Аэрология Жердің әсері болмайтын, еркін атмосферада жүретін физикалық құбылыстар мен процесстерді зерттейтін атмосфера физикасының бөлімі
Аэрологияда келесі процесстер мен құбылыстар қарастырылады * * * • Жер атмосферасының құрамы мен құрылысы • бұлттар мен жауын – шашындардың құрылуы • еркін атмосферадағы сәулелік жылу алмасу • әр түрлі биіктіктердегі жылғалы ағыстар • атмосферадағы турбуленттік қозғалыстар • ауа массаларының өзара әрекеттесуі және т. б.
конденсация процесстері бұлттардың микроқұрылымы бұлт тамшыларының өлшемі бұлттылық қабаттарындағы концентрациясы бұлттардағы мұз бөлшектерінің өлшемі мен пішіні
Тропосферада және төменгі стратосферада жылғалы ағыстар Стратосф ерада және мезосфер ада жүретін құбылыст ар арасында ғы байланыс . Атмосфераның жоғарғы қабаттарын зерттеу жұмыстары кеңінен дамыды Ауа құрамы жайлы, те мператур алық режим жайлы Аэрология пәні арқылы
Атмосфераны зондылау • Атмосфераның вертикальді және горизонтальді бағытты температура, ылғалдылық, қысым, жел және т. б мәліметтерін анықтау. Вертикальді бағытта анықтау тәсілдері: радиозонттар көмегімен зондылау, оптикалық лазерлік сәулелер арқылы, акустикалық ракеталық, радиолокациялық т. б. акустикалық атмосфераны зондылау әдісінде температура мен жел мәліметтерін ракетадан арнайы жіберілген зеңбіректің жарылуы дыбыс толқындары арқылы келуі арқылы анықтаймыз. Көбіне радиозонд көмегімен 30 -40 км де атмосфераны зондылау қолданылады. Ауадан жеңіл созылмалы шар қолданылады, шар ішіне гелий немесе сутегі толтырылады.
Аэрологиялық бақылалулар • Гидромет орталықтың маңызды бағыттарының бірі аэрологиялық бақылаулар болып табылады. Аэрологиялық бақылаулар дегеніміз атмосфераның жоғарғы қабаттарына жүргізілетін бақылауларды айтамыз. Аэрологиялық бақылалулардан алынған мәліметтер атмосфералық процестерді және сол процестердің үш өлшемді графигін тұрғызуға көмектеседі.
• Температура термистормен анықталады. Термистор бейметалды деформациялық термометр. Қысым мембраналы манометрмен, ылғалдылық электрохимиялық гигрометрмен анықталады. радиозонт жіберілген пунктке радио арқылы үзіліссіз мәліметтерін жіберіп отырады. Жел жылдамдығы мен бағыты радиозондтың көтерілуі барысында үздіксіз координаталарын анықтап отырған радиолокаторлар арқылы анықталады.
• Радиозондтарды күнара белгілі бір уакытта ұшырып отырады. Атмосфераны зондылау 800 не оданда көп географиялық аумаутарда жүргізіледі, және де бұл мәліметтер ауа рауына болжау жасауға негізгі керекті мәліметтер болып саналады • 100 км ден жоғары биіктіктерде атмосфераны зондылау метеорологиялық ракеталар арқылы жүргізіледі. Бұл ракеталардың бастапқы бөлігінде құралдар орналастырылады, және де бұл құралдар ракета максималды биіктікке жеткенде парашют арқылы түсіріледі. Бұл зерттеулер арқылы тығыздық, температура, жел параметрлері және де ауа құрамы, күннен келетін радиациялар бақыланады. Бақылаулар жартысы ракетанын ұшу барысында, жартысы парашют арқылы түсу барысында бақыланады. Алынған мәліметтер радио арқылы беріліп, электронды машиналар арқылы өңделеді.
• Радиозонд арқылы немесе ракеталар арқылы атмосфераны зондылау ауа райын болжауға керекті ақпараттың тек 20% береді. Мұхит үстерінде, таулы аймақтарда бақылаулар метеорологиялық спутниктер арқылы жүргізіледі. Метеорологиялық спутниктер бүкіл жер шарына бақылау жасай алады. Еркін атмосферадағы жел сипаттамалары, бұлт мөлшері күндізгі немесе инфрақызыл сәулелер арқылы түсірілген фотосуреттер арқылы анықталады.
