Methoden und Mittel hydrometeorologischer Messungen, meteorologische Instrumente. Prinzipien netzwerkmeteorologischer Messungen. Begriffe und Definitionen

RD 52.04.651-2003

LEITFADEN

METHODISCHE ANWEISUNGEN

Primärverarbeitung der Ergebnisse schiffsmeteorologischer Messungen,
aktinometrische und optische Größen

Datum der Einführung: 01.08.2004*
_______________________
*Siehe Hinweisetikett

Vorwort

1 ENTWICKELT Regierungsbehörde„Hauptgeophysikalisches Observatorium benannt nach A.I. Voeikov“ (GU GGO) von Roshydromet, Hydrometeorologisches Forschungszentrum der Russischen Föderation (Hydrometeorologisches Zentrum Russlands)

2 ENTWICKLER V. Yu. Okorenkov (Entwicklungsleiter), R. G. Timanovskaya (verantwortlicher Entwicklungsleiter), G. P. Reznikov, V. V. Rudometkina (GU GGO), R. S. Fakhrutdinov (Russisches Hydrometeorologisches Zentrum)

3 Vom Leiter GENEHMIGT Bundesdienst Russland über Hydrometeorologie und Überwachung Umfeld(Roshydromet)

4 REGISTRIERT von TsKB GMP unter der Nummer 52.04.651-2003

5 ZUM ERSTEN MAL VORGESTELLT

6 Ergänzungen und mögliche Klarstellungen darin methodische Leitlinien Verarbeitungsmethoden und Berechnungen sind nur mit Genehmigung des Erstellers dieser Richtlinien möglich

7 Bei der vollständigen oder teilweisen Umsetzung der in dieser Richtlinie angegebenen berechneten Zusammenhänge in Software müssen die Entwickler dieser Richtlinie bereits im Stadium der Zertifizierung des Softwareprodukts in die Entwicklung einbezogen werden

Einführung

Einführung

Im Jahr 1986 wurde am NIS und NISP von Roshydromet eine Reihe von Programmen implementiert, die am Main State Geophysical Observatory (KSMAP) für Computer des Typs ES und SM zur Verarbeitung der Ergebnisse meteorologischer und aktinometrischer Beobachtungen an Bord entwickelt wurden. Es ermöglichte auf allen Schiffen, auf denen hydrometeorologische Beobachtungen durch Personalbeobachter durchgeführt wurden, den Prozess der primären Verarbeitung, Kontrolle und Archivierung der Ergebnisse dieser Beobachtungen zu vereinheitlichen und zu automatisieren.

Die Vereinheitlichung der Primärverarbeitung führte dazu, dass alle Ergebnisse meteorologischer und aktinometrischer Messungen und Beobachtungen auf Schiffen verschiedener Departemente mit einheitlichen Methoden und Algorithmen verarbeitet wurden. Dies ermöglichte es, verlässliche, zeitlich und räumlich vergleichbare Daten über den Zustand der Oberflächenschicht der Atmosphäre und den optischen Zustand der vertikalen Säule der Atmosphäre über der Meeresoberfläche zu erhalten.

In den letzten Jahren wurde die Flotte der ES- und SM-Rechner durch PCs ersetzt. Dieser Umstand machte die Entwicklung von KSMAP in Bezug auf PCs erforderlich. Andererseits wurde es möglich, KSMAP von UGMS für PCs verschiedener Konfigurationen zu entwickeln.

Die gesammelten Erfahrungen bei der Entwicklung und dem Betrieb von KSMAP für EC- und SM-Rechner haben gezeigt, dass dies bei der Verwendung eines PCs der Fall ist Software Verfahren zur primären Verarbeitung der Ergebnisse von Schiffsbeobachtungen und zur Berechnung einer Reihe von Merkmalen der wassernahen Schicht der Atmosphäre, die einen oder mehrere autonome Blöcke im KSMAP-System bilden, sollten ebenfalls auf einheitlichen Verarbeitungsmethoden und Algorithmen basieren. Dies ist eine der Anforderungen des Unterrichts. Darüber hinaus müssen bei diesen Methoden die Begriffe und Bezeichnungen geophysikalischer Größen in Übereinstimmung mit bestehenden staatlichen und industriellen Standards gebracht werden, um Diskrepanzen zu beseitigen und sie aus verschiedenen literarischen Quellen zu verstehen.

Vor diesem Hintergrund bestand die Notwendigkeit, die Methoden der Primärverarbeitung, Kontrolle und Archivierung der Ergebnisse von Schiffsbeobachtungen und -messungen, auf deren Grundlage KSMAP entwickelt wurde, zu klären, um sie sowohl in der manuellen Datenverarbeitung als auch zu nutzen bei der Entwicklung entsprechender Software für PCs unterschiedlicher Konfiguration.

Da die Softwareentwicklung in der Regel von Programmierern und nicht von Hydrometeorologen durchgeführt wird, wurde es als ratsam erachtet, alle bestehenden Methoden der Primärverarbeitung zusammenzufassen und in Form eines Leitfadens zu formalisieren, was einerseits die Arbeit damit erheblich vereinfachen wird Sie ermöglichen ihnen andererseits, vor Ort (an der UGMS) unabhängig Software für die primäre Verarbeitung, Steuerung und Archivierung hydrometeorologischer und aktinometrischer Schiffsinformationen für den PC zu entwickeln.

Durch die Regelung der Verwendung einheitlicher Methoden zur Primärverarbeitung der Ergebnisse meteorologischer und aktinometrischer Messungen können Schiffe verschiedener Abteilungen zeitlich und räumlich vergleichbare Beobachtungsdaten erhalten, einschließlich derjenigen, die im Rahmen des Programms zur umfassenden Überwachung des Zustands der Weltmeere durchgeführt werden . Dadurch wird die Vergleichbarkeit der gewonnenen Daten mit den zuvor bei VNIIGMI-WCD archivierten Schiffsbeobachtungsdaten gewährleistet.

1 Einsatzbereich

Diese Richtlinien legen die Grundregeln, Methoden und Techniken für die primäre Verarbeitung der Ergebnisse meteorologischer, aktinometrischer und optischer Messungen und Beobachtungen fest, die auf Schiffen der Russischen Föderation durchgeführt werden, die hydrometeorologische Informationen über den Zustand der Oberflächenschicht der Atmosphäre sammeln oder planen und die Meeresoberfläche, der optische Zustand der vertikalen Säule der darüber liegenden Atmosphäre Wasseroberfläche sowie über eine Reihe astronomischer Größen (notwendig für die Verarbeitung der Ergebnisse aktinometrischer Messungen), die es ermöglichen, Messergebnisse nur aus Schiffsbeobachtungsdaten zu verarbeiten, ohne auf die Extraktion der für Berechnungen notwendigen Informationen aus astronomischen Jahrbüchern zurückgreifen zu müssen.

Diese Richtlinien regeln die Verfahren zur Berechnung der Ergebnisse meteorologischer, aktinometrischer und optischer Messungen und Beobachtungen an Bord von Schiffen, um zuverlässige und zeitlich und räumlich vergleichbare hydrometeorologische, aktinometrische und optische Informationen zur Übermittlung an Verbraucher oder zur Archivierung zu erhalten.

Diese Richtlinien sind verbindlich bei der Verarbeitung der Ergebnisse nichtautomatisierter meteorologischer, aktinometrischer, optischer Messungen und Beobachtungen an Bord von Schiffen oder im Forschungsinstitut und UGMS von Roshydromet.

2 Normative Verweise

Diese Richtlinien verwenden Verweise auf die folgenden Standards:

GOST 112-78 Meteorologische Glasthermometer. Technische Bedingungen

GOST 4401-81 Standardatmosphäre. Optionen

OST 52.04.10-83 Aktinometrie. Bedingungen Buchstabenbezeichnungen und Definitionen von Grundgrößen

GOST 8.524-85 Psychrometrische Tabellen. Aufbau, Inhalt, kalkulierte Zusammenhänge

GOST 8.567-99 Zeit- und Frequenzmessung. Begriffe und Definitionen

3 Begriffe und Definitionen

In diesen Richtlinien entsprechen die verwendeten Begriffe und Bezeichnungen hydrometeorologischer, aktinometrischer und optischer Größen denen der aktuellen RD, Zeitschriften KGM-15 und UKGM-15A.
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* Siehe den Abschnitt „Bibliographie“ weiter unten. - Hinweis des Datenbankherstellers.

4 Abkürzungen

In diesen Richtlinien werden folgende Abkürzungen übernommen:

VNIIGMI-WCD – Allrussisches Forschungsinstitut für hydrometeorologische Informationen – Weltdatenzentrum.

GU GGO – staatliche Einrichtung „Hauptgeophysikalisches Observatorium benannt nach A.I. Voeikov“.

KSMAP ist ein Komplex aus schiffsmeteorologischen und aktinometrischen Programmen.

NIS ist ein Forschungsschiff.

