Метеорологические наблюдения
• Сведения о фактическом состоянии атмосферы (погоды) и прогнозе изменения его в будущем, называют метеорологической информацией. Для чего нужна метеорологическая информация и как ее получают? 1. Для изучения физических процессов, протекающих в атмосфере, 2. для обеспечения гидрометеорологической информацией различных отраслей хозяйства (авиация, энергетика, с/х и лесное хозяйство) 3. для прогнозирования погоды 4. для обобщения данных и составления справочников по гидрометеорологии и климату, 5. для научных исследований в природных условиях
необходимо проводить метеорологические наблюдения Эти наблюдения выполняют гидрометеорологические станции и посты по всему земному шару. Для изучения географического распределения метеорологических величин и сравнения состояния атмосферы, т. е. погоды и климата, в различных регионах земного шара необходимо, чтобы метеостанции в каждой отдельной стране и во всех странах мира вели наблюдения по единым методикам, по однотипным приборам и в определенные сроки.
• В СНГ для производства гидрометеорологических наблюдений создана обширная сеть гидрометеорологических станций и постов. Гидрометеорологические станции делятся на основные, включающие несколько типов (например, станции метеорологические, гидрологические, аэрологические, актинометрические), и специальные (Воднобалансовые, теплобалансовые).
В зависимости программы наблюдений основные гидрометеорологические станции делятся на 1, 2 и 3 разряды. Наиболее полные наблюдения проводят метеостанции 1 разряда. Кроме того, для изучения климата, закрепленного за ними района, и осуществления технического и научного руководства и контроля за работой станций и постов созданы гидрометеорологические обсерватории.
Оперативную работу по руководству сетью метеостанций и постов, по составлению прогнозов погоды, обеспечению хозяйства гидрометеорологической информацией по отдельным крупным районам страны осуществляет несколько десятков территориальных и республиканских управлений Гидрометслужбы. Руководство гидрометеорологической системой наблюдений осуществляет Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (РОСГИДРОМЕТ). Задачей метеорологической службы является научное исследование атмосферы и практическое обслуживание отраслей хозяйства информацией о погоде и климате и прогнозами погоды.
Наземная метеорологическая реперная сеть России, включающая 454 пункта наблюдений (черные и красные кружки), из них 135 пунктов участвуют в международном обмене в рамках программы ГСНК (красные кружки).
Единый государственный фонд данных представляет собой упорядоченную, постоянно пополняемую совокупность документированной информации о состоянии окружающей природной среды, ее загрязнении, получаемой в результате деятельности Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, других заинтересованных федеральных органов исполнительной власти, их территориальных органов, органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации, физических и юридических лиц независимо от их организационно правовой формы в области гидрометеорологии и смежных с ней областях (метеорологии, климатологии, агрометеорологии, гидрологии, океанологии, гелиогео физики), мониторинга состояния окружающей природной среды, ее загрязнения
Участники деятельности ЕГФД Росгидромета Межрегиональные территориальные управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Росгидромета Территориальные управления по гидрометеорологи и и мониторингу окружающей среды Росгидромета Научноисследовательск ие институты Росгидромета Верхне-Волжское УГМС Дальневосточное УГМС Забайкальское УГМС Западно-Сибирское УГМС Иркутское УГМС Обь-Иртышское УГМС Приволжское УГМС Северное УГМС Северо-Западное УГМС Северо-Кавказское УГМС Среднесибирское УГМС Уральское УГМС Центрально. Черноземное УГМС ГУ “Башкирское УГМС” ГУ “Камчатское УГМС” ГУ “Колымское УГМС ГУ “Мурманское УГМС” ГУ “Приморское УГМС” ГУ “Сахалинское УГМС” ГУ “УГМС Республики Татарстан” ГУ “Чукотское УГМС” ФГУ “Якутское УГМС” ГУ “ААНИИ” ГУ “ВГИ” ГУ “ВНИИГМИ-МЦД” ГУ “ВНИИСХМ” ГУ “ГГИ” ГУ “ГГО” ГУ “Гидрометцентр России” ГУ “ГОИН” ГУ “ГХИ” ГУ “ДВНИГМИ” ГУ “ИГКЭ Росгидромета и РАН” ГУ “ИПГ” ГУ “Касп. МНИЦ” ГУ “НИЦ “Планета” ГУ “НПО “Тайфун” ГУ “ЦАО” Центральны е оперативнопроизводств енные организации Военизированны е службы по активному воздействию на гидрометеоролог ические процессы
