в полном объеме обрабатывается в УГМС и ЦГМС  на персональных компьютерах.

Направив запрос в ГУ «ВНИИГМИ-МЦД» ЕГФД на предоставление  информации какой-либо станции, скажем, за последние 50 лет 20-го века, климатолог получит 4-5 массивов, выбранных c помощью  системы АИСОРИ  [ 2 ] из разных архивов и отличающихся программой наблюдений, способам кодирования  элементов, формату архивации и  другим факторам. Возникает задача приведения таких данных к однородным, так как необходимо скомпоновать из них  единый ряд метеоэлементов в хронологической последовательности "год,  месяц,  день, срок"   и исключить   при этом все многообразие особенностей, повлиявших на  их однородность.   В данной статье на основе большого опыта работы рассматриваются  некоторые наиболее важные вопросы подготовки данных, пригодных для выполнения корректных климатологических расчетов.

Пропуски в накопленных данных

Достоверность расчетов  и степень доверия к рассчитанным параметрам климата непосредственно связаны с  полнотой массивов  и наличием (отсутствием) в них ошибочных значений,  в первую очередь,  грубых.  Опыт показывает, что   пропуски в  массивах существуют, при этом   пропущены могут быть данные за  отдельные сроки,  сутки,  месяцы и годы. В качестве примера приведем сведения о количестве наблюдений,  пропущенных за целый месяц и год по нескольким регионам России (табл.1).  Информация получена по состоянию на 2005 год и с течением времени, благодаря постоянным усилиям по пополнению данных во ВНИИГМИ-МЦД и в местных УГМС,  может измениться в лучшую сторону.

Таблица 1. Количество пропущенных наблюдений за месяц год,число случаев %

а) Чувашская республика, 1966-2004 гг. (39 лет)

б) Самарская область, 1966-2004 гг. (39 лет)

в) Московская область, 1984-2000 гг.

В таблице для каждой  станции  первое  число оценивает количество полностью пропущенных месяцев (первая колонка) или лет (вторая колонка),  второе-  проценты от количества соответственно месяцев и лет за полный период.  В третьей колонке указано число календарных лет  с  наблюдениями, вычисленное  как разность между последним и первым годом с наблюдениями.  Вывод очевиден: в рядах могут быть пропущены вектора наблюдений за целые месяцы и годы.

Далее рассмотрим пропуски второго вида,  когда вектор наблюдений за отдельный срок присутствует в архиве, но в нем нет данных по отдельному элементу. В качестве примера приведем   сведения о пропущенных значениях дальности видимости на 14 станциях Москвы  и  Московской области  (табл.2).

Таблица 2. Количество пропущенных данных по дальности видимостина станциях Москвы и Московской области, 1966-2000 гг.

За 35 лет часть  наблюдений  отсутствовала.  Реальное  количество наблюдений указано в колонке "всего",  среди них часть векторов содержит пропуски видимости,  которые на ряде городских  станций  достигают половины всех  случаев. В каждом регионе,  очевидно найдутся свои особенности в части пропусков векторов и отдельных элементов,  которые необходимо проанализировать перед производством расчетов.

Особенно чувствительны к пропускам экстремальные характеристики.  Если в течение пропущенных месяцев наблюдались редкие значения элементов и редкие явления, то рассчитанные по такому ряду характеристики будут определены неверно. Если же сравнивать элементы по количеству  пропусков,  то наиболее "полным"  является температура воздуха,   что касается остальных параметров, то количество пропусков меняется в довольно широких пределах.

ГУ «ВНИИГМИ-МЦД» в 2005-2006 гг. вместе с сетевыми организациями выполнил работу по оценке полноты накопленных метеорологических данных по четырем из указанных выше 6  периодам. Полнота данных в них различна.  Данные 3-го периода  в течение последних 10 лет  постоянно пополнялись за счет  занесения информации с таблиц ТМ-1 во ВНИИГМИ-МЦД, что позволило уменьшить количество пропусков в 2,3 раза. Тем не менее, массивы этого периода имеют пропусков в 4 раза больше, чем  после 1976 года, когда доля пропусков в среднем гораздо ниже и не превышает 0,6 %, а в таких УГМС как Дальневосточное, Забайкальское, Колымское, Приморское, Якутское, Западно-Сибирское, Башкирское, Иркутское, Среднесибирское, Уральское, Северо-Западное, Северо-Кавказское и УГМС Татарстана  совсем незначительна (не более 0,2%.).