Аэрологиялық бақылаулар Тура • Атмосфераның жоғарғы қабаттарын аэрологиялық немесе метеорологиялық аспатармен өлшеу. Жанама • Атмосфераның жоғарғы қабаттарының физикалық күйі сол қабаттардағы әртүрлі атмосфералық құбылыстарға бақылау арқылы анықталады.
Аэрологиялық бақылаулар Температура Қысым Ылғалдылық Жел параметрлері
• Аэрологиялық обсерваториялар- атмосфераны тәжірибе және теориялық түрде зерттеулер жүргізілетін ғылыыми орталық. Аэрологияда қолданылатын аспаптар атмосфераға радиозонд, ұшақ, әуе шары, жасанды спутниктер арқылы ұшырылады. Кроме того, изучение атмосферы в Аэрологиялық обсерваторияда жерде орналасқан құрылғы арқылы радиолокациялық сәулемен, оптикалық, лазер сәулесімен және дыбысмен зондылау жүзеге асады. Осындай обсерваторияларда 100 км және одан да биіктіктерде атмосфера процестеріне бақылау жүргізіледі. • Ресейдегі алғашқы аэрологиялық обсетватория Ленинград жанындагы Павлов аэрологиялық обсерваториясы еді, ол 1902 жылы құрылған 1941 жылы Ленинградты қоршауға алғанда талқандалған. Үлкен аэрлогиялық обсерваторияларға Мәскеу жанындағы Орталық аэрологиялық обсерватория, Франциядағы Пюи-де-Дом, Ұлыбританиядағы Кью, Германиядағы Линденберге обсерваториялары жатады.
Аэрологиялық станция, атмосфераны зондылауды жүзеге асыратын метеорологиялық қызмет мекемесі. Аэрологиялық станцияларда радиолокаторлар мен радиотеодолиттер қолданылады. Аэрологиялық радиолокатор радиозондтан 30 -40 км биіктіктердегі атмосфера ылғалдылығын, температураны, қысымды, жел жылдамдығын өлшейтін сигнал қабылдайды. Бұл мәліметтер атмосфераны зерттеуге және ауа-райын болжауға өолданылады. Дүниежүзінде 1000ға жуық аэрологиялық станция бар. Олар негізінен 200 -300 км қашықтықта орналасады.
Аэрологиялық аспаптар әртүрлі биіктіктердегі температураны, қысым және ауа ылғалдылығын, сонымен қатар күн радиациясын, бұлттардың төменгі және жоғары шекарасын , атмосфера турбуленттілігін, озон және аэрозоль құрамын , электр өрістерінің қарқындылығын өлшеуді жүзеге асырушы құралдар.
Радиолокациялар радиотолқындардың гидрометеорлар арқылы шашырауына, ауаның аэрозоль бөлшектеріне байланысты электрөткізгіштігінің әркелкілігіне, т. б. негізделеді. Жұмыс істеу принципі. Күшті радиохабарлауыштан радиотолқын жіберіледі. Ол жарық жылдамдығымен (300 000 км/сек) көзделген жерге жетеді де, оған шағылысып қайтып келеді. Осы жерде оны қабылдап алып зерттеу керек, ол үшін шағылған толқын жіберілгеннен біршама әлсіз болғандықтан, өте жоғары сезімтал қабылдауыш керек,
Ең бірінші радиозондты және оны қолдануды ойлап тапқан кеңес оқымыстысы-аэролог Павел Александрович Молчанов еді.
Заманауи радиозондтар келесі шамаларды өлшейді: • Қысым • Биіктік • Географиялық жағдайы (ендік /бойлық ) • температура • Салыстырмалы ылғалдылық • Жел сипаттамалары (жылдамдығы және бағыты) • Жоғары биіктердегі ғарыштық сәулелердің қарқындылығы • Озонның шоғырлануы (озонд).