Лицензиаты, расположенные на территории деятельности Верхне Волжского УГМС Наименование организации лицензиата, её адресные реквизиты Виды информации, по которым формируются информационные ресурсы Территории, по которым формируются информационные ресурсы 1 2 3 Сведения об информационных ресурсах Наименование базы данных, кол-во пунктов наблюдения Период наблюдений Вид носителя информации и его объем Место хранения информацион ных ресурсов 4 5 6 7 1. ОАО “Автодормостпро ект”, 426033, г. Ижевск, ул. Кирова, 22 Гидрологическая информация Удмуртская Республика Эпизодические наблюдения. Подготовка и предоставление аналитической и расчетной информации 2003– 2005 г. г. в 2006– 2010 г. г. наблюдения не проводилис ь 2. МП “Региональный Центр экологического мониторинга” 606025, г. Дзержинск, Нижегородской обл. , ул. Гайдара, 74 Загрязнение атмосферного воздуха, почв, поверхностных вод (включая гидробиологические показатели) г. . Дзержинск и Нижегородская область Разовые наблюдения Период на разных объектах. наблюдения согласно договорным обязательст вам с предприяти ями и организация ми Бумажный У лицензиата Бумажный (протоколы КХА) У лицензиата
Наблюдаемые метеорологические элементы: • • • давление атмосферного воздуха, температура, влажность воздуха, скорость и направление ветра, облачность (количество, форма, высота облаков), осадки (количество и интенсивность осадков), Солнечная радиация(прямая, рассеянная, альбедо, отраженная, радиационный баланс); Продолжительность солнечного сияния; температура, влажность, глубина промерзания и оттаивания почвы; высота и водность снежного покрова; испарение и др. Метеоявления – это про цессы, проте кающие в атмосфере. К ним относятся дождь, град, туман, метель, буран, вьюга, снег, гроза, гололед, снежная крупа, морось и т. д.
Фиксируются метеорологические явления • Метеорологические явления – это процессы, протекающие в атмосфере. • К ним относятся : • атмосферные осадки: дождь (ливень, морось, град, туман), снег (метель, вьюга, снежная крупа), • гроза, • гололед • начало и конец периода со снежным покровом
ОПАСНЫЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ И ИХ КРИТЕРИИ 1. очень сильный ветер (в т. ч. шквал) – не менее 25 м/с, (включая порывы), на побережье морей и в горных районах не менее 35 м/ с; 2. очень сильный дождь – не менее 50 мм за период не более 12 ч 3. ливень не менее 30 мм за период не более 1 ч; 4. очень сильный снег – не менее 20 мм за период не более 12 ч; 5. крупный град не менее 20 мм; 6. сильная метель при средней скорости ветра не менее 15 м/с и видимости менее 500 м;
7. Сильная пыльная буря – при средней скорости ветра не менее 15 м/с, и видимости не более 500 м; 8. Сильный туман – видимость не более 50 м; 9. Сильное гололедно изморозевое отложение не менее 20 мм для гололеда, не менее 35 мм для снежного отложения или мокрого снега, не менее 50 мм для изморози. 10. Сильная жара Высокая максимальная температура воздуха не менее 35 ºС в течение более 5 сут. 11. Сильный мороз Минимальная температура воздуха не менее минус 35ºС в течение не менее 5 сут.
Опасные гидрометеорологические явления В 2009 году на территории России было зарегистрировано 390 случаев возникновения опасных метеорологических явлений (ОЯ) и КНЯ – комплекса неблагоприятных явлений
ОЯ по месяцам за 2009 год Месяц Сильн Осадк Замороз Жара Мороз Туман ый и ки ветер КНЯ Гололедн Метель Град ые явления Пыльн Смерч Всего ОЯ ые бури Январь 8 4 4 2 1 7 - - 26 Февраль 8 2 6 3 2 9 - - 30 Март 7 5 2 4 - 6 - - 24 Апрель 8 2 4 3 - 7 - - 24 Май 11 6 5 7 - 1 1 - 31 Июнь 12 13 9 3 18 - - 9 - 64 Июль 6 22 2 9 13 - - 4 1 57 Август 1 22 6 9 - - 2 2 42 Сентябрь 2 8 8 3 - - 1 4 26 Октябрь 7 6 3 5 - - - 1 22 Ноябрь 4 2 3 4 - 1 16 Декабрь 1 3 8 9 3 4 - - 28 ГОД-2009 75 95 37 12 23 1 80 6 35 17 9 390 ГОД-2008 89 80 34 9 11 6 98 13 30 24 10 404 1
Количество зарегистрированных ОЯ по сравнению с 2008 годом снизилось на 4% (14 случаев). Наиболее высокая повторяемость (95 случаев) приходится на сильные осадки. Часто наблюдался сильный ветер (75 случаев), который, как правило, наносит наиболее значительный ущерб секторам экономики и частному сектору. КНЯ отмечались 80 раз, и хотя по своим параметрам они не достигали критериев ОЯ, но в значительной степени затрудняли жизненную и хозяйственную деятельность регионов.
