Vzdělávací a metodická příručka byla zpracována na Katedře geoekologie a monitoringu životního prostředí Voroněžské státní univerzity.
Doporučeno pro studenty denního a kombinovaného studia.
OBSAH
| ÚVOD |
| Laboratorní práce 1. Účel, organizace, metody a prostředky meteorologických pozorování. Meteorologická lokalita |
| Laboratorní práce 2. Aktinometrická měření |
| Laboratorní práce 3. Měření teploty vzduchu |
| Laboratoř 4: Měření teploty půdy |
| Laboratorní práce 5. Vlhkost vzduchu a metody jejího měření |
| Laboratorní práce 6. Měření parametrů větru |
| Laboratorní práce 7. Konstrukce větrné růžice |
| Laboratorní práce 8. Vzdálené meteorologické stanice |
| Laboratorní práce 9. Měření atmosférického tlaku |
| Laboratoř 10: Úprava tlaku na různé úrovně |
| Laboratoř 11. Pozorování mraků |
| Laboratorní práce 12. Pozorování povětrnostních jevů |
| Laboratorní práce 11.Měření atmosférických srážek |
| Laboratorní práce 12. Stanovení zrakového rozsahu |
| Laboratorní práce 15. Prezentace meteorologických informací na meteorologických mapách |
| Laboratorní práce 16. Analýza povětrnostních map |
| Laboratorní práce 17. Analýza synoptické polohy pomocí meteorologických map |
| Laboratorní práce 18. Předpověď synoptické polohy a povětrnostních podmínek v oblasti |
| Aplikace |
| Reference |
ÚVOD
Meteorologie studuje fyzikální jevy a procesy probíhající v zemské atmosféře.
Dynamika atmosférických procesů ovlivňuje všechny aspekty lidského života a činnosti. Bez rozboru meteorologických informací není možná výstavba měst a průmyslových podniků, provoz všech druhů dopravy, zemědělství a lesnictví, fungování zdravotnických zařízení, letovisek atd. Varování před nebezpečným počasím pomáhá chránit životy a zdraví.
Předpověď počasí je výsledkem společné práce velkého množství specialistů ve všech koutech naší planety.
Dodnes je hlavní metodou získávání údajů o skutečném stavu atmosféry pozorování. Meteorologická pozorování jsou přístrojová měření a vizuální hodnocení meteorologických veličin a jevů. Na meteorologických a aerologických stanicích jsou pozorování prováděna jednotnými metodami, stejným typem meteorologických přístrojů, v jednotných časech, aby byla zajištěna srovnatelnost pozorovacích dat napříč celou globální sítí meteorologických stanic.
Tento laboratorní workshop představuje používané meteorologické přístroje, princip jejich činnosti a charakteristiky, jakož i uznávané metody pozorování hlavních meteorologických prvků v souladu s aktuálním programem pozorování. Stručně jsou nastíněny metody zpracování výsledků měření a pozorování.
Závěrečná část workshopu je věnována předpovědi počasí: prezentaci meteorologických informací na mapách počasí, metodám analýzy synoptických map, předpovídání vývoje atmosférických procesů.
Vzdělávací a metodická příručka je určena studentům všech odborností geografických fakult vysokých škol.
LABORATORNÍ PRÁCE č. 1
Účel, organizace, metody a prostředky meteorologických pozorování. Meteorologická lokalita.
Objektivní: seznámit se se strukturou meteorologické stanice, uspořádáním přístrojů a přístrojů na stanici, metodikou a načasováním pozorování.
Vybavení: meteorologická lokalita, psychrometrický stánek.
Účel a organizace meteorologických pozorování
Stav atmosféry a procesy v ní probíhající mají velký vliv na všechny oblasti hospodářské činnosti a každodenní život člověka. Pro plánování a realizaci ekonomických aktivit má proto mimořádný význam systematické studium stavu atmosféry a atmosférických procesů a na tomto základě předpovídání příznivých a nepříznivých podmínek. K vyřešení těchto problémů je povolána Federální služba pro hydrometeorologii a monitorování životního prostředí.