NISP – Wetterforschungsschiff.

PAP – primärer aktinometrischer Wandler.

PIP – primärer Messumformer.

PC – persönlicher elektronischer Computer.

Roshydromet – Russischer Föderaler Dienst für Hydrometeorologie und Umweltüberwachung.

SRB – Komponenten der Strahlungsbilanz.

SGMS - hydrometeorologische Schiffsstation.

UGMS ist eine interregionale Gebietsabteilung für Hydrometeorologie und Umweltüberwachung.

5 Allgemeine Bestimmungen

5.1 Die methodische und messtechnische Unterstützung des Funktionierens jedes hydrometeorologischen Beobachtungsnetzes, einschließlich mariner, zielt darauf ab, die Einheitlichkeit der Messungen sicherzustellen. Unter der Einheit der Messungen versteht man die Gewinnung von Messdaten über den Zustand der natürlichen Umwelt mit einem bekannten Fehler (Genauigkeit). Letzteres bestimmt die Zuverlässigkeit der Messwerte.

Im Zusammenhang mit dem Schiffsbeobachtungsnetz muss sichergestellt werden, dass jedes Schiff zuverlässige hydrometeorologische, aktinometrische oder optische Daten erhält sehr wichtig zur Überwachung des Zustands der Weltmeere, Bereitstellung zuverlässiger hydrometeorologischer und geophysikalischer Informationen für Verbraucher über den Zustand der Oberflächenschicht der Atmosphäre, der Meeresoberfläche, der vertikalen Säule der Atmosphäre über dem Ozean usw.

Die oben genannten, von Schiffen gesammelten Informationen ergänzen die Datenbank hydrometeorologischer und geophysikalischer Daten, die zur hydrometeorologischen Unterstützung maritimer Wirtschaftssektoren und anderer maritimer Aktivitäten sowie für wissenschaftliche Klima- und andere Forschungen verwendet werden.

Die Einheit der Messungen ist eine umfassende Lösung für viele Probleme im Zusammenhang mit der Verwendung einheitlicher Messgeräte zur Messung bestimmter Größen, ihrer rechtzeitigen und qualitativ hochwertigen messtechnischen Unterstützung, der Einhaltung von Mess- und Beobachtungsmethoden sowie Methoden der Primärverarbeitung und -kontrolle von Messergebnissen sowie der Assimilation von hydrometeorologischen Informationen, die von verschiedenen Beobachtungsstationen, Offshore-Plattformen usw. gesammelt wurden.

Einige der aufgeführten Probleme wurden inzwischen gelöst und in einer Reihe von Leitdokumenten umgesetzt, die die Funktionsweise des hydrometeorologischen Schiffsnetzes als Teilsystem des nationalen Beobachtungsnetzes Russlands regeln.

Das Handbuch regelt insbesondere die Anforderungen an die Organisation und Durchführung hydrometeorologischer und aktinometrischer Beobachtungen auf Schiffen, die Handbücher umfassen Messgeräte für grundlegende hydrometeorologische, aktinometrische Größen und Methoden zur Durchführung von Messungen mit diesen Mitteln usw. Gleichzeitig erfordern viele Probleme vollständige oder teilweise Lösungen. Dabei geht es zunächst um die Frage der Vereinheitlichung der Methoden zur Primärverarbeitung hydrometeorologischer und aktinometrischer Messungen und Beobachtungen. In den letzten Jahren wurden Schiffe nach und nach mit Fernmesssystemen ausgestattet. Messdaten für beliebige Größen werden normalerweise in Einheiten von Zwischengrößen dargestellt. In diesem Zusammenhang besteht die Notwendigkeit, das Problem der Umrechnung von Messdaten aus diesen Einheiten in Einheiten gemessener physikalischer Größen zu lösen.

Die primäre Verarbeitung von Mess- und Beobachtungsergebnissen umfasst die Umrechnung der Messwerte von Messgeräten und visuellen Beurteilungen in Werte von Mengen (gemessen oder geschätzt) und deren Eigenschaften in akzeptierten Maßeinheiten sowie die Vorbereitung konvertierter Messdaten für die Übermittlung von Betriebsmeldungen an die entsprechenden Prognosezentren und Informationssammelzentren zur Speicherung.

5.2 Die primäre Verarbeitung der Ergebnisse von hydrometeorologischen, aktinometrischen und optischen Schiffsmessungen und -beobachtungen innerhalb eines bestimmten Zeitraums besteht aus einer Reihe aufeinanderfolgender Vorgänge:

- Aufzeichnung der Ergebnisse von Messungen und Beobachtungen in den Zeitschriften (Büchern) UKGM-15A, KGM-15 oder direkt in einen PC;

- Darstellung der Ergebnisse von Messungen und Beobachtungen in Einheiten gemessener, beobachteter Größen oder in den entsprechenden Codenummern;

- technische Kontrolle der Mess- und Beobachtungsergebnisse;

- kritische Kontrolle der Mess- und Beobachtungsergebnisse;

- Vorbereitung von Betriebsmeldungen;

- Erstellung der Berichtsdokumentation.

5.3 Die Ergebnisse von Messungen und Beobachtungen werden in die Protokolle KGM-15, UKGM-15A gemäß den darin oder in den Protokollen selbst dargelegten Anforderungen eingetragen.

5.4 Mess- und Beobachtungsdaten werden in Einheiten gemessener, beobachtbarer Größen gemäß Abschnitt 6-14 dieser Richtlinien und in Codenummern gemäß Abschnitt 5.4 umgerechnet.

5.5 Technische und kritische Kontrolle der Ergebnisse Meteorologische Messungen und Beobachtungen werden den Anforderungen entsprechend durchgeführt.

5.6 Die Erstellung der Meldedokumentation und Meldeformulare erfolgt entsprechend den Anforderungen.

5.7 Die in verschiedenen Formeln verwendeten Mengenformate (Formate der Mengenwerte) entsprechen denen, die in den in Unterabschnitt 5.3 genannten Zeitschriften dargestellt werden; Formate der Ausgabedaten nach Berechnungen mit den in diesen Richtlinien beschriebenen Methoden, Rundung der berechneten Werte entsprechen den in den Anweisungen dargestellten Formaten.

5.8 Die Überwachung der Einhaltung der Anforderungen dieser Richtlinien wird den Methodologen-Meteorologen und Schiffsinspektoren des UGMS übertragen.

Hinweis – Wenn auf dem Schiff ein PC vorhanden ist, werden alle in den Unterabschnitten 5.3-5.6 genannten Vorgänge automatisch auf diesem ausgeführt (sofern die entsprechende Software verfügbar ist). Allgemeine Formel zur Umrechnung von Messergebnissen, die in Einheiten von Zwischengrößen dargestellt werden, in Einheiten der gemessenen Größe ist in Anhang A angegeben.

6 Primärverarbeitung der Ergebnisse von Messungen des atmosphärischen Drucks und der barischen Tendenz

6.1 Atmosphärendruck

6.1.1 Derzeit und in naher Zukunft werden Messungen des Luftdrucks mit quecksilberfreien Barometern, Aneroidbarometern direkt in den akzeptierten Einheiten des Messwerts – Hektopascal (hPa) oder Millimeter Quecksilbersäule (mmHg) – durchgeführt.

6.1.2 Gemäß den Anforderungen müssen die Luftdruckmessdaten (Barometerwerte) auf Meereshöhe und eine Lufttemperatur von 0 °C reduziert werden. Wenn die Barometerwerte in Hektopascal ausgedrückt werden, erfolgt diese Reduzierung gemäß der Formel

Und wenn sie in Millimetern Quecksilbersäule ausgedrückt werden, dann gemäß der Formel

Wo - Atmosphärendruck, normiert auf Meereshöhe und Lufttemperatur 0 °C, hPa;

- Ablesung vom Instrument (Barometer, Aneroidbarometer), hPa oder mmHg;

- Korrektur der Skala an den am Gerät angezeigten Wert, hPa oder mmHg. Informationen zu Skalenkorrekturen (falls vorhanden) sind in der Eichbescheinigung des Geräts in tabellarischer Form angegeben; die erforderliche Korrektur wird durch Interpolation berechnet;

- Temperaturkorrektur, um den Atmosphärendruck auf eine Temperatur von 0 °C zu bringen, die anhand der im Kalibrierungszertifikat angegebenen Formel berechnet wird, basierend auf der in der Nähe des Geräts gemessenen Lufttemperatur, hPa oder mmHg;

- Korrektur zur Angleichung des Luftdrucks an den Meeresspiegel, die anhand der Formel berechnet wird

(=0,133 hPa/m oder 0,1 mm Hg/m (entspricht der Änderung des Luftdrucks pro 1 m Höhe),

- Installationshöhe des Geräts über dem Meeresspiegel zur Messung des atmosphärischen Drucks (gemessen ab der Position der maximalen Wasserlinie), m. Informationen zur Installationshöhe des Geräts finden Sie in den Zeitschriften UKGM-15A, KGM-15,

Der Unterschied zwischen den Pegeln eines „geschlossenen“ Meeres (z. B. des Kaspischen Meeres) und des Weltozeans, m. Dieser Unterschied wird mit einem „Plus“-Zeichen versehen, wenn der Pegel des „geschlossenen“ Meeres über dem Pegel des Weltmeeres liegt Ozean und mit einem „Minus“-Zeichen, wenn dieser Pegel unter dem Pegel des Weltozeans liegt (Informationen zur Höhe des „geschlossenen“ Meeresspiegels finden Sie im KGM-15-Journal oder im UGMS. Für offene Meere und Ozeane Wasser = 0);

1,3332 – numerischer Koeffizient zur Umrechnung von Millimetern Quecksilbersäule in Hektopascal: 1 mm Hg = 1,3332 hPa.