Наибольшая повторяемость ОЯ приходится на теплый период года (с мая по сентябрь) – 220 случаев (56%), что обусловлено активной конвекцией, которая наблюдается по всей территории России.
Температурный режим По температурным характеристикам 2009 год в целом для территории России был заметно холоднее 2008 года. Периодов сильных морозов в 2009 г. было отмечено 23 случая (в 2008 г. только 11), а периодов с аномально жаркой погодой 12 случаев (в 2008 г. 9). Наиболее холодным выдался декабрь 2009 г. , когда на территории страны были зарегистрированы 8 случаев экстремально низких температур. Количество заморозков в вегетационный период в 2009 году наблюдалось на 9% больше, чем за аналогичный период 2008 года.
Распределение количества ОЯ по годам: общее количество и количество непредусмотренных ОЯ На рисунке приведены данные о динамике количества ОЯ за 1996 2009 гг. , но относящиеся лишь к опасным явлениям и комплексам метеорологических явлений (включая гидрологические и агрометеорологические явления), которые являлись источником чрезвычайных ситуаций, угрожали жизнедеятельности населения или нанесли значительный экономический ущерб (общее число и количество непредусмотренных ОЯ).
На рисунке информация об ОЯ источниках чрезвычайных ситуаций в 2009 г. детализирована по месяцам.
Наибольшая активность возникновения опасных явлений на территории РФ наблюдается в период с мая по август. В целом за 2009 год число ОЯ, нанесших значительный ущерб отраслям экономики и жизнедеятельности населения, составило 385. Это на 36 больше, чем в 2008 году, но на 51 меньше, чем в рекордном 2007 году. Общее число ОЯ и КМЯ (включая агрометеорологические и гидрологические) в 2009 году составило 923, что на 15% меньше, чем 2008 году, когда их было 1 090.
Всемирная метеорологическая организация (ВМО). • Атмосферные процессы носят глобальный характер, в связи с этим для изучения и прогнозирования погоды необходимы сведения о состоянии атмосферы и земной поверхности по всей планете. • Для обеспечения постоянных наблюдений за состоянием атмосферы Земли и её взаимодействия с океанами (мониторинга), обмена и систематизации метеорологической информации была создана Всемирная метеорологическая организация (ВМО). • Это специализированное учреждение Организации Объединенных Наций, которое осуществляет обмен метеорологической информацией, следит за соблюдением единой методики наблюдений, отвечает за распространение результатов научно методических исследований и обмен, принимает и разрабатывает ряд крупнейших научных программ, таких как Всемирная климатическая программа, программа исследования глобальных атмосферных процессов и др.
Всемирная Метеорологическая огранизация • Единство метеорологических наблюдений координируется Всемирной Метеорогической организацией (ВМО) при ООН • ЕЕ функции не управление, а координация работы метеорологических служб стран мира • Штаб квартира в Женеве
• В рамках ВМО с 1968 г. функционирует Всемирная служба погоды (ВСП), состоящая из глобальных систем наблюдений, телесвязи и обработки данных. • Возглавляют Всемирную службу погоды три крупных мировых метеорологических центра (в Москве, Вашингтоне и Мельбурне) и 25 региональных центров. • Благодаря ВСП каждая страна имеет возможность получить метеорологические данные по территории соседних стран, северного полушария, а также земного шара. • Кроме метеорологических данных, гидрометеорологические службы стран членов ВМО могут получить через определенные радиоцентры и Интернет связь обработанные синоптические карты фактического состояния атмосферы, прогнозы погоды, данные метеоспутников и т. п.