Резеңкеден немесе ақсөлден жасалған, гелий немесе сутек толтырылған әуе шары атмосфераға көтеріледі. Шар көтерілетін ең жоғарғы биіктік оның қабықшасының диаметрі және қалыңдығымен анықталады. Ауа шарының массасы 100 г мен 3 кг аралығында өзгеріп тұруы мүмкін. Жоғары биіктіктерде қысым төмендегенде шар үлкейеді. Ақырында шар қабықшасы жарылғанша үлкейе береді. 800 г шар шамамен 21 км биіктікте жарылады. Заманауи радиозондтар мәліметтерді нақты уақыт жағдайында барлық мәліметті сақтап тұратын компьютерге жібереді. Алғашында радиозондтар жерден теодолит арқылы бақыланып, тек жел сипаттамаларына баға берген. Радиолокациялық құрылғылар пайда болғалы радар көмегімен зондтың ізіне түсуге мүмкіндік берді. Осы күнгі радиозондтар желдің бағыты мен жылдамдығын анықтау үшін әртүрлі механизмдер қолдана алады (мысалы, ГЛОНААС, GPS жүйелері). Радиозондтар 250 г болады. Олар атмосферадан қайтып келмейді, табылған жағдайда қалпына келмейді.
• Ортаңғы атмосфераны эксперименталды зерттеу лабораториясы жоғары тропосфера мен төменгі стратосферадағы жүретін климат өзгеруіне әсер ететін химиялық, динамикалық, радиоциондық процестерді зерттеу үстінде, ұшқыш құрылғылар арқасында озонның және су буының вертикальды құрамы анықталуда. Бұлар атмосфераның радиациялық балансын құраушылары болып табылады. 90 жылдардың басында лаборатория қызметкерлері дүниежүзілік аэростатты және ұшақты компанияларда белсенді ат салысып келеді. Сол кезеңнен бастап аэростатты оптикалық гигрометра FLASH-B жасала бастаған еды. 1995 жылдан бастап Якутск станциясында және 1999 жылдан бастап Салехард станциясында лаборатория қысқы – көктемгі периодта озондылау жұмыстарын жүргізіп келе жатыр. Алынған мәліметтерді сараптау үшін бақылау нүктесінен өтетін ауа массаларының жүрісін зерттейтін траекториялық- химиялық модель ойлап табылды. Сонымен қатар ол Тропосферадан стратосфераға өтетін ылғал ауа ағынын бағалау үшін және зерттеу үшін пайдаланылады. Осы лаборатория әлемдік «Геофизика М-55» ұшағының зерттеу жұмыстарына қатысқан. . Лабораторияда жасалған ұшақ гигрометрі мен озонометрі ұшақ жолы бойындағы су буы мен озонның вертикальды және горизонтальды мәліметін береді.
Бағдарлама Жүргізілген уақыты және мезгілі Зерттелген 1. Ұшақ экспедициясы APE-POLECAT 1996 -1997 жж желтоқсан- қаңтар, Рованиеми қ, Финляндияны Полярлы стратосфералық бұлттар , Арктикадағы озон «тесігі» , Лия толқындары. 2. Ұшақ экспедициясы APE-THESEO 1999 ж ақпан-наурыз, Махе қ, Сейшел аралдары Жоғары тропосфера мен төменгі стратосфера арасындағы алмасу процестері, Тропикалық циклондар, «hot towers» . 3. Ұшақ экспедициясы APE-GAIA 1999 ж қыркүйек-қазан, Отты Земля (Ушуайя) , Аргентина. Полярлы стратосфералық бұлттар , Арктикадағы озон «тесігі» , Лия толқындары. 4. Ұшақ экспедициясы 2003 ж ақпан-наурыз, Кируна , Eu. PLEx, ENVISAT спутнигі Швеция. бойынша Полярлы стратосфералық бұлттар , Арктикадағы озон «тесігі» , Лия толқындары. 5. Ұшақ экспедициясы TROCCINOX 2004 ж қаңтар-ақпан, Бразилия Тропиктегі конвекция процестері, цирусы бұлттары, азот таралуы (Nitrogen Oxides) 6. Ұшақ экспедициясы SCOUT-O 3 2005 ж, Дарвин, Австралия. Тропиктердегі конвекция процесі салдарынан су буының стратосфераға тасымалын зерттеу. 7. Ұшақ экспедициясы AMMA 2006 ж тамыз, Буркина-Фасо (Африка) Жоғары тропосферадағы органикалық емес қосылыстардың конвективті тасымалын зерттеу
Аэрологиялық бақылаулардың жүргізілмеу себептері: • Метеорологиялық жағдайға байланысты • электр энергиясының болмауы • қондырғының бұзылуы • шар қабығына байланысты