6.1.3 Bei der Berechnung von Werten mit den Formeln (1) und (2) ist Folgendes zu beachten:

- Alle Korrekturen werden auf 0,1 hPa oder 0,1 mmHg gerundet berechnet. und nehmen Sie Siedlungen mit ihrem Zeichen an;

- Alle Begriffe auf der rechten Seite müssen in den gleichen Maßeinheiten ausgedrückt werden (hPa oder mmHg).

6.1.4 Lassen Sie uns Beispiele für die Verarbeitung der Ergebnisse atmosphärischer Druckmessungen geben, wenn ein Schiff im Ozean und im Kaspischen Meer fährt.

Beispiele

1 Die Schiffsreise findet im Meer statt. Der atmosphärische Druck wird mit dem Aneroid N 392890 (Auszug aus dem Prüfzertifikat ist in Tabelle 5 des Handbuchs aufgeführt) gemessen, der in einer Höhe von 10,1 m über der maximalen Wasserlinie installiert ist. Aneroidwert = 741,9 mm Hg, Thermometerwert im Kontrollraum = 12,4 °C; Wert mmHg. (=0). Aus dem Eichzertifikat geht hervor, dass = -0,6 mm Hg und = 0,3 mm Hg.

Berechnen Sie mit Formel (2) den auf eine Temperatur von 0 °C und Meeresspiegel normierten Wert des Luftdrucks: = 990,1 hPa (Rundung auf Zehntel Hektopascal erfolgt entsprechend den Anforderungen).

2 Die Ausgangsdaten sind die gleichen wie in Beispiel 1, jedoch findet die Navigation im Kaspischen Meer statt, dessen Pegel Anfang 1994 26,8 m unter dem Pegel des Weltozeans lag. Mit Formel (3) wird ermittelt, dass mmHg.

Der mit Formel (2) berechnete Wert betrug 986,5 hPa.

6.2 Drucktendenz

6.2.1 Die Drucktendenz wird durch zwei Parameter beschrieben – ihren Wert, der die quantitative Änderung des Luftdrucks in den 3 Stunden vor dem Beobachtungszeitraum h widerspiegelt, und die Kennlinie, die die qualitative Änderung des Luftdrucks während dieser 3 Stunden beschreibt . Nach Schiffsbeobachtungen wird die Drucktendenz anhand der Formel berechnet

Wo wird der atmosphärische Druck rechtzeitig gemessen und durch die Formel (1) oder (2) auf Meereshöhe und eine Lufttemperatur von 0 °C, hPa reduziert?

- atmosphärischer Druck, gemessen bei minus 3 Stunden () und reduziert durch Formel (1) oder (2) auf Meereshöhe und Temperatur 0 °C, hPa.

6.2.2 Das Merkmal der Baric-Tendenz wird nicht berechnet, sondern in Codenummern dargestellt: Die Codierung erfolgt durch den Wert und die visuelle Beurteilung der Art der Druckänderung über 3 Stunden, die auf dem Barographendiagrammformular aufgezeichnet und identifiziert wird es mit einem von typische Arten Druckhub nachgegeben Codetabelle.

7 Primäre Verarbeitung von Windgeschwindigkeits- und -richtungsmessungen

7.1 Methode zur Berechnung der wahren Windgeschwindigkeit und -richtung aus Messungen der scheinbaren Windgeschwindigkeit und -richtung

7.1.1 Gemäß , werden auf einem Schiff die Geschwindigkeit und Richtung des wahren Windes nicht gemessen, sondern aus den Daten von Messungen der Geschwindigkeit und Richtung auf dem Schiff (mit Anemorummetern oder anderen Instrumenten und Methoden) berechnet scheinbarer Wind und Daten zur Geschwindigkeit und Kompassrichtung des Schiffes.

7.1.2 Die Berechnung der wahren Windgeschwindigkeit und ihrer Richtung erfolgt nach den Formeln

Wo ist die Geschwindigkeit des Schiffes, Knoten? Für die Berechnungen werden sie auf 0,1 Knoten gerundet angenommen;

- scheinbare Windgeschwindigkeit, m/s. Für Berechnungen gerundet auf 0,01 m/s;

- Schiffskurs, ganze Grad;

- die Richtung des scheinbaren Windes, gemessen vom Kompass des Schiffes im Uhrzeigersinn, ganze Grad;

- der Winkel zwischen scheinbarem und wahrem Wind, gemessen im Uhrzeigersinn, in ganzen Grad. Berechnet nach der Formel

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* Es wird vorgeschlagen, den Wert durch zu berechnen, was für bestimmte Werte nicht immer eine eindeutige Lösung hat (wie in Anhang B dargestellt), was die Berechnungen erschwert. Aus diesem Grund wird in dieser Richtlinie eine verfeinerte Berechnungsmethode vorgeschlagen.

Wenn<180°, то значение рассчитывают по формуле (6), в которой берут со знаком "плюс"; если 180°, то значение рассчитывают по формуле (6), в которой берут со знаком "минус".

Bei der Berechnung der Geschwindigkeit und Richtung des wahren Windes mit den Formeln (5) und (6) müssen folgende Situationen berücksichtigt werden:

a) =0 oder , dann =0;

b) =0, a , then ;

c) =0, und , dann .

Anmerkungen

1 Wenn die Richtung des scheinbaren Windes in Bezug auf den geografischen Meridian bestimmt wurde (zum Beispiel mit einem Windkegel oder einem Schiffskompass), dann sollte sie in den Formeln (5) und (6) aus dem Verhältnis berechnet werden: .

2 Wenn der Winkel<0, то для расчета по формуле (6) значение .

3 Wenn die berechnete wahre Windrichtung negativ ist (<0), то окончательное значение ; если >360°, dann ist der Endwert .

4 Wenn auf einem Schiff die Windgeschwindigkeit mit einem integrierenden Anemometer* gemessen wird, erfolgt die Berechnung der scheinbaren Windgeschwindigkeit zur Bestimmung der wahren Windgeschwindigkeit anhand der Messwerte auf seiner Skala, die sich auf das Zeitintervall vom Einschalten bis zum Ausschalten des Anemometers beziehen (m/s) erfolgt gemäß Abschnitt 7.2.
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* Ein Anemometer dieser Art ist im Wesentlichen ein Zähler für die Anzahl der Umdrehungen des Windempfängers für ein bestimmtes Zeitintervall.

5 In den Formeln (5)-(7) werden die Werte der Windgeschwindigkeit und der Schiffsgeschwindigkeit auf 0,1 m/s bzw. 0,1 Knoten gerundet und die Windrichtung und der Schiffskurs auf 1°.

7.2 Methode zur Berechnung der Windgeschwindigkeit (scheinbar oder tatsächlich), gemessen mit Anemometern, die mit einer Skala ausgestattet sind

Bei der Messung der Windgeschwindigkeit auf einem Schiff mithilfe von Anemometern, die mit einer Skala mit Unterteilungen ausgestattet sind, oder bei der Bestimmung durch die Änderung der Anemometerwerte (Unterteilungen) über einen Zeitraum (s) hinweg, gemessen mit einer Stoppuhr, d. h. nach Zwischenwert (Division/en). Das Anemometer-Verifizierungszertifikat enthält eine Umrechnungstabelle in Meter pro Sekunde (Tabelle 1).


Tabelle 1 - Auszug aus dem Eichzertifikat für Handanemometer N 424875

7.2.1 Stellt sich heraus, dass der Zusammenhang zwischen Anemometer und Windgeschwindigkeit gemäß den Angaben im Prüfzertifikat linear ist, wird die Windgeschwindigkeit bzw. (m/s) nach der Formel ermittelt

Wo steht die Windgeschwindigkeit aus dem Kalibrierschein des Anemometers, entsprechend dem Wert div./s, m/s. Ein Auszug aus einem solchen Beweis ist in Tabelle 1 aufgeführt;

- Windgeschwindigkeit aus dem Prüfzertifikat, entsprechend dem Wert = 10 Deci/s, m/s;

- Countdown auf der Anemometerskala vor der Messung der Geschwindigkeit des scheinbaren (wahren) Windes bis zum Einschalten des Anemometers, div.;

- Zählen auf der Anemometerskala nach einer bestimmten Zeit (s), endend in dem Moment, in dem das Anemometer ausgeschaltet wird, div;

0,1 – der Koeffizient berücksichtigt die Tatsache, dass die Differenz der Windgeschwindigkeiten in der ersten Klammer durch 10, s/Div., geteilt wird.