Глобальная система метеорологических наблюдений – это первая географическая технология, прототип будущей системы мониторинга состояния всех геосфер!
Организация Метеорологических наблюдений Наземные наблюдения Организация Сбора данных Комплектация Метеорологической Площадки Другие Наблюдательские платформы Система обработки И архивации Радиозондирование Анализ и Контроль Метеорологические Радиолокаторы Прогнозы погоды Метеорологические Спутники Земли Основные приборы Банки Метеорологических данных Метеорологические наблюдения – наиболее совершенная из систем накопления географических данных
Методы метеорологических исследований • В метеорологических исследованиях наиболее широко используются три метода. • 1. Метод наблюдений в естественных условиях с помощью приборов, позволяющих постоянно измерять значения основных метеорологических величин, является основным в метеорологии. Метеорологические приборы устанавливаются на метеоплощадке под открытым небом, согласно требованиям, изложенным в специальных метеорологических наставлениях. На станциях устанавливаются также самопищущие приборы, дающие непрерывную автоматическую регистрацию важнейших метеовеличин. • 2. Наряду с методом наблюдений применяются экспериментальный метод, заключающийся в проведении разнообразных экспериментов в природных и лабораторных условиях • 3. физико математический метод, базирующийся на использовании законов физики, термо и гидродинамики.
Принципы функционирования глобальной системы метеорологических наблюдений: I. Единство качества наблюдений, т. е. 1) Е д и н с т в о м е т о д о в и з м е р е н и й достигается тем, что используемое оборудование должно отвечать единым требованиям: a) Стандартные метрологические характеристики b) Периодически поверяться 2) Репрезентативность мест наблюдения II. Использование единого времени
Единство времени обеспечивается соблюдением времени стандартных сроков наблюдений 00, 03, 06, 09, 12, 15, 18, 21 по универсальному времени Местное(среднее солнечное) время t наблюдений вычисляется по универсальному (гринвичскому) UT и долготе (западная отрицательна): t = UT - 0/150 (В РФ поясное время увеличено в зимний период на 1 ч (декретное время), а в летний период на 2 ч (летнее время)
Метеорологическая площадка ХХ век и ХХI век
Современные наземные метеостанции
ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ В ЛЕСУ • Метеорологические факторы оказывают большое влияние на лесную растительность, почву, фауну и микрофлору, определяют ход процессов влагооборота, круговорота элементов питания и энергетический баланс лесных биогеоценозов. • С другой стороны лес как специфический вид подстилающей поверхности существенно влияет на погоду и климат данной территории. •
Гидрометеорологические наблюдения в лесу проводятся в широких масштабах и с самыми разнообразными целями. Эти цели могут быть, например, следующими: 1. Изучение влияния леса, лесных полос и различных посадок на метеорологические факторы, погоду и климат; 2. Изучение влияния метеорологических факторов на лесные биогеоценозы и на различные компоненты леса (почву, растительность, фауну, полезную и вредную микрофлору); 3. Изучение закономерностей формирования баланса энергии, элементов питания, водного режима почв и растений; 4. Изучение влияния особо опасных метеорологических факторов на лес (сильные ветры, заморозки, град, гололед, засухи, ливни, экстремальные температуры воздуха и почвы); 5. Изучение микроклиматических особенностей леса и их влияние на компоненты лесных биогеоценозов; 6. Изучение влияния метеорологических факторов на лесохозяйственную деятельность
• Гидрометеорологические наблюдения в лесу в комплексе с другими исследованиями позволяют глубже понять природу лесных биогеоценозов и разработать эффективные хозяйственные мероприятия, направленные на повышение производительности лесных земель и усиление защитных функций лесов. • Гидрометеорологические наблюдения в лесу проводятся обычно приборами, предназначенными для измерения метеовеличин в полевых условиях, методики их могут иметь особенности в зависимости от цели, с которой эти наблюдения проводятся. Особенно важно учитывать, что основной деятельной поверхностью в лесу является полог древостоя, и метеорологические условия значительно различаются в вертикальном направлении. Поэтому во многих случаях наблюдения необходимо проводить на разных высотах (у поверхности почвы, на высоте 2 м, в пологе древостоя и над ним). Для сравнения и контроля полученных результатов следует использовать данные ближайшей к изучаемому объекту метеостанции Гидрометслужбы СНГ.
