Организация метеорологических наблюдений

МЕТЕОРОЛОГИЯ И КЛИМАТОЛОГИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным и практическим занятиям для студентов лесохозяйственного факультета, обучающихся по направлению 656200 «Лесное хозяйство и ландшафтное строительство» заочной формы обучения (4 года и 6 лет)

Брянск 2010

Составитель: Устинова Татьяна Семёновна

Рецензент: Ткаченко А.Н. профессор кафедры садово-паркового и ландшафтного строительства

Рекомендованы редакционно-издательской, учебно-методической
комиссиями ЛХФ (протокол № 47 от 2.07. 2010 г.)

© Брянская государственная

инженерно-технологическая академия

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Брянская государственная инженерно-технологическая академия»

Кафедра лесоводства, лесных культур и почвоведения

Утверждены на заседании научно-методического совета БГИТА Протокол № 6 от 1.07.2010г.

МЕТЕОРОЛОГИЯ И КЛИМАТОЛОГИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным и практическим занятиям для студентов лесохозяйственного факультета, обучающихся по направлению 656200 «Лесное хозяйство и ландшафтное строительство» заочной формы обучения (4 года и 6 лет)

Брянск 2010

Введение

В настоящее время, несмотря на существенно большую техническую вооруженность и защищенность от воздействий природных явлений, без правильного учета информации о текущем и будущем состоянии атмосферы не может обойтись ни одна отрасль современного хозяйства.

Особую роль гидрометеорологическая информация приобретает в современном индустриальном обществе в связи с необходимостью борьбы с природными и антропогенными экологическими катастрофами, так как неправильное использование или неиспользование этой информации не только приводит к увеличению вероятности экологических катастроф, но и расширяет их масштаб, а также затрудняет и удорожает работы по борьбе с экологическими катастрофами и их последствиями.

Работнику лесного хозяйства необходимы знания о законах и закономерностях состава, строения, динамики воздушной оболочки, формирования погоды и климата, влияния леса на метеорологические элементы и наоборот.

Метеорологические данные, получаемые в результате наблюдений, служат основой для составления прогнозов погоды, оценки условий на водных объектах, уровней загрязнения природной среды, предупреждений об опасных и стихийных гидрометеорологических явлениях и для многих других целей.



Настоящие методические указания содержат краткое описание принципов действия и устройства наиболее распространенных метеорологических приборов используемых на метеорологических станциях и постах для производства наблюдений. Приведены основные сведения о методиках метеорологических измерений. Кроме того, в них приводятся современные системы сбора и обработки метеорологической информации (ГИС Метео, ТрансМет, ТрансМет-Web, АИС «Метеоцентр», АИИС «Погода»).

При подготовке методических указаний использованы методические разработки кафедр лесных культур и почвоведения БГИТА, С-Петербурской лесотехнической академии, Марийского государственного технического университета.

Организация метеорологических наблюдений

Метеорологические наблюдения – это инструментальные измерения и визуальные (зрительные) оценки метеорологических величин и явлений. Достигается это путем организации большого числа пунктов (станций и постов) наблюдения по единой программе и с помощью однотипных приборов.

Метеорологические данные, получаемые в результате наблюдений, служат основой для составления прогнозов погоды, оценки условий на водных объектах, уровней загрязнения природной среды, предупреждений об опасных и стихийных гидрометеорологических явлениях и для многих других целей.

Сроки наблюдений, записи начала и окончания атмосферных явлений в книжках, таблицах и других материалах наблюдений на всех станциях, входящих в наземную сеть наблюдений и контроля природной среды производятся по московскому (зимнему) времени, которое отличается на плюс 3 ч от среднего Гринвичского, принятого за международное. Исключение составляют наблюдения за продолжительностью солнечного сияния, которые выполняются по истинному солнечному времени.



На всех метеорологических станциях наблюдения производятся в единые синхронные сроки наблюдений: 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 и 21 ч московского (зимнего) времени.