7.2.2 Wenn der Zusammenhang zwischen Anemometer und Windgeschwindigkeit nichtlinear ist, wird der Windgeschwindigkeitswert durch Interpolation unter Verwendung der Formel ermittelt

Bei .

In Formel (9) werden dieselben Mengeneinheiten verwendet wie in Formel (8).

8 Primäre Verarbeitung der Ergebnisse der Luft- und Wassertemperaturmessung

8.1 Verarbeitung von Messergebnissen mit Flüssigkeitsthermometern für Luft-, Wasser- und Feuchtkugeltemperaturen

Flüssigkeitsthermometer werden in der Regel in Einheiten der Messgröße kalibriert, d. h. in Grad Celsius (°C), daher beschränkt sich die Verarbeitung der Messergebnisse auf die Einführung von Korrekturen aus Kalibrierzertifikaten in die Messwerte von Thermometern. Dadurch erfolgt die Verarbeitung nach der Formel

Oder nach der Formel

Wo ist die Luft- und Wassertemperatur, °C;

- Feuchtkugeltemperatur, °C;

(oder ) -ter Messwert auf dem Thermometer, °C.

Bei Berechnungen auf 0,1 °C gerundet;

(oder) – Ergänzung zur 3. Lesung aus dem Prüfzertifikat, °C. Für die Berechnung werden sie auf 0,1 °C gerundet (mit eigenem Vorzeichen) angenommen.

8.2 Verarbeitung der Ergebnisse von Luft- und Wassertemperaturmessungen mit elektrischen Thermometern

Wenn für Messungen nichtautomatische Messsysteme verwendet werden, wird die Temperatur mit elektrischen Thermometern in der Regel in Einheiten von Zwischenwerten gemäß den Messwerten elektrischer Messgeräte gemessen. In diesen Fällen erfolgt die Verarbeitung der Temperaturmessergebnisse nach Formel A.1 (Anhang A) gerundet auf 0,1 °C.

9 Methoden zur Berechnung von Werten, die die Luftfeuchtigkeit charakterisieren

9.1 Liste der Größen, die die Luftfeuchtigkeit charakterisieren

Tabelle 2 zeigt die Werte, die die Luftfeuchtigkeit charakterisieren. Sie werden direkt gemessen oder aus Messungen der Lufttemperatur und der Feuchtkugeltemperatur oder aus Messungen der Lufttemperatur und einer dieser Größen berechnet.


Tabelle 2 – Liste der gemessenen oder berechneten Größen, die die Luftfeuchtigkeit charakterisieren

9.2 Methoden zur Berechnung des Partialdrucks von Wasserdampf

9.2.1 Der Partialdruck von Wasserdampf wird aus der Lufttemperatur, der Feuchtkugeltemperatur und dem Atmosphärendruck unter Verwendung der in GOST 8.524 dargestellten grundlegenden psychrometrischen Formel berechnet.

9.2.1.1 Befindet sich Wasser* auf dem Feuchtkugeltank (in der Regel bei einer Feuchtkugeltemperatur >0 °C), erfolgt die Berechnung nach der Formel

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* Informationen über den Aggregatzustand des Wassers im Feuchtkugelthermometerreservoir (Wasser oder Eis) sollten im UKGM-15A-Protokoll in der Spalte „Feuchtkugelindex“ enthalten sein.

wo ist der Partialdruck von Wasserdampf, hPa. Berechnet auf 0,01 hPa gerundet;

- Druck des in der Luft enthaltenen gesättigten Wasserdampfs, hPa. Berechnet nach Formel (14), gerundet auf 0,01 hPa;

- Temperatur des Nassthermometers, wenn sich Wasser im Thermometerbehälter befindet, °C. Bei der Berechnung wird auf 0,1 °C aufgerundet;

- Koeffizient, der den Aggregatzustand der kondensierten Wasserphase im Reservoir eines Nassthermometers berücksichtigt: Wenn sich das Wasser in flüssigem Zustand befindet, dann =1;

- psychrometrischer Koeffizient für atmosphärische Luft mit Standardzusammensetzung (°C) (gemäß GOST 4401). Der Koeffizientenwert für ein bestimmtes Exemplar des Aspirationspsychrometers ist in dessen Pass angegeben; Fehlen solche Angaben im Reisepass, werden Berechnungen (°C) für Psychrometer des Typs M-36 und MV-4 mit einem Nennwert der Luftgeschwindigkeit von 2 m/s (gemäß GOST 8.524) und mit Thermometern durchgeführt Typ TM-6 (gemäß GOST 112);

- atmosphärischer Druck, bestimmt aus der Beziehung: , wobei - Druck gemessen auf der Installationsebene des Geräts (Barometers) unter Berücksichtigung der Korrektur der Skala, hPa. Bei der Berechnung wird auf 0,1 hPa aufgerundet;

- Lufttemperatur (Trockenkugel), °C. Bei der Berechnung wird auf 0,1 °C aufgerundet;

- Koeffizient, der die Temperaturabhängigkeit der spezifischen Wärme des Phasenübergangs der kondensierten Phase von Wasser in Dampf und andere im Ausdruck für den psychrometrischen Koeffizienten enthaltene Größen (°C) berücksichtigt. Nehmen Sie bei der Berechnung =0,00115 (°C) an (gemäß

Die Sicht ist neben der Wolkenhöhe das wichtigste Element zur Festlegung der Mindestwetterbedingungen, die Start und Landung, die Orientierung der Besatzung im Flug und die Durchführung spezieller Luftfahrtarbeiten ermöglichen. Wenn die Sicht während des Fluges gut ist, kann der Pilot problemlos in der Luft navigieren, erkennt alle Hindernisse, sodass keine Gefahr einer Kollision mit ihnen besteht. Das Fliegen bei schlechter Sicht wird deutlich schwieriger, da der Pilot gezwungen ist, das Flugzeug nur mit Instrumenten zu steuern.

Die Sichtbarkeit in der Atmosphäre ist ein komplexes psychophysisches Phänomen, das hauptsächlich durch die Abschwächung des Lichtstroms durch Luftpartikel sowie durch in der Atmosphäre schwebende flüssige und feste Partikel verursacht wird.

Die Schwächung des Lichtflusses in der Atmosphäre wird durch einen Schwächungskoeffizienten charakterisiert.

Die Sichtbarkeit in der Atmosphäre wird nicht nur durch den Extinktionskoeffizienten, sondern auch durch die individuelle Wahrnehmungs- und Interpretationsfähigkeit sowie die Eigenschaften der Lichtquelle bestimmt.

Die folgenden vier photometrischen Parameter wurden von der International Commission on Illumination (CIE) und der International Electrotechnical Commission (IEC) festgelegt und empfohlen:

• a) Lichtstrom (p) – ein Wert, der aus dem Strahlungsfluss durch Bewertung dieser Strahlung gemäß ihrer Wirkung auf einen standardmäßigen photometrischen Beobachter gemäß der Definition der International Illuminating Commission (CICI) ermittelt wird;
• b) Lichtstärke (Lichtintensität) (i) – Lichtstrom pro Raumwinkeleinheit;
• c) Helligkeit (fotometrische Helligkeit) (x) – Lichtstärke pro Flächeneinheit der beleuchteten Oberfläche in einer bestimmten Richtung
• d) Beleuchtung (E) – Lichtstrom pro Flächeneinheit;

Der Begriff „Sichtbarkeit“ wird in der Meteorologie häufig in zwei sehr spezifischen Bedeutungen verwendet. Erstens handelt es sich um eine der meteorologischen Größen, die Luftmassen (arktische, polare, tropische) charakterisieren und in der synoptischen Meteorologie und Klimatologie verwendet werden. In diesem Fall ist die Sichtweite ein Indikator für den optischen Zustand der Atmosphäre. Zweitens handelt es sich um einen Betriebsparameter, der bestimmten Kriterien oder speziellen Anwendungen entspricht. In diesem Fall wird die Sichtbarkeit als die Entfernung ausgedrückt, in der bestimmte Markierungen oder Lichter sichtbar sind.

Das in der Meteorologie, einschließlich der meteorologischen Unterstützung der Luftfahrt, verwendete Maß für die Sichtweite muss frei vom Einfluss nichtmeteorologischer Bedingungen sein und mit subjektiven Vorstellungen über die Sichtweite und die Entfernung, in der gewöhnliche Objekte beobachtet und erkannt werden können, verbunden sein.