Менялись поколения ЭВМ, технические носители и программные средства.  Ввод информации всегда сопровождался сбоями техники, которая в советское время  выделялась  по остаточному принципу. В настоящее время руководство Гидрометслужбы уделяет  вопросам полноты и качества  должное внимание. Проблема полноты  и корректировки  ошибочных данных обсуждалась на  совещании в ИПК Росгидромета в апреле 2007 года, где была  сформулирована основная концепция ее решения и определены первоочередные задачи. Работы по заполнению пропусков в метеорологических архивах планируется начать с организации сплошного контроля данных, которые ЕГФД  ГУ «ВНИИГМИ-МЦД» передаст в УГМС в виде нормализованных массивов.

Смена приборов и средств измерений

На смену старым метеорологическим приборам приходят новые, более точные и  надежные.  Смена приборов  может повлиять на  однородность рядов наблюдений. Например,  переход от визуального  определения  видимости  по  системе ориентиров к измерению по прибору повысил точность отсчетов. То же самое произошло при определении высоты нижней границы облаков по приборам. Скорость ветра  определялась визуально по флюгерам с  легкой и  тяжелой доской,  а также по анемометру и другим приборам и точность измерений будет в каждом случае разной.

Сложнее обстоит дело с осадками.  Осадки  измерялись с некоторыми потерями дождемером,  затем более точно осадкомером. Позже было   решено,  что показания осадкомера  надо еще  более  приблизить  к истинным осадкам и с этой целью осадки стали измерять чаще,  чем 2 раза в сутки,  а к  показаниям  осадкомера  было предложено вводить повышающие поправки, которые входят в состав архивных записей.  Еще через некоторое время произошел возврат к  измерению осадков  2  раза в сутки. Устраняется  неоднородность в таких рядах наблюдений путем введения поправок, рассчитанных по определенным методикам.

Время производства наблюдений

Однородность рядов наблюдений может быть нарушена в результате изменения временной привязки наблюдений. Анализ этого параметра показывает, что на протяжении всего периода наблюдений  время  их производства   неоднократно менялось. С 1 января 1936 года по 31 декабря 1965 года наблюдения на  станциях производились производились в 1,  7,  13 и 19 часов среднего солнечного времени (ССВ),  информация этих  сроков  заносилась  в таблицу ТМ-1,  что позволило по прошествии времени приступить к перфорации таблиц и занесению перфокарт на  магнитные  ленты. 

С 1 января 1966 года наблюдения на метеостанциях СССР стали  производиться в сроки 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 час московского декретного зимнего времени (МДВЗ).  В этом случае наблюдатель записывал данные наблюдений в книжку КМ-1, которая является первичным документом для последующей архивации, при этом он указывал дату наблюдения по поясному декретному  зимнему  времени, но  время  наблюдения  указывалось по МДВЗ.  По этой причине в архивах срочных метеорологических данных с 1 января 1966 года время производства наблюдений указано по МДВЗ, однако, дата дана отнюдь не по МДВЗ, а по поясному декретному зимнему времени (ПДВЗ). В этом случае возникает между датой наблюдения и временем наблюдения разнобой, что в конечном итоге привело к возникновению в архивах так называемого "сдвига сроков" (СС). Сдвиг сроков - это количество сроков МДВЗ, для которых дата указана по ПДВЗ, а время - по МДВЗ. Величина такого сдвига зависит от номера часового пояса  (НЧП)  и времени начала метеорологических суток,  которые в соответствии с Наставлением,  вып.3, часть 1,  1985 год,  стр.15, п. 3.1.4., начинаются после 20 часов ПДВЗ.