Hlavním článkem této služby je Státní systém pozorování a kontroly stavu přírodního prostředí (GSKD), jehož úkolem je provádět celý komplex prací na provádění pozorování, zpracování informací o aktuálním stavu přírodního prostředí. přírodní prostředí, sestavování všech typů předpovědí a varování, sledování znečištění životního prostředí, přinášení informací organizacím a veřejnosti.
Soustava pozorovacích bodů tvoří Státní síť, na jejímž hlavním podílu je síť pozemních meteorologických stanic a stanovišť kategorií I, II, III, lišících se skladbou vybavení a pozorovacími programy.
Stanice se na území umisťují tak, aby byla zajištěna potřebná přesnost interpolace hodnot meteorologických veličin v libovolném místě území mezi stanicemi. Pro rovinatý terén tento stav odpovídá vzdálenosti mezi stanicemi 60-70 km. Pro neobydlené oblasti jsou povoleny vzdálenosti 100-150 km.
Pro usnadnění sestavování map počasí je celý povrch zeměkoule rozdělen do šesti velkých oblastí. Každý z nich je zase rozdělen na obvody s dvoucifernými čísly. Členění kraje se provádí na základě správních a územních zásad. Stanice umístěné v okresech mají třímístná čísla.
Každá meteorologická stanice má tedy přiřazen pětimístný index. První dvě číslice indexu označují číslo oblasti a další tři označují pořadové číslo stanice v dané oblasti. Při přidělování indexu stanic v rámci oblasti je dodržován princip zvyšování čísel stanic ze západu na východ a ze severu na jih.
Požadavky na povrchová meteorologická pozorování.
Jedním z nejdůležitějších požadavků, které musí výsledky pozorování splňovat, je reprezentativnost. Za reprezentativní pozorování jsou považována taková, která jsou pokud možno oproštěna od místních vlivů a charakterizují celkový stav atmosféry na velkém území.
Splnění požadavku na reprezentativnost pozorování je dosaženo volbou stanoviště (stanoviště), které odpovídá fyzickým a geografickým podmínkám okolí.
Meteorologická pozorování jsou jen tehdy srovnatelný, přesné, plnící úkoly meteorologické služby, kdy jsou splněny požadavky, pokyny a pokyny při instalaci přístrojů a při provádění pozorování a zpracování materiálů se pracovníci meteostanice striktně řídí pokyny manuálů. Meteorologické přístroje používané na meteorologických stanicích a stanovištích musí mít kalibrační certifikáty.
Objem a načasování meteorologických pozorování. Na hlavních stanicích povrchové sítě jsou povinná pozorování následujících meteorologických prvků: atmosférický tlak, rychlost a směr větru, teplota a vlhkost vzduchu, povrchová teplota půdy, stav půdy, množství srážek, výška sněhu, oblačnost, atmosférické jevy, meteorologické jevy, meteorologické jevy, meteorologické jevy, meteorologické jevy, meteorologické jevy, půda, půda, půda, zemní plyn. rozsah meteorologické viditelnosti, nebezpečné a zvláště nebezpečné jevy. Některé stanice navíc monitorují teplotu půdy v různých hloubkách, délku slunečního svitu, ledové a mrazové jevy na drátech atd.
Na všech hlavních meteorologických stanicích jsou standardní pozorování prováděna v jednotných synchronních časech 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 hodin greenwichského středního času, který se od moskevského zimního času liší o 3/XNUMX hodiny.
Stavba meteorologické stanice, postup pozorování
V prostorách nádraží se nachází:
· Barografy: týdenní a denní.
· Ovládací panel anemorbometru pro měření směru a rychlosti větru.
· Ovládací panely pro měřič výšky oblačnosti a záznamník.
· Ovládací panely pro měřič vzdálenosti viditelnosti a záznamník.
· Osobní počítače pro záznam, zpracování, přenos a příjem meteorologických informací.
· Komunikační prostředky: telefony, radiokomunikace, internet.
Meteorologická stanice má meteorologické stanoviště pro umístění přístrojů a přístrojů na volném prostranství a servisní místnost v blízkosti stanoviště (ne dále než 300 m).
Pozorování meteorologických prvků se provádí na speciálně vybaveném místě zvaném meteorologická lokalita.