Под сроком наблюдений понимается интервал времени продолжительностью 10 мин, заканчивающийся точно в указанный час. Так, под сроком 6 понимается интервал времени от 5 ч 50 мин до 6 ч 00 мин.

При записи сроков наблюдений в книжках, таблицах и других материалах наблюдений за конец суток принимается срок, ближайший к 20 ч поясного декретного (зимнего) времени. С момента окончания этого срока начинаются новые сутки.

При метеорологических наблюдениях в указанные сроки производятся измерения температуры и влажности воздуха, характеристик ветра, атмосферного давления, температуры почвы, видимости, высоты нижней границы облачности, а также определение количества и форм облаков.

В сроки, ближайшие к 8 и 20 ч поясного декретного (зимнего) времени, производится измерение количества осадков, выпавших за ночную и дневную половины суток.

В срок, ближайший к 8 ч поясного декретного (зимнего) времени, производятся наблюдения за состоянием подстилающей поверхности.

Наблюдения за атмосферными явлениями и состоянием погоды ведутся на станциях непрерывно в течение суток.

При наличии снежного покрова ежедневно производятся измерения высоты снежного покрова и определение характеристик его состояния (в срок, ближайший к 8 ч поясного декретного (зимнего) времени), а также регулярно (один раз в 10 дней или один раз в 5 дней) снегосъемки на закреплённых маршрутах.

Метеорологическая площадка

Метеорологическая площадка служит для установки приборов и оборудования, необходимых при производстве метеорологических наблюдений в приземном слое атмосферы.

Метеорологическая площадка выбирается на участке, характерном (типичном) для окружающей местности и не отличающемся от окружающей территории какими-либо особенностями теплообмена и влагообмена подстилающей поверхности с атмосферой.

Метеорологическая площадка должна быть удалена от невысоких отдельных препятствий (одноэтажных построек, отдельных деревьев и т.п.) на расстояние не меньше 10-кратной высоты этих препятствий. От значительных по протяженности препятствий (лесов, больших групп построек и т.п.) площадка должна быть удалена на расстояние не меньше 20-кратной высоты этих препятствий.

Нельзя размещать метеорологическую площадку вблизи глубоких оврагов, обрывов и других изломов рельефа.

Метеорологическая площадка станции должна иметь форму квадрата размеров 26 х 26 м. На станциях с неполной программой наблюдений разрешается уменьшение площадки до размеров 20 х 16 м. При размещении на метеорологической площадке дополнительных приборов и установок, размеры площадки могут быть увеличены в соответствии с требованиями к этим установкам и требованиями об исключении влияния этих установок на результаты измерений основных метеорологических элементов.

Метеорологические приборы и оборудование на площадке должны быть размещены строго в определённом порядке. Мачты с анеморумбометром и флюгерами, а также гололедный станок устанавливаются в северной части площадки; психрометрическая будка и будка для самописцев, а также осадкомер и плювиограф размещаются в середине площадки; южная часть площадки отводится для наблюдений за температурой почвы, для этого выделяют участок с естественным покровом для установки почвенно-глубинных термометров и мерзлотомера и оголённый участок для установки напочвенных и коленчатых термометров Савинова.

Для сохранения поверхности метеорологической площадки в естественном состоянии на площадке прокладываются специальные дорожки для подхода к приборам. Ширина дорожек должны быть не менее 0.4 м. Рекомендуется покрывать дорожки утрамбованным песком или мелким щебнем. Запрещается асфальтовые и бетонные покрытия дорожек.

Метеорологическая площадка должна быть огорожена для сохранения естественной поверхности площадки, а также для сохранности установленного на ней оборудования. Высота ограды 1.2-1.5 м. Калитка (дверца) может быть устроена с любой стороны (кроме южной). И она должна запираться.

Высота травы на площадке не должна превышать 20 см. Поэтому ее надо периодически скашивать и сразу же убирать с площадки.

Естественное состояние снежного покрова не должно нарушиться. Даже дорожки расчищать не следует. Допускается только срезание сугробов, уборка снега с будок и планок осадкомера.