Для решения какой-либо прикладной задачи необходимо  «выстроить» сроки в хронологическом порядке по году,  месяцу, дню и сроку МДВЗ или ПДВЗ. При этом,  следует предварительно для решения первой задачи все даты изменить  на  МДВЗ,  а для решения второй задачи для всех сроков по МДВЗ вычислить время ПДВЗ,  а также порядковый номер срока в  сутках  ПДВЗ. Ключевым моментом для решения задач является номер часового пояса,   который в российской метеорологии является не географическим,  а административным понятием.  Если бы НЧП был понятием географическим, то его можно было бы вычислить для любой станции  по  долготе.  На самом деле  НЧП  каждой  станции соответствует НЧП административного подразделения,  на территории которого она находится. 

Инверсия сроков

Форматы исторических массивов первых трех «перфокарточных» периодов (см. введение) полностью соответствуют первичным носителям информации, а именно, таблицам ТМ-1, в которых  соблюдена последовательность  «год, месяц, срок, день», в то время как истинная хронология требует последовательности «год, месяц, день, срок». Поэтому в соответствующих архивах существует не только отмеченный выше «сдвиг сроков», но и инверсия сроков, которую придется устранить при  построении ряда. В такой же последовательности выстроены  архивы, источником  которых  являлись  магнитные ленты ЭВМ МИНСК-32, а последняя дата приходится примерно на 1983 год.

Кодирование результатов наблюдений

Одним из важных факторов,  влияющих на однородность данных, являются  отступления в кодировании данных и замена одних признаков   фиксации другими. Например, если наблюдения над элементом не предусмотрены в данный срок,  то было бы логично его значение помечать как отсутствующее. Если наблюдения за элементом,  таким как атмосферные явления, предусмотрены,  но элемент не наблюдался,  то для таких ситуаций должен быть другой код отсутствия. Если же наблюдения предусмотрены и элемент присутствовал,  но все же в архиве нет его значения, то это третья ситуация пропуска. При создании перфокарточных архивов была сделана попытка учесть указанные ситуации,  но на деле это не удалось, поскольку задуманные и указанные в описаниях правила кодирования выдерживаются в архивах лишь частично.  Рассмотрим,  например,  как кодировались осадки, характерной  чертой  которых  является  нулевое значение при выпадении слабых осадков (осадки выпадали,  но измерить их осадкомерным прибором не удается, табл.3).

Таблица 3. Фактическое кодирование осадков в разные периоды

При кодировании осадков предусмотрен дополнительный признак, введенный именно с целью различать разные ситуации с осадками, но на деле дополнительный признак в двух первых периодах хаотично равен 0 или  1, а иногда и 9,  независимо от ситуации. Отсюда  можно сделать следующие  выводы. Во первых рассчитать такую характеристику, как число дней с осадками независимо  от их количества или же определить число сроков с незначительными осадками по данным за 1966-1984  гг. корректно не удастся.  Во вторых, отличить срок с измеренными нулевыми осадками,  от срока, когда осадки измерять не положено, в период 1977-1984 гг. невозможно. Потребуется  дополнительный программный анализ данных,  чтобы определить сроки, когда осадки  не измерялись.  И наконец,  число  дней  с  осадками  можно правильно определить только по третьей части ряда.

Другой пример связан с кодированием продолжительности и наличия явлений. Способ кодирования этого параметра  изменился с 1977 года,  и чтобы выстроить по явлениям единый ряд,  потребуется  принять решения по поводу использования старой или новой кодировки. Аналогичная ситуация  сложилась с кодированием состояния подстилающей поверхности. С  1983 года  оно стало более тщательным и характеризует состояние поверхности раздельно для ситуаций со снежным покровом и без него. Особенности каждого элемента в плане полноты, качества, способов наблюдения и кодирования требуют тщательного анализа, исключение составляют непрерывные элементы,  отсчитываемые по приборам или вычисляемые по неизменным методикам ,такие как температура и давление воздуха, упругость водяного пара, относительная влажность.

Автоматизированный контроль как средство улучшения качества данных

Как отмечено выше, одним из факторов, определяющих качество рядов наблюдений является наличие в них  ошибочных значений. Ошибки  возникают по самым разным причинам,  их выявление и исправление всегда было неотъемлемой частью работы  с  данными на всех стадиях их получения и обработки.  До появления средств автоматизированной обработки  качество данных обеспечивалось критическим контролем  результатов наблюдений, выполняемом   специалистами,  но уже на стадии подготовки перфокарточных архивов было решено проверять каждый элемент на допустимость его значения и характеризовать его признаком качества.