• Аэрологиялық станцияның негізгі мақсаты: • GPS жүйесінен алынған мәліметтердің дәлдіігі және қол жетімділігі; • Горизонтальды және вертикальды жағдайдағы метео элементтердің өзгеруін радиозонд арқылы анықтау; • Радиозондтан алынған мәліметтердің дәділігін арттыру; • Кең көлемде қолданылатын ылғалдылық датчиктері мен соңғы үлгідегі датчиктердің арасындағы тиімділігіне баға беру; • Күндізгі және түнгі өлшемдердің айырмашылығын зерттеу; • Кең көлемде қолданылатын температура және қысым радиозондтары мен соңғы үлгіде жасалған радиозондтардың арасындағы айырмашылығын аннықтау; • Ұшыруға дайындық кезінде, оператордың араласуы және есепқисап пен кодтық тәртіпте қолданылатын әдістерге баға беру; • Іс-тәжірибе жүзінде аэрологиялық қорытындыдан пайда табу
• • • • Радиозондты ұшыру уақытының графигі: 60 -шы минут: Қызметкерлердің бас аймаққа жиналуы, 50 -іы минут: Құрал-жабдықтарды тексеру, дайындау; 45 -ші минут: Зондыны дайындау; 30 -шы минут: Бразильдік операторлар шарды гелиймен толтыруы керек. Радарды дайындау. 15 -ші минут: Ұшақ шарды лайықты бағытта орналастыру; 10 -шы минут: Зондыны ұшыру аймағына орналастыру. Спутникалық синхронизацияны қадағалау. 8 -ші минут: Оператор радиозондтың ұшыру орнына баға беруі тиіс. 5 -ші минут: Радарлы растама. 1 -ші минут: Соңғы минуттарда жиілік тексеріліп, ұшыру туралы хабарлама беріледі. Қорытынды радарлы растама. Ұшыру: 5 -шіминут: Қызметкерлер зондының дұрыс жұмыс істеп жатқанын хабарландыруы керек; 90 –шы минут: Сапардың аяқталуы. 150 –ші минут: Қызметкерлер өңделген мәліметтердің дайындығын хабарлауы тиіс.
Аэрологиялық бақылауды жүргізу тәртібі: • • • Жергілікті метеорологиялық бақылаулар Радиозондты ұшыру алдында тексеру Радиозондты ұшыру Радиозондты ұшу кезінде бақылау Радиозондылау мәліметтерінің анализі Жедел аэрологиялық ақпарат жәберу
Жоспар 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Аэрология пәнә, мақсаты Аэрологиялық станция Аэрологиялық бақылаулар Температураны зондылау Желді зондылау Қолданылатын аспаптар ДМҰ
Дүниежүзілік метеорологиялық ұйым Атмосфералық құбылыстар мен процестер үшін мемлекеттік шекара жоқ. Метеорологиялық бақылаулар мен зерттеу жұмыстары барлық мемлекеттерде жүргізіледі. Сондықтан да дүние жүзіндегі метеорологиялық қызмет орындары бақылау тәсілдерімен және оларды өңдеуде, ақпарат алмасуда, метеорологиялық ақпарат мен бақылауларды бір ізге салуда ортақ келісімді қажет етеді. Бұл “Дүниежүзілік метеорологиялық ұйымның" міндеті болып табылады. ДМҰ-ның мүмкүндіктері мен мақсаты - білім мен тәжірибеде, , қоршаған ортаға қатысты сұрақтарға байланысты және ауа райы, климат, гидрология, су ресурстары мәселелері жайында халқаралық қарым-қатынаста болу арқылы әлемдік көшбасшылықты қамтамасыз етуге негізделген. Осындай мәселелерді шеше отырып бүкіл әлемдегі адамдардың қауіпсіздігін қамтамасыз ету және олардың өмір сүруіне қолайлы жағдай жасау болып табылады
• • • Бүкіләлемдік метеорологиялық ұйымның негізгі мақсаттары: Метеорологияға жататын геофизикалық және гидрологиялық, метеорологиялық бақылауды жүргізетін станция жүйелерін құруда бүкіләлемдік қарымқатынаста болу , метеорологиялық және басқа да қызмет түрлерін қамтамасыз ету бойынша орталықтарды қолдау және құру. Метеорологияға тиісті және басқа да ақпараттармен шұғыл түрде алмасу жүйесін қолдау және құру; Метеорологиялық және басқа да тиісті бақылауларды стандарттау және статистикалық мәліметтердің және бақылау нәтижелерін бірқалыпты болуын қамтамасыз ету; Метеорологияны әуеде, су кемесінде, су проблемаларын шешуде, ауыл шаруашылықта және адам қызметінің басқа да салаларында қолдану; Шұғыл гидрология саласындағы қызмет және метеорологиялық және гидрологиялық қызмет органдарымен тығыз қарым-қатынас жасау; Метеорология және басқа да аралас салалардың кадрларын дайындау және зерттеу жұмыстарын жүргізу.