Es gibt folgende Merkmale, die die Sichtweite bestimmen:

Meteorologische Sichtweite (MVR), Meteorologische Sichtweite (MOR), Landebahnsichtweite.

Der Begriff „Sichtweite der Landebahn“ wird in allen Dokumenten gleich definiert: „Sichtweite der Landebahn“. Die Entfernung, innerhalb derer der Pilot eines Flugzeugs, das sich auf der Mittellinie einer Landebahn befindet, Markierungen auf der Landebahnoberfläche oder Lichter sehen kann, die die Landebahn abgrenzen oder ihre Mittellinie anzeigen.“

Die Sichtweite von Objekten kann stark variieren: von wenigen Metern bei dichtem Nebel oder Schneesturm bis zu mehreren Dutzend Kilometern in klarer Luft aus der Arktis.

Die meteorologische Sichtweite (MVR) ist die größte Entfernung, aus der ein schwarzes Objekt, das größer als 15 Bogenminuten ist, tagsüber vor dem Himmel oder im Dunst erkannt werden kann; nachts ist es möglich, helle Orientierungspunkte zu identifizieren; MLV wird in m und km gemessen .

Die Sichtbarkeit verschiedener Objekte hängt von einer Reihe von Faktoren ab, von denen die wichtigsten sind:

• - Größe, Form und Farbe des beobachteten Objekts;
• - die Farbe und Helligkeit des Hintergrunds, auf den das Objekt projiziert wird. Wenn Farbe und Helligkeit des Hintergrunds und des Objekts gleich sind, ist das Objekt nicht sichtbar. Je kontrastreicher ihre Farben sind, desto besser ist das Objekt sichtbar;
• - Ausleuchtung des Motivs und Hintergrunds. Bei guter Beleuchtung ist das Objekt besser sichtbar als bei schlechter Beleuchtung;
• - Die Konvexität der Erdoberfläche und das Vorhandensein natürlicher und künstlicher Hindernisse schränken die Sichtbarkeit von Objekten ein; ihr Einfluss hängt maßgeblich von der Höhe des Objekts und dem Flug über der Erdoberfläche ab;
• - Eigenschaften der Augen des Betrachters, ihre Empfindlichkeit gegenüber der Wahrnehmung von Farbkontrasten, Sehschärfe usw.;
• - Transparenz der Atmosphäre – der Grad ihrer Trübung, das Vorhandensein von Staub, Rauch und winzigen schwebenden Wassertröpfchen (Niederschlag) darin.

Die Sicht wird sowohl am Boden als auch vom Flugzeug aus bestimmt.

Zur Sicherstellung von Flügen der modernen Hochgeschwindigkeitsluftfahrt, insbesondere in geringer Höhe und beim Landeabstieg, ist die Bestimmung der horizontalen, geneigten und vertikalen Sichtweiten erforderlich.

Die horizontale Sichtweite (HVR) ist die Sichtbarkeit in horizontaler Richtung. Sie kann sowohl an der Erdoberfläche als auch in Flughöhe bestimmt werden.

Unter Schrägsichtweite versteht man die Sichtbarkeit irdischer Objekte aus einer Flughöhe in einer schiefen Ebene in einem bestimmten Winkel zum Horizont.

Der vertikale Sichtbereich ist die Sichtbarkeit in vertikaler Richtung. Sie hängt hauptsächlich von den gleichen Faktoren wie der GDV ab, zusätzlich aber vom Vorhandensein von Wolken und Schichten mit schlechter Sicht bei Inversionen.

Verschiedene Wetterphänomene (Nebel, Niederschlag, Staubstürme, Schneestürme etc.) verschlechtern die horizontale, schräge und vertikale Sichtweite unterschiedlich stark. So können durch dünne Wolken und dünne Nebelschichten von oben (in vertikaler Richtung) irdische Orientierungspunkte deutlich sichtbar sein. Gleichzeitig ist der schräge und vor allem der horizontale Sichtbereich in diesem Fall gering. Bei klarer Luft ist der GDV weniger geneigt, da dieser weniger von der Konvexität der Erdoberfläche und der Höhe künstlicher und natürlicher Hindernisse beeinflusst wird.

Bei der Beobachtung kleiner Objekte aus geringer Flughöhe ist die vertikale Sicht aufgrund der geringen Winkelabmessungen der Objekte stärker geneigt. So sind in einer Flughöhe von 8 - 10 km die Winkelabmessungen von Objekten wie Eisenbahnen und Autobahnen, Gebäuden, Brücken, Flüssen und kleinen Siedlungen so gering, dass sie bei klarem Wetter nur durch Überfliegen unterschieden werden können. Befinden sich diese Objekte außerhalb der Flugbahn, sind sie nicht sichtbar. Diese eingeschränkte Sichtbarkeit von Objekten (Landmarken) erschwert die Orientierung beim Fliegen in geringer Höhe, selbst bei klarem Wetter.

Zur Lösung einer Reihe praktischer Probleme bei der meteorologischen Flugunterstützung wird der GDV am Flugplatz instrumentell oder visuell anhand ausgewählter Landmarken (Lichter) ermittelt.

Es ist bekannt, dass die Ergebnisse visueller Methoden zur Bestimmung des MDV von den subjektiven Daten jedes Beobachters abhängen und daher insbesondere nachts, wenn nicht genügend Orientierungspunkte vorhanden sind, ungenau sind.

Genauer und unabhängiger von den subjektiven Daten des Beobachters sind instrumentelle Messungen der Sichtweite.

Einheit meteorologischer Beobachtungen

An einem Netzwerk meteorologischer Stationen werden systematische Messungen grundlegender Größen und qualitativ hochwertige Beobachtungen meteorologischer Phänomene durchgeführt. Stellt verschiedene physikalische Prozesse in der Atmosphäre dar. Diese Arten von Stationsarbeiten werden im Konzept zusammengefasst Meteorologische Beobachtungen .

Damit die Ergebnisse von Beobachtungen miteinander vergleichbar sind und in der Praxis als objektiv verwertet werden können, müssen sie vorliegen Einheit der Qualität.

Es wird eine einheitliche Qualität meteorologischer Beobachtungen erreicht Einheit der Mittel und Methoden zur Durchführung von Beobachtungen.

Die Einheit meteorologischer Beobachtungsmittel wird dadurch erreicht, dass die verwendeten Geräte den Anforderungen der GOSTs und technischen Spezifikationen für deren Herstellung und Betrieb entsprechen müssen. Alle Geräte werden regelmäßig beim Verifizierungsbüro (oder an Stationen) überprüft, d. h. werden mit Referenzinstrumenten (Modellinstrumenten) verglichen, deren Messwerte als wahr akzeptiert werden. Die Ergebnisse eines solchen Vergleichs werden in Form von Kalibrierzertifikaten formalisiert – Zertifikate, die die Eignung des Geräts für den Betrieb belegen und den Wert der Korrekturen enthalten, die an den Instrumentenablesungen (Messwerten) vorgenommen werden müssen.

Einheitlichkeit der Messmethoden wird durch die Durchführung nach einer einheitlichen Methodik gewährleistet, die im „Handbuch“ festgelegt ist und dessen Bestimmungen für alle Beobachtungen verbindlich sind.

Derzeit werden an Stationen des internationalen Netzwerks meteorologische Beobachtungen zu physikalisch einheitlichen Zeitpunkten um 00, 03, 06, 09, 12, 15, 18 und 21 Stunden Greenwich Mean Time durchgeführt. Diese Momente werden genannt Zeitpunkt meteorologischer Beobachtungen. Genauer gesagt versteht man unter Fristen ein 10-minütiges Zeitintervall, das zu einer dringenden Stunde endet.

Messung der Luft- und Bodentemperatur

In ähnlichen Wetterkabinen wird die Lufttemperatur in einer Höhe von 2 Metern gemessen.

Zu den Bodentemperaturmessungen zählen Messungen auf der nackten Bodenoberfläche (Schnee) sowie in Tiefen von 5, 10, 15 und 20 cm (warme Jahreshälfte) bzw. 20, 40, 80, 160, 240 und 320 cm (alle). das ganze Jahr). Das Programm dieser Beobachtungen wird für jede Station separat festgelegt.

Zur Messung der Luft- und Bodentemperatur werden hauptsächlich Glasflüssigkeitsthermometer (Quecksilber, Alkohol) verwendet.

Um Temperaturen über -35 0 C zu messen, werden Quecksilberthermometer verwendet (der Gefrierpunkt von Quecksilber liegt bei 38,9 0 C), und unter -35 0 C werden Alkoholthermometer verwendet.

Das Hauptthermometer zur Messung der Lufttemperatur ist ein Quecksilber-Psychrometer mit Temperaturskalen -35 +40 0 C oder +35 -: -55 0 C, mit einem Teilungswert von 0,2 0 C.