На деле это означало, что данные проверялись на допустимость в диапазоне от природного максимума до минимума независимо от сезона и местоположения станции.  В таблице  4  даны пределы  для тех элементов,  которые в архиве представлены измерениями по приборам, и в отличие от закодированных по коду КН-01, могут меняться в широком диапазоне.

Таблица 4. Пределы значений метеорологических элементов

Сведения, приведенные в таблице, позволяют сделать следующие выводы.  Пределы   допустимых значений   в разные периоды  времени изменялись. Для некоторых элементов использование контроля на предельные значения является достаточным. Например, количество облачности можно считать достоверным, если оно находится в интервале 0-10 баллов. Для многих других подобная проверка будет слишком грубой. Если температура воздуха  летом  в каком- либо регионе по многолетним данным никогда не  превосходит +30 °С, то любое ошибочное значение  от +31 до +55° С. контроль оценит как достоверное, так как в качестве предельных значений принято –70 +55 °С.

 Установленные диапазоны слишком широки. Для некоторых параметров они не дифференцированы по средствам измерения. Максимальная скорость ветра независимо от типа прибора контролировалась всегда на один и тот же предел. Осадки тоже проверялись на одни и те же предельные значения , независимо от длительности интервала между соседними измерениями,  т. е.- 3,  6,  9 или 12 часов. Для отдельных величин диапазоны были установлены слишком узкими. Например,  диапазон для температуры на поверхности почвы во втором периоде. Таким образом, контроль данных по предельным значениям в ранний период нельзя считать эффективным. Следует ожидать, что в отдельные периоды  контроль  не улавливал ошибочные значения, а в другие, наоборот, «индексировал»  завышенное количество доброкачественных наблюдений.

Эффективность методов контроля на жесткие  пределы,  указанные  в таблице 4, можно в частности проиллюстрировать на примере повторяемости скорости ветра по двум периодам - до 1977 года и после.  Предварительно заметим, что  скорость ветра измерялась по флюгерам с тяжелой и легкой доской, а впоследствии- по анемометрам.  Визуальные наблюдения по флюгерам  в принципе содержат некоторую долю субъективности наблюдателя, в то время как  анемометр  от этого свободен.  Кроме того, начиная с 1977 года в процесс обработки данных был введен   критический  контроль,  который не ограничивался контролем на предельные значения от 0 до 60 м/сек, а включал дополнительные правила коррекции.  Чтобы убедиться в неоднородности рядов, рассчитаем повторяемость скорости по  двум периодам – до и после 1977 года  (табл. 5).

Таблица 5. Повторяемость скоростей ветра (м/сек) по градациям на 5метеостанциях Чувашской республики (Алатырь Батырево, Порецкое, Канаш, Чебоксары ).

а) 1966-1976 гг.

б) 1977-2000 гг.

Предлагаем читателю заметить следующие особенности в  рядах  скоростей. Во втором периоде, в отличие от первого, длительность которого  11 лет, повторяемость скоростей в диапазоне 11-20 и 21-40 м/сек уменьшилась. Длительность второго периода составляет 27 лет, однако, скорости более 40 м/сек в этот период ни разу не наблюдались.  Можно ли отнести этот факт к естественной изменчивости ?  Климатология говорит нам, что  обобщенные климатические характеристики  не испытывают таких резких изменений, поэтому здесь уместно  высказать предположение о том, что  наблюдения по флюгеру в области высоких скоростей завышались наблюдателями.

Учитывая, что в ранний период автоматизации  (до 1977 года) по результатам контроля подозреваемые значения не исключались из рядов наблюдений, а помечались как сомнительные, различия в диапазонах  контроля, указанные в таблице 4, не являются фатальными.  При необходимости можно включать в ряды все данные, независимо от признака качества и контролировать их заново.