Рис. 1 План размещения оборудования и приборов на метеорологической площадке (расстояние указаны в метрах)

1- флюгер с лёгкой доской; 2 – флюгер с тяжёлой доской; 3- гололёдный станок; 4 – будка психрометрическая; 5 - снегомерная рейка; 6 – будка психрометрическая запасная; 7 – будка для самописцев; 8 – осадкомер; 9 – плювиограф; 10 – снегомерная рейка; 11 – гелиограф;

I – оголённый участок; 12 – напочвенные термометры; 13 - коленчатые термометры Савинова;

II – участок с естественным растительным покровом; 14 – снегомерная рейка; 15 - почвенно-глубинные термометры; 16 - мерзлотомер.

Метеорологическая площадка должна быть электрифицирована. Все приборы и установки должны быть в исправном рабочем состоянии. Ограда площадки, будки, лесенки, подставки приборов должны своевременно окрашиваться белой краской.

Современные системы сбора и обработки

метеорологической информации

Сбор данных и доведение их до потребителей представляют не менее важную задачу, чем выполнение наблюдений. Быстрота здесь играет важнейшую роль, поскольку данные будут обесценены, если не попадут вовремя и в нужном содержании к потребителю (организациям службы прогнозов, непосредственно обслуживаемым организациям и т.п.).

Новейшим техническим средством получения информации с территории всего земного шара являются искусственные спутники Земли (ИСЗ), впервые в мире запущенные в нашей стране. Они открыли перед метеорологией совершенно новые возможности зондировать атмосферу сверху, из космоса. Спутники позволяют очень быстро получать сведения о состоянии атмосферы, поверхности океана и суши по всей планете.

ГИС Метео – программный комплекс – выполняет прием и обработку данных, производит прогностические расчеты в пограничном слое и в свободной атмосфере, позволяет создавать любые метеорологические карты на основе данных ГСТ, сетей AFTN, Интернет и т.п. Его применение повышает оправдываемость прогнозов и снижает затраты на их подготовку. Комплекс может быть подключен к современным узлам ГСТ, к приемным станциям спутниковых систем распространения метеоинформации SADIS, TB-ИНФОРМ или к Интернету. Вся обработка данных выполняется в среде Microsoft Windows и может быть распределена между несколькими компьютерами, включенными в локальную сеть. Программный комплекс ГИС Метео состоит из ГеоИнформационной Системы, ее различных компонентов, метеорологической базы данных (МБД) реального времени, отдельных приложений, а также из многочисленных технологических средств сбора и распространения данных. Гис Метео позволяет организовать высокоэффективную технологию оперативного гидрометеорологического обеспечения при очень малых затратах на ее эксплуатацию. Гис Метео предоставляет пользователю удобный графический интерфейс для работы с картами, графиками, диаграммами т.д. Приложения Гис Метео реализуют большое число расчетных методов, разработанных в организациях Росгидромета и за рубежом. ГИС Метео при помощи различных компонентов по заранее подготовленному сценарию автоматически или по желанию пользователя в интерактивном режиме подготавливает многочисленные слои информации на фоне географической карты любого масштаба. Такое совмещение слоев на экране монитора позволяет переносить абстрактную частицу в пространстве и времени, что рождает совершенно новую технологию работы синоптика по анализу и прогнозу погоды без бумаги. ГИС Метео сертифицирована в Росгидромете и рекомендована для использования во всех его подразделениях.

Технологический комплекс ГИС Метео состоит из нескольких компьютеров, объединенных в локальную сеть (рис 2).