Als zusätzliches Thermometer zum psychrometrischen Quecksilberthermometer verwenden Sie ein niedrigprozentiges Alkoholthermometer mit einem Teilwert von 0,2 0 C und einer Skala von -71 bis +21 0 C oder von -81 bis +11 0 C. Verwenden Sie keinen Alkohol Thermometer bei Temperaturen über +25 0 C empfehlenswert, da Alkohol teilweise in einen dampfförmigen Zustand übergeht (Siedepunkt +78,5 0 C).

Zur Messung maximaler und minimaler Temperaturen werden sie verwendet Quecksilber-Maximum-Thermometer Sonderausführung (mit Skalen von -35 bis +50 0 С oder von -20 bis +70 0 С und Teilungswert - 0,5 0 С) und Mindestalkoholgehalt Thermometer (mit Skalen von -41 bis +21 0 C oder von -75 bis +30 0 C und einem Teilwert von 0,5 0 C). Durch die spezielle Konstruktion der entsprechenden Thermometer ist die Erfassung der Höchst- und Tiefsttemperaturen für den Zeitraum zwischen den Beobachtungen gewährleistet.

Beim Maximumthermometer wird ganz am Anfang des Kapillarrohrs, in der Nähe des Reservoirs, eine Verengung vorgenommen. Dies wird erreicht, indem das Ende eines an der Innenwand des Tanks angelöteten Glasstifts in die Kapillare eingeführt wird; in diesem Fall verengt sich der Durchgang vom Reservoir zur Kapillare. Wenn die Temperatur steigt, wird überschüssiges Quecksilber aus dem Reservoir durch ein schmales ringförmiges Loch zwischen dem Stift und den Wänden der Kapillare in die Kapillare gedrückt und verbleibt dort, wenn die Temperatur sinkt (da in der Kapillare ein Vakuum herrscht) (Abb . 1).

Somit entspricht die Position des Endes der Quecksilbersäule relativ zur Skala dem maximalen Temperaturwert. Um das Thermometer für spätere Messungen vorzubereiten, schütteln Sie es mehrmals kräftig. Das Maximumthermometer wird bei leicht nach unten geneigtem Tank eingebaut.

Reis. 1. Gerät eines Maximumthermometers.

1- Lagertank, 2- Stift; 3- Vakuum in einer Kapillare über Quecksilber.

Minimum-Thermometer- Alkohol. Im Inneren der Kapillare befindet sich ein kleiner Stift aus dunklem Glas mit kleinen Verdickungen an den Enden. Die Arbeitsposition des Thermometers ist horizontal. Die Einhaltung der Mindestwerte wird durch einen Indikatorstift sichergestellt, der sich in der Kapillare (Abb. 2) im Inneren des Alkohols befindet .

Reis. 2. Minimales Thermometergerät.

1 - Kapillare; 2 - Zeigerstift .

Die Stiftverdickungen sind kleiner als der Innendurchmesser der Kapillare; Daher umströmt der aus dem Reservoir in die Kapillare fließende Alkohol bei steigender Temperatur den Stift, ohne ihn zu verdrängen. Wenn die Temperatur sinkt, bewegt sich der Stift nach Kontakt mit dem Meniskus der Alkoholsäule mit diesem zum Reservoir (da die Oberflächenspannungskräfte des Alkoholfilms größer sind als die Reibungskräfte) und bleibt in der dem Reservoir am nächsten gelegenen Position. Die Position des Stiftendes, das dem Alkoholmeniskus am nächsten liegt, zeigt die Mindesttemperatur an, und der Meniskus zeigt die aktuelle Temperatur an. Vor dem Einbau in die Arbeitsposition wird das Minimumthermometer mit dem Behälter nach oben angehoben und gehalten, bis der Stift auf den Alkoholmeniskus fällt.

Zur Messung der Bodentemperatur in Tiefen von 5, 10, 15, 20 cm werden Quecksilber-Kurbelthermometer (Savinov) mit einer Skala von -10 0 C bis +50 0 C verwendet. Zur einfacheren Installation sind sie in einem Winkel von gebogen 135 0 und haben unterschiedliche Längen von 290 bis 500 mm.

Bei der Messung der Bodentemperatur in Tiefen von 20 cm bis 3,2 m werden Quecksilber-Bodentiefenthermometer verwendet (Skalengrenzen von +31- +41 0 C bis -10 - -20 0 C, Teilungswert 0,2 0 C).

Neben Flüssigkeitsthermometern werden in der Meteorologie auch Widerstandsthermometer, Thermoelektrik, Transistor, Bimetall, Strahlung usw. eingesetzt:

· Widerstandsthermometer werden häufig in Fern- und automatischen Wetterstationen (Metallwiderstände – Kupfer oder Platin) und in Radiosonden (Halbleiterwiderstände) verwendet.

· Thermoelektrische Thermometer dienen zur Messung von Temperaturgradienten;

· Transistorthermometer (Thermotransistoren) – in der Agrarmeteorologie zur Messung der Temperatur der Ackerbodenschicht;

· Bimetall-Thermometer (Wärmewandler) werden in Thermographen zur Temperaturerfassung eingesetzt;

· Strahlungsthermometer – in Boden-, Flugzeug- und Satellitenanlagen zur Messung der Temperatur verschiedener Teile der Erdoberfläche und von Wolkenformationen.

Zur kontinuierlichen Temperaturerfassung werden Thermographen eingesetzt, deren Sensoren Bimetallplatten sind. Die Temperatur wird kontinuierlich auf Band aufgezeichnet (Abb. 3). Die Biegung der Platte unter Temperatureinfluss wird über ein Hebelsystem auf den Stift übertragen. Die Auslenkung des Stifts ist proportional zur Temperaturänderung. Die Aufzeichnung erfolgt mit Spezialtinte auf einem Band, das auf einer Trommel montiert ist und von einem Uhrwerk mit täglicher oder wöchentlicher Rotation gedreht wird. Das Gerät ist in einer separaten Kabine für Rekorder installiert.

Die Bearbeitung einer Thermograph-Aufzeichnung erfordert zwangsläufig die parallele Messung von Temperaturwerten an mehreren Punkten der Aufzeichnung mit einem Quecksilber-(Alkohol-)Thermometer, denn Eine solche Aufzeichnung stellt nur die relative Temperaturänderung im Zeitverlauf dar.

Abb. 3. Thermograph

1 - Bimetallplatte; 2 - Übertragungshebel; 3 - Pfeil; 4 - Trommel

Alle meteorologischen Thermometer verfügen über Kalibrierzertifikate, aus denen die Werte ihrer instrumentellen Korrekturen hervorgehen.

Unabhängig von der Skaleneinteilung (0,2 oder 0,5 °C) werden Thermometerwerte immer mit einer Genauigkeit von 0,1 °C gemessen. Die Visierlinien müssen am Referenzpunkt senkrecht zur Skala stehen. Dies wird dadurch erreicht, dass das Auge so positioniert wird, dass die Skalenstriche gerade sind.

Die Zählungen sind schnell erledigt. Dabei werden zunächst Zehntelgrade gezählt, dann ganze. Dadurch streben sie danach, den thermischen „Einfluss des Beobachters“ auf die Thermometerwerte zu eliminieren oder zu reduzieren.

Messung der Luftfeuchtigkeit

Die Stationen nutzen zwei Methoden zur Messung der Luftfeuchtigkeit:

· psychrometrische Methode während der warmen Jahreszeit und

· hygrometrisch- in der Kälte.

Die psychrometrische Methode basiert auf der Abhängigkeit der Verdunstungsintensität von der Wasseroberfläche vom Mangel an Wasserdampfsättigung der damit in Kontakt kommenden Luft.

Die Wärme des Phasenübergangs wird für die Verdampfung von Wasser aufgewendet. Sie wird aus der verdampfenden Masse, also dem Kambrium des Thermometers, entnommen. Dadurch sinkt die Temperatur des Thermometers.

Ein Psychrometer ist ein Thermometerpaar, dessen Reservoir in Batist eingewickelt und angefeuchtet ist ( Nassthermometer) - Verdunstungsfläche; und das andere ist gewöhnlich, das heißt trocken. Das Gewebe des benetzten Thermometers verdunstet und dadurch sinkt die Temperatur des Thermometers. Je größer das Dampfsättigungsdefizit bei sonst gleichen Bedingungen ist, desto stärker sinken die Verdunstung und die Temperatur. Anhand psychrometrischer Tabellen wird der Dampfdruck e bestimmt, anschließend ermitteln wir anhand von Formeln weitere Eigenschaften der Luftfeuchtigkeit.

An Wetterstationen werden zwei Arten von Psychrometern verwendet: ein Stationspsychrometer ohne erzwungenen Luftstrom und ein Aspirationspsychrometer, das den Luftstrom in einen Feuchtkugeltank mit konstanter Geschwindigkeit nutzt.

Das Stationspsychrometer besteht aus einem Paar psychrometrischer Quecksilberthermometer. Der Behälter des rechten Thermometers ist mit Batist umwickelt, dessen Ende in ein Glas destilliertes Wasser (nasses Thermometer) getaucht wird. Das linke Thermometer ist trocken (Abb. 4).