Начиная с 1977 года в систему сбора и архивации был включен автоматизированный поиск ошибок,  алгоритмы которого постоянно  совершенствовались и введены в действие с 1984 года. В настоящее  время  автоматизированный  поиск сомнительных и ошибочных данных производится в  нескольких аспектах,  а именно,  по данным одной станции (внутристанционный контроль), по данным станции и близлежащих постов, пространственный контроль по близлежащим станциям.  Подробнее процесс выявления ошибок и их исправления обрисован в работах [ 3, 4 ]. Учитывая вышеизложенное, следует ожидать, что  многолетний ряд, составленный  из нескольких архивных отрезков, не будет однороден по качеству данных. В нем, как минимум ,можно выделить три уровня  состояния рядов наблюдений, связанных с тремя  уровнями  состояния и развития автоматизированных способов контроля:

- проверка данных  до 1977 года на предельные значения  с присвоением  каждому  значению признаков качества;

- 1977-1983гг.- период наращивания средств контроля и повышения его эффективности;

- период с 1984 года  по настоящее время - проверка данных оптимизированной системой автоматизированного контроля метеорологической информации .

Для приведения составленных рядов к однородным в ГУ «ВНИИГМИ-МЦД» планируется проведение повторного контроля в рамках специально разработанной автоматизированной системы с последующим критическим анализом результатов контроля специалистами-метеорологами.

Заключение

Ряды метеорологических  элементов  являются  основой для расчета многочисленных параметров климата.  Данные   метеорологических наблюдений  на  станциях  России,  хранящиеся в ЕГФД,  позволяют рассчитать  климатические  характеристики  за длительный ряд лет, начиная с 1874 года, однако при составления исходных рядов необходимо учитывать  разнообразные аспекты наблюдений и архивации. Неотъемлемыми свойствами данных являются пропуски, ошибки, инверсия наблюдений, сдвиг сроков, изменение времени производства  наблюдений, форматов  хранения  и способов кодирования. Только тщательная проработка указанных вопросов позволит  пользователю получить ряды,  по которым можно корректно рассчитать параметры климата.

Список литературы

1. Головкин В. В. Об истории автоматизации первичной обработки и накопления текущей режимной метеорологической информации. // Труды ВНИИГМИ-МЦД, 2000. Вып. 166. С. 3-7.

2. Веселов В.М., Прибыльская И. Р., Проскурня В. Н. Система АИСОРИ - тандартное средство работы с архивными идрометеорологическими данными. // Труды ВНИИГМИ-МЦД, 2000. Вып. 166. С. 8-25.

3. Шаймарданов М.З., Пуголовкин В. В. Автоматизированные системы технологии сбора, обработки и накопления данных гидрометеорологических наблюдений. Обнинск, 2002. С. 41-48.

Ковалев Н. П., Пуголовкин В. В., Степаненко С.Р. Организация cемантического контроля в aвтоматизированной системе первичной обработки метеорологической информации станций. Труды ВНИИГМИ-МЦД, 1985. Вып. 127. С. 3-15.

meteo.ru

Метеорологические наблюдения » Детская энциклопедия (первое издание)

Для изучения погоды и климата, для решения многих практических и научных задач на метеорологических станциях ведутся наблюдения за состоянием атмосферы по единой программе, в строго установленные сроки и в определенной последовательности. В каждой стране существует сеть метеостанций и наблюдательных постов. На метеостанциях и постах имеются площадки, где расположены основные метеорологические приборы, и здания с установленными барометрами и барографами. Здесь же ведется обработка наблюдений. Измеряется значение метеорологических элементов: температуры, давления и влажности воздуха, скорости и направления ветра, облачности, осадков, видимости, а также температуры почвы и поверхности воды, солнечной радиации, волнового излучения Земли и атмосферы. Станции в СССР делятся на три разряда. Все они вместе с научными учреждениями обеспечивают страну информацией о погоде, прогнозами погоды, а также сведениями о климатических условиях тех или иных территорий.

Различаются метеорологические приборы с визуальным отсчетом и с автоматической регистрацией — самопишущие, а также приборы с передачей показаний на расстояние —дистанционные. Для получения информации о состоянии атмосферы над большими участками земной поверхности применяются метеорологические спутники (см. Искусственные спутники Земли). Они измеряют радиационные потоки и температуру поверхности Земли и облаков, фотографируют облачный покров в видимых и инфракрасных лучах. Все это фиксируется в запоминающем устройстве (на магнитной пленке) и передается на земные приемные пункты. Высота полета метеорологического спутника — 400—1500 км, что обеспечивает полосу обзора до 1000 км и более. С помощью этих спутников следят за развитием атмосферных процессов в различных районах Земли. Ведется и зрительная оценка некоторых атмосферных явлений, их внешнего вида и качества (например, формы облаков и осадков). Помимо общегосударственной сети метеостанций наблюдения ведут торговые и военные суда, различные специальные и местные организации, которые стремятся увязать их с наблюдениями основной сети.