Наблюдаемые метеорологические элементы: • • • давление атмосферного воздуха, температура, влажность воздуха, скорость и направление ветра, облачность (количество, форма, высота облаков), осадки (количество и интенсивность осадков), Солнечная радиация(прямая, рассеянная, альбедо, отраженная, радиационный баланс); Продолжительность солнечного сияния; температура, влажность, глубина промерзания и оттаивания почвы; высота и водность снежного покрова; испарение и др. Метеоявления – это про цессы, проте кающие в атмосфере. К ним относятся дождь, град, туман, метель, буран, вьюга, снег, гроза, гололед, снежная крупа, морось и т. д.
Фиксируются метеорологические явления • Метеорологические явления – это процессы, протекающие в атмосфере. • К ним относятся : • атмосферные осадки: дождь (ливень, морось, град, туман), снег (метель, вьюга, снежная крупа), • гроза, • гололед • начало и конец периода со снежным покровом
ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА И ПОЧВЫ • • • • Для количественной оценки температуры в настоящее время используются три шкалы: стоградусная, абсолютная Фаренгейта. В качестве основной шкалы с 1968 г. принята международная практическая температурная шкала МПТШ 68, основывающаяся на нескольких реперных точках: тройная точка 0, 01°С; кипения воды 100°С; точка плавления льда 0°С; кипения кислорода — 182, 96°С и т д. Эта шкала позволяет использовать при измерениях как международную практическую температуру Цельсия (t°С), так и международную практическую температуру Кельвина (ТК). В СНГ и в большинстве других стран мира для измерения температуры используется шкала Цельсия (°С). Нижняя реперная точка этой шкалы (0°) соответствует точке плавления льда; верхняя (100°) – соответствует точке кипения воды при нормальном давлении (1013 г. Па). Промежуток между этими точками разбит на 100 равных частей. 1/100 этого промежутка и носит название один градус Цельсия (tºC).
В теоретической метеорологии используется абсолютная термодинамическая шкала Кельвина К. По этой шкале точка плавления льда (0°С) соответствует 273 К. В абсолютной шкале температура не может принимать отрицательных значений. Связь данных температур определяется соотношением t °С= Т К – 273, 16°С.
• • Для измерения температуры воздуха в стационарных условиях используются 3 термометра: психрометрический (сухой), максимальный и минимальный. Устанавливаются они на метеорологической площадке в психрометрической будке в специальном штативе: психрометрический термометр в вертикальном положении, минимальный и максимальный в горизонтальном, причем максимальный с небольшим наклоном в сторону резервуара. Резервуары термометров располагаются на высоте 2 м от поверхности почвы.
изменения 8 раз в сутки с точностью 0, 1 ºС Психрометрический термометр ТМ-4 используется для измерения температуры воздуха в срок наблюдений и является наиболее точным и чувствительным метеорологическим термометром. В качестве термометрической жидкости используется ртуть. Это термометр с шаровидным резервуаром и металлическим колпачком на верхнем его конце (колпачок необходим для крепления термометра в штативе). Цена деления шкалы термометра 0, 2°С. Термометр максимальный ТМ 1: 1 штифт; 2 резервуар; 3 капилляр. Устройство, обеспечивающее сохранность минимальных значений температуры: 1 — капилляр; 2— штифт; 3—мениск спирта.
Измерение температур воздуха в лесу Устанавливают будку Селянинова на деревянном столбе так, чтобы до резервуаров термометров от поверхности земли было 1, 5 м. Для измерения температур воздуха в лесу в походных условиях используют также аспирационный психрометр. Это компактный, легкий, удобный в работе прибор, не требующий при измерениях защиты от радиации. Измерения им можно проводить на любой доступной высоте. Будка Селянинова
Измерение температуры поверхности почвы Для измерения температур поверхности почвы, а также снежного покрова, используются срочный, максимальный и минимальный термометры. На метеорологических станциях и постах для установки почвенных термометров подготавливается площадка размером 4 х 6 м, растительный покров с площадки убирается, поверхность почвы взрыхляется. В дальнейшем по мере необходимости площадка пропалывается и рыхлится. Термометры укладываются на поверхность почвы, при этом их несколько вдавливают в почву с таким расчетом, чтобы резервуар и защитная стеклянная оболочка наполовину погружались в нее. Устанавливают термометры в центре площадки резервуарами на восток, срочный и минимальный термометры ─ строго горизонтально, максимальный термометр ─ с небольшим наклоном в сторону резервуара.