Aspirationspsychrometer so konzipiert, dass Messungen unter den unterschiedlichsten Wetterbedingungen ohne zusätzlichen Schutz vor Sonne und Wind möglich sind, d. h. kann unter Wanderbedingungen verwendet werden (Abb. 5).

Ein gemeinsamer Nachteil aller Psychrometer ist ihr begrenzter Einsatz bei Temperaturen unter -5+ -10 0 C. Bei niedrigeren Temperaturen wird die Feuchtigkeitssättigung der Luft sehr gering, wodurch bereits geringfügige Ungenauigkeiten bei den Messwerten von Thermometern zu erheblichen Abweichungen führen Fehler bei der Berechnung der Luftfeuchtigkeitswerte selbst.

Abb.4. Aspirationspsychrometer: 1 - Thermometer; 2 - Sauger; 3 - Rohre zum Schutz der Thermometerreservoirs.

Reis. 5 Gerät eines stationären Psychrometers

Die hygrometrische Methode (Hygro-Wet) basiert auf der Eigenschaft mancher Körper, ihre linearen Abmessungen zu ändern (verformen), wenn sich der Wasserdampfgehalt der Luft ändert. Solche Eigenschaften haben beispielsweise entfettetes menschliches Haar und verschiedene organische Filme.

Reis. 6. Haarhygrometer: 1 - Haare; 2 - Rahmen; 3 - Pfeil; 4 - Skala.

Wenn sich die Luftfeuchtigkeit also von 0 auf 100 % ändert, beträgt die Haarverlängerung etwa 2,5 % ihrer Länge. Dies ist die Grundlage für die Arbeit von Hygrometern und Hygrographen. Bei Hygrometern wird die Verformung eines Haares oder Films über ein Hebelsystem auf einen Zeiger und bei Hygrographen auf einen Stift übertragen, mit dem auf einem Band auf einer rotierenden Trommel aufgezeichnet wird. Alle Geräte dieses Typs sind relativ. Obwohl ihre Skalen auf relative Luftfeuchtigkeitswerte kalibriert sind, müssen spezielle Korrekturen in die Messwerte der Instrumente eingeführt werden, die aus den Ergebnissen paralleler Beobachtungen mit dem Stationspsychrometer gewonnen werden.

Ein Haarhygrometer im Winter bei Temperaturen von - 10 0 C und darunter ist das Hauptgerät, denn Ein ansonsten genaueres Psychrometer kann bei niedrigen Temperaturen nicht funktionieren. Das Umrechnungsdiagramm des Hygrometers wird vorab durch parallele Beobachtungen über 1 - 1,5 Monate mit einem Psychrometer und einem Hygrometer bis zum Einsetzen stabiler Fröste erstellt. Die vom Hygrometer gemessenen relativen Luftfeuchtigkeitswerte werden gemäß der Umrechnungstabelle in korrigierte Werte umgewandelt.

Der Umsatz der Trommel des Hygrographen entspricht dem eines Thermographen, täglich und wöchentlich.

Atmosphärendruckmessung

Der Atmosphärendruck wird mit zwei Arten von Instrumenten bestimmt: Quecksilberbarometern und Aneroidbarometern.

Die genauesten Standardinstrumente sind Quecksilberbarometer: Aufgrund seiner hohen Dichte ermöglicht Quecksilber die Gewinnung einer relativ kleinen Flüssigkeitssäule, die für die Messung geeignet ist. Quecksilberbarometer sind zwei mit Quecksilber gefüllte kommunizierende Gefäße; Eine davon ist eine etwa 90 cm lange Glasröhre, die oben verschlossen ist und keine Luft enthält.

Um den atmosphärischen Druck zu bestimmen, werden Korrekturen in die Messwerte eines Quecksilberbarometers eingeführt: 1) instrumentell, ausgenommen Herstellungsfehler; 2) eine Änderung, um den Barometerwert auf 0°C zu bringen, weil die Messwerte des Geräts hängen von der Temperatur ab (bei Temperaturänderungen ändern sich die Quecksilberdichte und die linearen Abmessungen der Barometerteile); 3) eine Korrektur, um die Barometerwerte auf die normale Erdbeschleunigung (g n = 9,80665) zu bringen m/s 2) liegt daran, dass die Messwerte von Quecksilberbarometern von der geografischen Breite und Höhe des Beobachtungsortes über dem Meeresspiegel abhängen.

Abhängig von der Form der kommunizierenden Gefäße werden Quecksilberbarometer in drei Haupttypen unterteilt: Becher, Siphon und Siphonbecher (Abb. 7). An meteorologischen Stationen wird ein Stationsbecherbarometer verwendet. Das Barometer wird streng vertikal in einem speziellen Schrank mit beleuchteter Skala platziert.

Die Höhe der Quecksilbersäule wird anhand der Position des Quecksilbers im Glasrohr gemessen, und die Änderung der Position des Quecksilberspiegels im Becher wird mithilfe einer kompensierten Skala berücksichtigt, sodass der Messwert auf der Skala direkt erhalten wird in Millibar. Jedes Barometer verfügt über ein kleines Quecksilberthermometer zur Eingabe von Temperaturkorrekturen. Ablesegenauigkeit 0,1 mbar .

Alle Quecksilberbarometer sind absolute Instrumente, denn Anhand ihrer Messwerte wird der Luftdruck direkt gemessen.

Abb.7. Arten von Quecksilberbarometern: a - Tasse; b - Siphon; c - Siphonbecher

Ein Aneroidbarometer (Abb. 8) wird an Wetterstationen nicht zur Druckmessung eingesetzt, wohl aber auf Expeditionen.

Das Funktionsprinzip eines Aneroidbarometers basiert auf der Verformung von metallischen Aneroidkästen (in deren Inneren die Luft austritt) unter Druck.

Lineare Änderungen der Dicke der Kästen werden durch einen Übersetzungshebelmechanismus in Winkelbewegungen der Aneroidbarometernadel relativ zur Skala umgewandelt. Die Skala ist in Pascal abgestuft. Der Preis einer Teilung beträgt 100 Pa oder 1 hPa.

Abb.8. Interner Aufbau eines Aneroidbarometers

Ein täglicher (seltener wöchentlicher) Barograph dient der kontinuierlichen Aufzeichnung des Luftdrucks. Das empfindliche Element darin ist ein Block aus Membrandruckkästen, deren Achsenverschiebung aufgrund von Druckschwankungen über ein Hebelsystem auf den Stift übertragen wird. Das Gerät ist relativ, daher ist zur Verarbeitung von Barogrammen wie bei einem Thermographen und einem Hygrographen eine parallele Druckmessung mit einem Barometer erforderlich. Grundsätzlich werden an Stationen die Merkmale des barometrischen Trends, d. h. ein Anstieg oder Abfall des Drucks, durch die Art der Barographenaufzeichnung bestimmt.

Das Aneroidbarometer liegt horizontal. Das Gehäuse, in dem sich das Aneroid befindet, schützt es vor plötzlichen Temperaturschwankungen und ist nur für die Dauer der Messungen geöffnet.

Windmessung

Wind wird durch zwei Parameter charakterisiert – Geschwindigkeit und Richtung. Diese Parameter werden von zwei unterschiedlichen Sensoren gemessen, die meist in einem Windmessgerät verbaut sind – Anemorummeter.

Gemessen werden die durchschnittliche Windgeschwindigkeit über 2 oder 10 Minuten (je nach Gerätetyp) und die Momentangeschwindigkeit mit Mittelung von 2-5 s. Die Windrichtung wird ebenfalls über einen Zeitraum von etwa 2 Minuten gemittelt. Die Mittelung der momentanen Geschwindigkeit über einen Zeitraum von 2-5 s wird durch einen automatischen Sensor von Windmessgeräten erreicht, dessen Trägheitskoeffizient innerhalb dieser Grenzen liegt. Der Maximalwert der momentanen Geschwindigkeit über einen beliebigen Zeitraum wird als Böe bezeichnet.

Der Betrieb der meisten Instrumente zur Messung von Windgeschwindigkeit und -richtung basiert auf der Wirkung des dynamischen Drucks, der durch den Luftstrom auf die feste Oberfläche des darin befindlichen beweglichen Aufnahmeteils des Instruments ausgeübt wird.

Windgeschwindigkeitsempfänger oder Primärwandler sind becherförmige Drehteller oder Propeller mit Flügeln.

Zur Messung der Windrichtung werden Windfahnen verwendet, bei denen es sich um ein asymmetrisches (relativ zur vertikalen Achse) System aus Platten und Gegengewichten handelt, die sich frei um die vertikale Achse drehen. Unter dem Einfluss des Windes wird die Wetterfahne in der Windebene mit einem Gegengewicht dazu aufgestellt. Die Formen der Windfahne sind vielfältig, aber die meisten haben zwei Flügel (Platten), die in einem Winkel zueinander stehen, was für Stabilität im Luftstrom sorgt und die Empfindlichkeit erhöht.