Юные краеведы занимаются систематическими наблюдениями, изучая местный климат по инструкции, разработанной для метеостанций. Они используют различные приборы, установленные на метеорологических площадках. Метеорологическая площадка удалена от крупных препятствий движению воздуха на расстояние 10—20-кратной их высоты, а также от больших водоемов. Форма ее квадратная, размеры 26×26 м и более, с направлением сторон с севера на юг и с востока на запад. Школьная метеорологическая площадка, если она не совмещается с географической площадкой, имеет минимальные размеры — 10×10 м.

На метеостанциях государственной сети наблюдения ведутся в 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 и 21 ч по московскому времени (декретному). На школьных площадках— только 3 раза. Для удобства сроки можно передвинуть на 1 ч вперед.

В метеорологической будке установлены термометры. По максимальному термометру определяют максимальную температуру воздуха между сроками наблюдений. После снятия показаний его встряхивают. Минимальный термометр (спиртовой) определяет самую низкую температуру между сроками наблюдений; она отмечается по штифтику, останавливающемуся на самом низком уровне спиртового столбика. Чтобы штифтик снова достиг поверхности столбика, термометр переворачивают резервуаром вверх. Кроме предельных термометров имеется срочный, роль которого выполняет сухой термометр психрометра. Такими же термометрами измеряют температуру поверхности перекопанной почвы. Влажность воздуха определяют с помощью психрометра и волосного гигрометра.

Психрометр состоит из двух термометров. Резервуар правого из них обернут чистой батистовой (хлопчатобумажной) тряпочкой, опущенной в воду, например в стакан с дождевой водой. Он всегда показывает температуру более низкую, чем сухой термометр. По разнице в показаниях термометров, пользуясь таблицей, находят абсолютную и относительную влажность воздуха. С наступлением морозов наблюдения влажности ведут только по волосному гигрометру, который показывает относительную влажность в процентах. Эти показания в сочетании с температурой сухого термометра позволяют с помощью таблиц определить абсолютную влажность воздуха. В походе пользуются психрометром Ассмана. Его термометр заключен в металлическую оправу.

Осадки измеряют осадкомером или дождемером. Он состоит из цилиндрического ведра, пластин защиты от выдувания снега и осадкомерного стакана. Устанавливается осадкомер на столбе высотой 1,6 м. Осадки замеряются раз в сутки, утром. Мощность снежного покрова на площадке измеряют постоянной снегомерной рейкой, на которой нанесены сантиметровые деления, и переносной рейкой вне площадки — на поле, лугу, в лесу. Эти измерения производятся раз в 10 дней. Плотность снега лучше измерять походным весовым снегомером. С помощью флюгера, помещенного на 9—12-метровом столбе, определяют скорость и направление ветра. Ветер отклоняет доску флюгера на определенное деление, и по специальной таблице можно установить его силу и скорость.

Атмосферное давление обычно измеряют барометром-анероидом с соответствующими поправками по его паспорту. Точнее давление измеряется по ртутному барометру. Эти приборы установлены в помещении. Наблюдения за облачностью проводят без приборов, на глаз. Сплошная облачность—10 баллов, отсутствие облаков — 0, 30% облачности — 3 балла и т. д. По форме различают 4 семейства и 10 родов облаков. Удобнее всего для их определения пользоваться специальным атласом облаков. Без приборов наблюдают за характером осадков (снег, крупа, зерна, ледяная крупа, град, дождь обложной, ливневый, морось, иней, изморозь, гололед, роса и др.), туманами, электрическими (гроза, зарница) и оптическими явлениями (радуга, венцы вокруг Солнца, Луны), характером ветра (буря, шквал, вихрь, метель и др.). Записывают эти наблюдения специальными знаками. Очень важно, чтобы записи были точны.