Максимальный и минимальный термометры используются те же, что и при измерении температур воздуха. Срочный термометр ТМ 3 ртутный с цилиндрическим резервуаром цена деления 0, 5 °С.
Измерение температуры почвы на разных глубинах • Для измерения температур почвы на разных глубинах используются коленчатые термометры Савинова, термометр щуп и вытяжные почвенно глубиные термометры. • С этой же целью могут использоваться дистанционные термометры сопротивления (установка М 54 2 для измерения температуры почвы на разных глубинах в 10 точках), электротермометры (АМ 2 М 1 для измерения температур почвы в пахотном слое) и др. • По сравнению с жидкостными, термометры сопротивления и электротермометры более сложны, дороги, иногда недостаточно точны (АМ 2 М 1 имеет точность измерений ± 1 °С) и менее удобны для наблюдений в условиях леса. Поэтому данные термометры в настоящих указаниях не рассматриваются.
Коленчатые термометры Савинова применяются для измерения температур почвы на глубинах 5, 10, 15 и 20 см (Рис. 10). На метеостанциях и постах их устанавливают на одной площадке с термометрами для измерения температур поверхности почвы. В лесу, как правило, наблюдения проводятся под пологом естественной растительности.
• Термометр-щуп АМ-6 является переносным полевым прибором и предназначен для измерения температур почвы на глубинах от 3 до 40 см. Он состоит из жидкостного толуолового термометра, помещенного в специальную пластмассовую или металлическую оправу 2.
Термометры почвенные вытяжные ТПВ-50 предназначены для измерения температур почвы на глубинах от 20 до 320 см под естественной растительностью. Комплект вытяжных термометров состоит из 5 или 8 термо метров. Комплект из 5 термометров служит для измерения температуры почвы на глубинах 20, 40, 80, 160 и 320 см, комплект из 8 термометров на глубинах 20, 40, 60, 80, 120, 160, 240 и 320 см. Термометры ртутные с ценой деления шкалы 0, 2°С.
ИЗМЕРЕНИЕ солнечной РАДИАЦИИ • К коротковолновой радиации относятся прямая S, рассеянная D, суммарная Q и отраженная R. • К длинноволновой радиации относятся: излучение деятельной поверхности земли Eз, излучение атмосферы Eа. • Энергетическая освещенность радиации (поток радиации) в системе единиц СИ измеряется в ваттах на кв. метр (Вт/м 2) или в джоулях на кв. метр (Дж/ см 2).
Приборы и методики измерения радиации • Схема термоэлектрического приемника: I спай, закрашенный черной краской; 2 — спай, закрашенный белой краской; 3—гальванометр. 2 1 М К М 3 Гальванометр ГСА 1 МА
Термоэлектрический актинометр АТ-50, М-3 предназначен для измерения интенсивности прямой солнечной радиации на перпендикулярную к лучам солнца поверхность
Термоэлектрический пиранометр П-З×З, М-80 М для измерения суммарной Q и рассеянной D радиации на горизонтальную поверхность. Пиранометр М 80 М имеет устройство для опрокидывания стойки прибора приемником вниз, что позволяет измерять интенсивность отраженной радиации R, необходимой для расчета альбедо подстилающей поверхности. Термоэлектрические альбедометры интенсивности суммарной, рассеянной и отраженной радиации. Используя данные этих измерений, можно определить альбедо по формуле: А = R/Q × 100, а также рассчитать интенсивность прямой солнечной радиации на горизон тальную поверхность (S').
• При измерении прямой, рассеянной и суммарной радиации, делают 3 отсчета по гальванометру N 1, N 2, N 3, с промежутками 10 − 15 сек. • Для измерения альбедо делают 3 отсчета при положении прибора приемником вверх N 1, N 2, N 3, затем 3 отсчета при положении приемником вниз N 4, N 5, N 6 (для измерения отраженной радиации), и снова 3 отсчета при положении приемником вверх N 7 , N 8, N 9.
продолжительность солнечного сияния • Гелиограф универсальный
атмосферное давление • Важнейшей характеристикой физического состояния атмосферы является атмосферное давление. Различия давления в пространстве являются причиной движения воздуха, а изменения во времени свидетельствуют о прохождении атмосферных фронтов, циклонов и антициклонов, о смене воздушных масс. • Данные об атмосферном давлении необходимы для составления синоптических карт и прогнозов изменения погоды, для расчета характеристик влажности воздуха.
ИЗМЕРЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ • Атмосферное давление представляет собой силу, с которой воздух давит на земную поверхность и на все предметы, находящиеся на ней. • Величина этой силы определяется весом столба воздуха единичного сечения (м²) и высотой от данной поверхности до верхней границы атмосферы.
• Основной единицей в Международной системе единиц (СИ) при измерении атмосферного давления является паскаль (Па). • Паскаль равен силе 1 Н, действующей равномерно на площадь 1 м². • В метеорологии давление выражают в гектопаскалях. 1 г. Па = 100 Па.
• Ранее давление измерялось в миллибарах и в миллиметрах ртутного столба. Соотношение единиц измерения давления следующее: 1 Па = 0, 01 мб = 0, 0075 мм рт. ст. ; 1 мб = 100 Па = 0, 75 мм рт. ст. ; 1 мм рт. ст. = 1, 33 мб = 133 Па=1, 33 г. Па.
Так как плотность ртути при температуре 0°С составляет 13, 596 г/см³, то атмосферное давление численно равно силе, с которой масса 10333 кг (760 × 13, 596) давит на поверхность в 1 м². Вес этого воздуха равен 101325 Н (10333 × 9, 81, где 9, 81 м/с² – ускорение силы тяжести).
Среднее для атмосферы давление на уровне моря на широте 45° приблизительно равно 101325 Па или 1013, 25 г. Па (760 мм рт. ст. ), которое принято называть нормальным атмосферным давлением.
Станционный ртутный чашечный барометр отсчитывают показания барометра с точностью до 0, 1 деления шкалы.
Барометр – анероид БАММ-1 предназначен для измерения атмосферного давления в стационарных и полевых условиях. Внешний вид барометра анероида (а) и схема барометра анероида (б): 1 – корпус; 2 – анероидная коробка; 3 –передаточный механизм; 4 – стрелка.
Производство измерений. • При измерениях барометр анероид устанавливают на горизонтальную поверхность. • 1. Сначала производят отсчет температуры прибора с точностью 0, 1°С, • 2. затем слегка постукивают по стеклу, чтобы преодолеть трение в передаточном механизме, • 3. снимают отсчет с точностью 0, 1 деления шкалы. • Чтобы получить величину атмосферного давления в паскалях (Па), отсчет умножают на 1000. • 1 г. Па=100 Па
В показания анероида вводят три поправки: шкаловую, температурную и добавочную. Поправки берутся из поверочного свидетельства, прилагаемого к барометру. 1. Шкаловая (инструментальная) поправка вводится из за неточностей в изготовлении механизма прибора и шкалы. Так как поправки шкалы прибора различны для разных ее участков, то данную поправку нужно интерполировать на величину отсчета давления. 2. Температурная поправка обусловлена зависимостью упругих свойств анероидных коробок от температуры. Величина этой поправки равна произведению поправки на 1°С (указывается в поверочном свидетельстве) и температуры по термометру барометра анероида. 3. Добавочная поправка обусловлена изменением в течение эксплуатации прибора упругих свойств металлических частей прибора (анероидной коробки, пружины и т. д. ). Исправленное значение атмосферного давления равно алгебраической сумме отсчета по прибору и поправок. Барометр анероид дает менее точные показания, чем ртутный барометр, но он очень удобен в обращении вследствие своей компактности, легкости и поэтому получил большое распространение.
Задания для лабораторных работ 1. Изучить устройство приборов, их установку и методику измерения атмосферного давления ртутным барометром и барометром анероидом. 2. Измерить атмосферное давление барометром анероидом на 2 х уровнях. Рассчитать исправленные значения атмосферного давления на этих уровнях. 3. Рассчитать превышение двух уровней в метрах, используя формулу Бабине.
Измерение атмосферного давления является основой барометрического нивелирования. Превышение между двумя точками определяется в этом случае по упрощенной формуле, вывод которой принадлежит французскому метеорологу Бабине: h – превышение между двумя точками в м; Р 1 и Р 2 – давление в г. Па на нижнем и верхнем уровнях; α = 0, 00366 – коэффициент температурного расширения газов; t – средняя температура слоя между уровнями, °С.
Скачать презентацию Метеорологические наблюдения Сведения о фактическом
Метеорологические наблюдения.ppt