Мәліметтерді басқару жүйесі • БМҰ-ның ақпарат жүйесі бүгінгі таңда Дүниежүзілік метеорологиялық ұйымның метеорологиялық бақылауларды жәнегидрологиялық, климатологиялық ақпараттарды басқарудағы ең маңызды бөлшегі болып табылады. Ақпараттық жүйе - БМҰ-ның бағдарламалары үшін барлық қажеттіліктер жүйелі және автоматты жиын түрінде қолайлы болуды сондай-ақ метеорологиялық, гидрологиялық, климатологиялық қызмет көрсету мен оларға қатысты мәлеметтерді алуды қамтамасыз етеді. Ақпараттық жүйе БМҰ-ға мүше елдердің ақпараттарың бірбіріне тарату және мәліметтерді жинау негізінде жоспарланған. Бұл ұйымға мүше елдер үшін ақпарат жүйесіндегі ауа – райына , суға сондай-ақ ондағы дүлей апаттарға қатысты мәліметтер негізгі мәліметтердің көзі болып табылады. Ол Бүкіләлемдік қызметтің глобальды телебайланыс жүйесінің негізінде жасалады. Ақпараттық жүйе БМҰ-ға мүше елдер арқылы жүзеге асады БМҰ-ның ақпарттық жүйесі 3 түрлі орталықты қамтиды: • ақпараттық жүйелердiң глобалдi орталықтары • жинақталған деректер орталығы • ұлттық орталықтар
ДМҰ өз жұмысын негізгі 10 бағдарлама бойынша атқарады: Ø Дүниежүзілік ауа райы қызметі бағдарламасы Ø Дүниежүзілік климаттық бағдарлама Ø Атмосфералық зерттеулер және қоршаған орта жайындағы бағдарлама Ø Метеорологияның қолданысы жайындағы бағдарлама Ø Гидрология және су ресурстары бағдарламасы Ø Білім және кадрларды дайындау бағдарламасы Ø Техникалық бағдарламасы Ø Аймақтық бағдарлама Ø Космостық бағдарлама Ø Қауіпті апаттарды азайту бағдарламасы
Жаһандық бақылау жүйесіне үлес қосушы спутниутік жүйелер: v АҚШ-тың Ұлттық ғарыштық кеңістікті зерттеу және аэронавтық басқармасы: Аква, Терра, Аута, TРMM, Квик. СКАТ, АГРИМСАТ, SORCE, GRACE, НМП EO-1, АЙССат и Клаудсат v Европалық ғарыш агенттіктері ЭНВИСАТ, ЕРС-2 v Франция Ұлттық ғарышты зерттеу орталығы Паразол КНЕС-НАСА ЯСОН-1 и КАЛИПСО v Қытай Ұлттық ғарыштық администрациясы ХЮ-1 В v Бразилия Ұлттық ғарыштық зерттеу институты СБЕРС-2, СБЕРС-2 В
Бразиилия, толық ресми атауы — Бразилия Федерациялық Республикасы (порт. República Federativa do Brasil, ) — Оңтүстік Американың жер көлемі бойынша және халық саны бойынша бірінші ел. Территориясы — 8. 514. 215, 9 км². Солтүстіктен оңтүстікке қарай 4320 км, шығыстан батысқа қарай 4328 км созылып жатыр. Чили мен эквадордан басқа Оңтүстік Америка елдерінің барлығымен шекараласады. Құрлықтағы шекарасы 16 мың км. Шығыстан Атлант мұхитымен шекарасы 7, 4 мың. км. Сонымен қатар Бразилияның және Мартин-Вас. құрамында бірнеше архипелагтар бар: Фернанду-ди-Норонья, Рокас, Сан. Педру-и-Сан-Паулу және Триндади