Метеонаблюдения в походе обычно проводятся через каждый час: фиксируются показания приборов, состояние неба, форма и количество облаков, осадки. Материалы наблюдений обрабатываются в виде графика давления воздуха, изменения температуры, облачности и т. п. Измерение температуры лучше производить термометром-пращей, быстро вращая его над головой; через 1—2 мин он принимает температуру воздуха. Очень интересная задача — проверить с помощью метеонаблюдений народные приметы, относящиеся к погоде, а также официальные прогнозы погоды — как долговременные, так и ежедневные; постараться определить, как оправдываются те или иные прогнозы и почему они бывают ошибочными. Важно также сопоставлять погодные условия с оптическими явлениями в атмосфере, с поведением животных, реакцией растений на изменение погоды.

Календарь погоды. Результаты наблюдений за погодой по приборам, установленным на географической площадке, регулярно, в определенные сроки заносимые в общешкольный календарь погоды. Обычно это стандартный ватмановский лист, разграфленный на девять месяцев учебного года, с сентября по май. Каждую графу — «месяц» — делят в свою очередь на двенадцать вертикальных граф (1 см шириной каждая). Последняя графа — для примечаний — оставляется шириной в 5 см. На рисунке видно, что означает каждая графа. В указанные часы производится троекратное наблюдение за температурой воздуха, а все остальные измерения проводят один раз в день (в 13 часов). В примечании юные краеведы отмечают особые явления в природе: грозу, радугу, туман, а также некоторые фенологические наблюдения (первый снег, конец листопада, первую грозу и т. д.). В конце каждого месяца подводят итоги наблюдений. Такой календарь можно делать не на год, а по сезонам года.

Какие приборы необходимы для вашей метеостанции?

1. Психрометр. Он служит для определения влажности воздуха. Делается он так. Укрепите на дощечке рядом два одинаковых термометра. Один из них, который располагается слева, будет показывать температуру самым обычным образом. Под вторым термометром поместите банку с широким горлышком, наполненную водой. Из куска материи сделайте фитиль, длиной примерно 20 см. Один конец фитиля обмотайте вокруг основания термометра, а другой опустите в банку с водой. Если влажность воздуха большая, термометры покажут одинаковую температуру. Если же воздух очень сухой, вы заметите разницу в показаниях термометров: чем воздух суше, тем разница больше. Таким образом, вы узнаете влажность воздуха. Чтобы получать более точные показатели, воспользуйтесь таблицами в школьном учебнике физики. Чтобы термометры не нагревались солнечными лучами и не мокли под дождем, сделайте над ними небольшой навес.
2. Флюгер показывает направление ветра. Как сделать флюгер. Установите флюгер на здании или на дереве, которое видно из окна вашей комнаты.
3. Барометр, по которому определяется атмосферное давление, повесьте между рамами или в комнате около окна.
4. Упрощенный дождемер сделайте из бутылки, к которой крепится линейка. В горлышко бутылки вставьте воронку такого же диаметра, как и дно бутылки.

Дождемер установите на дощечке примерно на расстоянии одного метра от стены здания. Количество выпавших осадков вы определите по линейке, прикрепленной к бутылке. Если после дождя в бутылке будет слой воды в 3 мм, это значит, что в вашем районе выпало 3 мм осадков.

Высоту снежного покрова вычисляйте по снегомерной рейке, установленной на улице, на открытом месте. Но можно обойтись и без нее. Для этого на стволе дерева во дворе или на каком-нибудь столбе сделайте масляной краской полоску на расстоянии 100 см от земли. Определяя высоту снежного покрова, линейкой измерьте расстояние в сантиметрах от метки на столбе до снега. Вычитая полученное число из 100 см, вы получите толщину снежного покрова. Например, расстояние от метра до снега—62 см. Значит, толщина снежного покрова равна 38 см: 100 см—62 см=38 см.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

.

de-ussr.ru

Смотрите также

• 
  Журнал лампада читать
• 
  Взгляд живой журнал
• 
  Бабушкины сказки журнал
• 
  Арт деко журнал
• 
  Журнал шаги профессионал
• 
  Журнал психология беларусь
• 
  Вассерман живой журнал
• 
  Ботанический журнал содержание
• 
  Ядерный контроль журнал
• 
  Тонкости туризма журнал
• 
  Пикетажный журнал трассы