Ke studiu počasí a klimatu, k řešení mnoha praktických a vědeckých problémů, se na meteorologických stanicích provádějí pozorování stavu atmosféry podle jediného programu, v přesně stanovených obdobích a v určitém pořadí. Každá země má síť meteostanice a pozorovací stanoviště. Na meteorologických stanicích a stanovištích jsou prostory, kde jsou umístěny hlavní meteorologické přístroje, a budovy s instalovanými barometry a barografy. Zde se zpracovávají pozorování. Měří se hodnota meteorologických prvků: teplota, tlak a vlhkost, rychlost a směr větru, oblačnost, srážky, viditelnost, dále teplota půdy a vodního povrchu, sluneční záření, vlnové záření Země a atmosféry. Stanice jsou rozděleny do tří kategorií v závislosti na stanoveném objemu pozorování. Všechny spolu s vědeckými institucemi poskytují zemi informace o počasí, předpovědi počasí a také informace o klimatických podmínkách určitých území.
Umístění hlavních přístrojů na meteorologickém stanovišti.
Vnitřní pohled na meteorologickou budku.
Měřič hmotnosti sněhu při pěší turistice.
Konvenční znaky pro záznam atmosférických jevů.
Rozdíl meteorologické přístroje s vizuální referencí a automatickou registrací – samopsaní, stejně jako zařízení s přenosem odečtů na dálku – dálkový. Pro informace o stavu atmosféry se používají na velkých plochách zemského povrchu meteorologické družice (viz Umělé družice Země). Měří toky záření a teplotu zemského povrchu a oblačnosti a fotografují oblačnost ve viditelných a infračervených paprscích. To vše je zaznamenáno v paměťovém zařízení (na magnetickém filmu) a přenášeno do pozemských přijímacích bodů. Letová výška meteorologické družice je 400–1500 km, což poskytuje rozsah pokrytí až 1000 km nebo více. Pomocí těchto satelitů sledují vývoj atmosférických procesů v různých oblastech Země. Provádí se také vizuální hodnocení některých atmosférických jevů, jejich vzhledu a kvality (např. tvar mraků a srážek). Kromě národní sítě meteorologických stanic provádějí pozorování obchodní a vojenské lodě, různé speciální a místní organizace, které se snaží je propojit s pozorováními hlavní sítě.
Mladí místní historici se zabývají systematickým pozorováním, studiem místní klima podle pokynů vyvinutých pro meteorologické stanice. Používají různé přístroje instalované na meteorologických místech. Meteorologická lokalita je odstraněna od velkých překážek pohybu vzduchu ve vzdálenosti 10–20násobku jejich výšky a také od velkých vodních ploch. Jeho tvar je čtvercový, rozměry 26×26 m nebo více, se stranami směřujícími ze severu na jih a z východu na západ. Školní meteorologické stanoviště, pokud není kombinováno se zeměpisným stanovištěm, má minimální rozměr 10x10m.
Na meteorologických stanicích státní sítě se pozorování provádějí v 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 a 21 hodin moskevského času (mateřský čas). Na půdě školy – pouze 3x. Pro větší pohodlí lze data posunout o 1 hodinu dopředu.
V meteorologické budce jsou instalovány teploměry. Pomocí maximálního teploměru se určí maximální teplota vzduchu mezi obdobími pozorování. Po odečtení se protřepe. Minimální teploměr (alkohol) určuje nejnižší teplotu mezi obdobími pozorování; je označena špendlíkem, který se zastaví na nejnižší úrovni sloupce alkoholu. Aby se čep opět dostal na povrch kolony, teploměr se převrátí zásobníkem nahoru. Kromě limitních teploměrů existuje urgentní, jehož roli plní suchý teploměr psychrometru. Stejné teploměry měří povrchovou teplotu vykopané půdy. Vlhkost vzduchu se zjišťuje pomocí psychrometru a vlasového vlhkoměru. Psychrometr se skládá ze dvou teploměrů. Nádrž vpravo je zabalena do čisté cambrické (bavlněné) látky, namočené ve vodě, například ve sklenici s dešťovou vodou. Vždy ukazuje nižší teplotu než suchý teploměr. Na základě rozdílu v údajích teploměru pomocí tabulky najděte absolutní a relativní vlhkost vzduch. S nástupem mrazu se měření vlhkosti provádí pouze pomocí vlasového vlhkoměru, který ukazuje relativní vlhkost v procentech. Tyto údaje v kombinaci s teplotou suchého teploměru umožňují určit absolutní vlhkost vzduchu pomocí tabulek. Během túry používají Assmannův psychrometr. Jeho teploměr je uzavřen v kovovém rámu.