В комплекс входят:

- файл-сервер, играющий роль ядра локальной сети; на нем хранятся общие файлы без данных и программное обеспечение;

- связной компьютер, через который в систему поступает, распространяется информация (сообщения в формах ВМО, ГМС, AFTN, данные в коде ГРИБ, факсимильные карты, записи МБД, файлы и др.) и осуществляется связь с удаленными комплексами ГИС Метео;

- рабочие места метеорологов (АРМ) различной специализации: синоптики, авиационные метеорологи, климатологи, а также гидрологи, океанологи, агрометеорологи, экологи и т. д.;

- станция приема и обработка спутниковых изображений: предусмотрено непосредственное подключение спутниковых станций фирмы СКАН и станций УРАН;

- рабочая станция для сбора информации аэродромной метеостанции, голосового воспроизведения аэродромных сводок погоды для служб ATIS/VOLMET;

- Web-сервер для предоставления доступа внешним пользователям через Интернет;

- рабочая станция на основе спутниковых систем получения метеоинформации, таких как SADIS (Великобритания) или ТВ-ИНФОРМ (Россия).

Все функциональные звенья комплекса можно совмещать на одном ПК с соответствующими ресурсами. Удаленный комплекс ГИС Метео при наличии проводного канала связи в организации Росгидрометцентра обычно состоит из двух компьютеров – АРМ и связного ПК. Удаленный комплекс можно расширить, добавив в него дополнительные рабочие места и другие функциональные звенья. При отсутствии проводной связи удаленный комплекс ГИС Метео может быть подключен к источникам оперативных метеоданных через сеть Интернет. Пользователю могут быть доступны практически все виды метеоданных, а также факсимильные карты, карты, подготовленные в Гидрометцентре России, спутниковые снимки, фронтальные анализы и другие продукты. Надежность такого подключения целиком зависит от местного поставщика услуг Интернет (провайдера).

При отсутствии поставщика услуг Интернет в данном населенном пункте и отсутствии проводных каналов связи комплекс ГИС Метео может быть построен на основе спутниковых систем получения метеоинформации, таких как SADIS (Великобритания) или ТВ-ИНФОРМ (Россия), приема снимков ИСЗ и сбора по телефону (AFTN).

ТрансМет – это программно-аппаратный комплекс, предназначенный для автоматизации процессов, связанных со сбором метеоинформации, ее распределением, сохранением в базах данных и предоставлением контролируемого доступа к метеоданным с рабочих мест заинтересованных потребителей.


Рис. 2. Технологический комплекс ГИС Метео

Комплекс ТрансМет имеет масштабную архитектуру, позволяющую на его основе организавать систему любого уровня сложности – от простого АРМ для приема и печати метеосообщений и метеокарт до многоканального центра коммутации сообщений (WRC)? интегрированного в разнородные ведомственные и общедоступные сети, и универсального Банка Метеоданных с разветвленной сетью удаленных пользователей. ТрансМет успешно работает со следующими системами:

- авиационная метеорологическая система «Консул» (Новосибирск);

- авиационная метеорологическая система «Метео» (Ульяновск);

- абонентская система UniMAS;

- аппаратно-программный комплекс «Попугай» (радиопередачи

VOLMET);

- аппаратно-программный комплекс ATIS.

ТрансМет-Web – это сервер удаленного доступа, предназначенный для организации автоматизированных рабочих мест (АРМ) специалистов, деятельность которых связана с анализом и обработкой оперативной метеоинформации. ТрансМет-Web позволяет пользователям персональных компьютеров получать и передавать метеоданные, пользуясь стандартным Web-браузером Internet Explorer или Netscape Navigator.

Сервер удаленного доступа работает на одном компьютере с банком метеоданных ТрансМет-БД и обеспечивает доступ с компьютеров метеорологов различных специализаций (синоптиков, климатологов, гидрологов, океанологов, агрометеорологов и др.) к базам данных с целью удобного поиска и быстрого получения метеосообщений, сводок станций, метеокарт и др. Пользователи ТрансМет-Web могут передавать служебные сообщения, запросы и собственную информацию – сводки наблюдений, прогнозы, климатические данные, метеокарты.

Задание

1 Изучить работу метеорологической станции.

2 В рабочей тетради описать расположение приборов на метеорологической площадке.

3 Познакомиться с возможностями работы программного комплекса ГИС Метео и других систем.


5218224503238915.html
5218279623487129.html
    PR.RU™