• Бразилияға ыссы ауа-райы тән. Орташа айлық температурасы 16 -29°С арасында ауытқиды. Шығыстан келген ауа массалары салдарынан шілде айында 1214°С арасында болады, үсік болуы мүмкін. Жауын-шашын түсі мөлшері және климат типі артүрлі таралған. Амазонияның батысында экваторлық ылғал климат (жылына 2000— 3000 мм жауын-шашын, айлық ауа температурасының амплитудасы 2— 3 °С), Амазонияның шығысында және Гвин және Бразиль жылына 1500— 2000 мм жауын-шашын, жағалауларда 3000 мм ). Панталда және Бразиль тауларының орталықтарында — субэкваторлық ылғал климат (жылына 1400— 2000 мм жауын-шашын) температура амплитудасы жоғары (әсіресе шет жағында — 45— 50 °C дейін ); солтүстікшығысында жауын-шашын мөлшері 500 мм-ге дейін төмендейді, жауын-шашын біркелкі жаумауынан жиі аңызақ байқалады. Шығыс шекарасында климат тропикалық пассатты, ыссы, құрғақ. Таудың оңтүстігінде үнемі ылғал, тропикалық.
Бразилиядағы метеорологиялық қызмет • Ресми атауы-Instituto Nacional de Meteorologia. ДМҰ-ға 1950 -ші жылы мүше болып кірді. • 400 станция бар, 20 аэрологиялық станция бар. Өз ішінде 10 аймаққа жіктеледі. Штаб пәтері ел астанасы Бразилида орналасқан. Dr. Antonio Divino Moura – INMET (Presidente)
Бразилияда 20 аэрологиялық станция бар Станция номері Станция атауы Ендігі Бойлығы Теңіз деңгейінен биіктігі 83288 Bom Jesus Da Lapa 13. 16 S 43. 25 W 458 m 83746 Galeao/Rio(civ/mil) 22. 49 S 43. 15 W 6 m 82900 Recife/Curado 8. 03 S 34. 55 W 7 m 83378 Brasilia (civ/mil) 15. 52 S 47. 56 W 1061 m 82332 Manaus/Ponta Pelada 3. 09 S 59. 59 W 84 m 83229 Salvador 13. 01 S 38. 31 W 51 m 83612 Campo Gande Intl 20. 28 S 54. 40 W 556 m 82599 Natal/Augusto Sever 5. 55 S 35. 15 W 52 m 82765 Carolina 7. 20 S 47. 28 W 212 m 83780 Sao Paulo/Congonhas 23. 37 S 46. 39 W 803 m
Станция номері Станция атауы Ендігі Бойлығы Теңіз деңгейінен биіктігі Caravelas 17. 44 S 39. 15 W 3 m 82983 Petrolina 9. 23 S 40. 29 W 370 m 83650 Trindade Island 20. 30 S 29. 19 W 5 m 83840 Curitiba/Afonso Pen 25. 31 S 49. 10 W 83899 Florianopolis Airport 27. 40 S 48. 33 W 5 m 83971 Porto Alegre/Salgad 30. 00 S 51. 11 W 3 m 83208 Vilhena 12. 44 S 60. 08 W 652 m 82397 Fortaleza 3. 44 S 38. 33 W 19 m 82824 Porto Velho (cv/mil) 8. 46 S 63. 55 W 88 m 6. 46 S 43. 01 W 138 m 83498 82678 Floriano 908 m
Артура Феррейра атты ғалымның метеорологиялық спутниктер арқылы түсірілген суреттер жинағы және бұл кітапта қашықтықтан зондылау жайында айтылған, метеорологиялық құбылыстарға сипатта берілген. Бразилияның экологиялық мониторингі көрсетілген.
Скачать презентацию Аэрология Жердің әсері болмайтын еркін атмосферада жүретін физикалық
Аэрология-.pptx