Srážky se měří srážkoměrem nebo srážkoměrem. Skládá se z válcového kbelíku, ochranných desek proti odfukování sněhu a srážkoměru. Srážkoměr je instalován na stožáru o výšce 1,6 m. Srážky se měří jednou denně, v dopoledních hodinách. Tloušťka sněhové pokrývky na místě se měří stálým sněhovým měřícím prutem, na kterém jsou vyznačeny centimetrové dílky, a přenosnou holí mimo místo – na poli, louce nebo v lese. Tato měření se provádějí jednou za 10 dní. Hustotu sněhu je lepší měřit pomocí turistického sněhoměru. Pomocí korouhvičky umístěné na 9–12metrové tyči se určuje rychlost a směr větru. Vítr vychyluje desku korouhvičky o určité dělení a pomocí speciální tabulky můžete určit její sílu a rychlost.
Atmosférický tlak se obvykle měří aneroidním barometrem s příslušnými korekcemi podle jeho pasportu. Přesněji řečeno, tlak se měří pomocí rtuťového barometru. Tato zařízení jsou instalována uvnitř. Pozorování oblačnosti se provádějí bez přístrojů, očima. Souvislá oblačnost – 10 bodů, žádná oblačnost – 0, oblačnost 30% – 3 body atd. Podle tvaru existují 4 rodiny a 10 rodů oblačnosti. Nejpohodlnější způsob, jak je určit, je použít speciální atlas mraků. Bez přístrojů sledují charakter srážek (sníh, pelety, obilí, ledové pelety, kroupy, silný déšť, přívalový déšť, mrholení, jinovatka, jinovatka, led, rosa atd.), mlhy, elektrické (bouřka, blesky) a optické jevy (duha, koruny kolem Slunce, Měsíc), povaha větru (bouře, vichřice, vichřice, vánice atd.). Tato pozorování se zaznamenávají pomocí speciálních značek. Je velmi důležité, aby záznamy byly přesné.
Pozorování počasí během túry se obvykle provádí každou hodinu: zaznamenávají se údaje z přístrojů, stav oblohy, tvar a množství mraků a srážek. Pozorovací materiály jsou zpracovány ve formě grafu tlaku vzduchu, teplotních změn, oblačnosti atd. Teplotu je lepší měřit závěsným teploměrem, který rychle otáčíte nad hlavou; po 1–2 minutách převezme teplotu vzduchu. Velmi zajímavým úkolem je kontrolovat pomocí meteorologických pozorování lidová znamení související s počasím a také oficiální předpovědi počasí – dlouhodobé i denní; pokuste se určit, jak jsou určité prognózy oprávněné a proč jsou chybné. Důležité je také srovnání povětrnostních podmínek s optickými jevy v atmosféře, s chováním živočichů a reakcí rostlin na změny počasí.
Kalendář počasí. Výsledky pozorování počasí pomocí přístrojů instalovaných na geografickém místě se pravidelně v určitých časech zapisovaly do celoškolního kalendáře počasí. Obvykle se jedná o standardní Whatmanovu práci, rozdělenou do devíti měsíců školního roku, od září do května. Každý sloupec – „měsíc“ – je rozdělen do dvanácti svislých sloupců (každý o šířce 1 cm). Poslední sloupec – pro poznámky – je ponechán široký 5 cm Obrázek ukazuje, co jednotlivé sloupce znamenají. V uvedených hodinách je teplota vzduchu sledována třikrát a všechna ostatní měření jsou prováděna jednou denně (ve 13:XNUMX). V poznámce si mladí místní historici všímají zvláštních jevů v přírodě: bouřky, duhy, mlhy a také některých fenologických pozorování (první sníh, konec opadu listů, první bouřka atd.). Na konci každého měsíce se výsledky pozorování sečtou. Takový kalendář lze vyrobit ne na rok, ale podle ročních období.