Mit dem Windmesser werden durchschnittliche Windgeschwindigkeiten über 10 Minuten, momentane Geschwindigkeits- und Richtungswerte sowie die maximale Geschwindigkeit für einen beliebigen Zeitraum gemessen. Das Gerät ist ein ferngesteuertes elektromechanisches Gerät mit recht komplexem Design. Der auf einem 10 m hohen Mast installierte Sensor enthält empfindliche Elemente und primäre Messwertgeber für Windgeschwindigkeit und -richtung.

Reis. 9 Anemorumbometer

Niederschlagsmessung.

Atmosphärischer Niederschlag wird je nach Phasenzustand in folgende Gruppen eingeteilt:

1) Flüssigkeit – Regen und Tau;

2) hart – Schnee, Hagel, Graupel, Frost und Eis;

3) gemischt – gleichzeitig aus der ersten und zweiten Gruppe.

Die Niederschlagsmenge wird mit einer Genauigkeit von 0,1 mm der Höhe der Wasserschicht gemessen (wenn der Niederschlag fest ist, schmilzt er in einem warmen Raum). Die Art des Niederschlags wird visuell bestimmt.

Tretjakow-Niederschlagsmesser Wird zur Messung flüssiger und fester Niederschläge verwendet. Es besteht aus zwei speziellen Wechseleimern mit einem kalibrierten Öffnungsquerschnitt von 200 cm 2, einer Höhe von 40 cm und einem Windschutzstreifen. Der Regenmesser wird so an einer Stange montiert, dass sich die Oberkante des Eimers auf einer Höhe von 2 m befindet.

Niederschlagsmessungen werden zweimal täglich durchgeführt, unabhängig davon, ob es Niederschlag gegeben hat oder nicht. Dann wird der Gesamtniederschlag pro Tag berechnet. Die Messung besteht darin, dass der Beobachter den zweiten leeren Eimer an der Station nimmt und ihn durch den an der Anlage stehenden ersetzt. Nachdem er ihn mit einem Deckel verschlossen hat, bringt er den Regenmessereimer ins Haus und misst die Niederschlagsmenge mit einem Messbecher. Die Messbecherteilung beträgt 2 cm.

Daher entspricht eine Teilung des Glases 0,1 mm Niederschlag (2 cm / 200 cm = 0,01 cm) (Abb. 10).

Das Glas hat hundert Teilungen.

Bei den Messergebnissen für die Benetzung des Eimers und die teilweise Verdunstung des Niederschlags werden geringfügige Korrekturen vorgenommen:

Flüssiger Niederschlag bis 0,5 Teilung - Korrektur + 0,1 mm;

Flüssiger Niederschlag 0,5 Teilungen oder mehr - Korrektur + 0,2 mm;

Fester Niederschlag bis 0,5 Teilung - Korrektur 0,0 mm;

Fester Niederschlag 0,5 Teilbereiche oder mehr - Korrektur + 0,1 mm.

An mehreren Stationen wird die Niederschlagsmenge und -intensität (Intensität) des flüssigen Niederschlags mit einem Pluviographen erfasst.

Abb. 10. Tretjakow-Niederschlagsmesser . 1 Trichter, 2 Membranen, 3 Eimer, 4 Deckel, 5 Ausgießer, 6 Stangenschutz, 7 Ständer, 8 Leiter, 9 Messbecher

Eine kurze Geschichte der Entwicklung der Meteorologie

Wie andere Wissenschaften war sie während einer langen Phase ihrer frühen Entwicklung nur eine beschreibende Wissenschaft. Es gibt Aufzeichnungen über Wetterbeobachtungen, die in alten Zivilisationen wie China, Ägypten und Mesopotamien durchgeführt wurden.

Bereits in der Antike zwang die Abhängigkeit des Landwirts und des Seemanns vom Wetter, dessen Veränderungen ständig zu überwachen und nach einem bestimmten Zusammenhang zwischen dem Wetter und verschiedenen irdischen und himmlischen Phänomenen zu suchen. Aber das waren nur vereinzelte Beobachtungen. Im antiken Griechenland versuchten Herodot und Aristoteles zunächst, die gesammelten Beobachtungen atmosphärischer Phänomene zu erklären und zu systematisieren. Im vierten Jahrhundert n. Chr. sammelte Aristoteles in einem Buch mit dem Titel „Meteorologie“ Informationen über viele Phänomene in der Atmosphäre und unternahm Erklärungsversuche. Die ersten Instrumente zur Niederschlagsmessung – Regenmesser – wurden bereits vier Jahrhunderte v. Chr. in China und Korea erfunden. Gleichzeitig begannen die ersten, wenn auch vereinzelten, instrumentellen Wetterbeobachtungen.

Im alten Russland finden wir Aufzeichnungen über herausragende Naturphänomene – schwere Dürren, Hagelstürme, Hoch- und Tiefwasserstände in alten russischen Chroniken und in den Aufzeichnungen russischer „Entdecker“. Die Chroniken enthielten manchmal eine allgemeine Beschreibung des Wetters für die gesamte Jahreszeit, zum Beispiel: „Im Sommer 6901 (nach unserer Chronologie 1393 Jahre) war der Winter kalt, als ob Menschen und Tiere starben, und es nieselte viel“ ( Sofia-Chronik).

Auch Merkmale einzelner Phänomene finden sich in den Chroniken, zum Beispiel: „Im Sommer 6809 (nach unserer Chronologie 1301) tobte in Rostow ein heftiger Sturm, Kirchen 4 wurden vom Fundament gehoben und die Dächer anderer Kirchen eingerissen.“ am 6. Juli los.“

Seit der Ära der großen geographischen Entdeckungen (XV-XVI Jahrhundert) sind klimatische Beschreibungen der entdeckten Länder erschienen. Es wurden Wetterbeobachtungen durchgeführt, jedoch ohne genaue Messungen meteorologischer Elemente; sie konnten keinen Stoff für wissenschaftliche Verallgemeinerungen liefern.

Der entscheidende Anstoß zur Überwindung des rein deskriptiven Charakters der Wetterbeobachtungen kam mit der Erfindung des Thermometers durch Galilei (1597). 1643 erfand Toricelli das Barometer.

Später erschienen andere Instrumente zur Messung der Eigenschaften von Wind, Luftfeuchtigkeit usw. Dies eröffnete die Möglichkeit einer quantitativen Beschreibung atmosphärischer Phänomene. Die ersten Aufzeichnungen über Messungen meteorologischer Daten wie Lufttemperatur, Luftdruck und Niederschlag stammen aus dem Jahr 1653. Ferdinand II. organisierte in der Toskana das erste Wetterdienstnetz aus 11 Messstationen in mehreren europäischen Ländern (die Florentiner „Akademie der Erfahrung“ in Italien).

Der Zeitpunkt, an dem völlig eintönige und vergleichbare Beobachtungen begannen, war die Gründung der Mannheimer Meteorologischen Gesellschaft (Societas Meteorologica Palatina) im Jahr 1780, die 40 Wetterstationen vereinte. Diese Gesellschaft hat es sich zur Aufgabe gemacht, korrekte meteorologische Beobachtungen zu organisieren; Zu diesem Zweck rekrutierte sie Mitarbeiter, verschickte bewährte Instrumente, verpflichtete ihre Korrespondenten zu dreimal täglichen Ablesungen zu den gleichen Zeiten: 8 Uhr, 14 Uhr, 21 Uhr (Mannheimer Uhr), organisierte beispielsweise Beobachtungen auch in fernen Ländern Labrador, Sibirien, Indien. Die Werke dieser Gesellschaft, die trotz ihrer kurzen Existenz (1780-92) als Mannheimer oder Pfälzer Ephemeriden bekannt ist, bildeten die Grundlage für die ersten großen Werke auf dem Gebiet der Meteorologie.

Nationale Netzwerke von Wetterstationen entstanden Anfang des 19. Jahrhunderts in verschiedenen Ländern und verbreiteten sich Mitte des Jahrhunderts. Die Organisation gleichzeitiger Beobachtungen in mehreren Nachbarländern ermöglichte die Erstellung synoptischer Karten, die für die Wettervorhersage erforderlich sind. Die ersten derartigen Brandeis-Karten wurden 1820 in Deutschland erstellt.

In Russland wurden seit dem 17. Jahrhundert am Moskauer Königshof beobachtete Naturphänomene regelmäßig in „Entlassungsbüchern“ aufgezeichnet. Dies war der Beginn der Wetterbeobachtungen in Moskau. Wissenschaftlich organisierte meteorologische Beobachtungen begannen in Russland in der ersten Hälfte des 18. Jahrhunderts. Sie wurden am 28. März 1722 von Peter I. eingeführt, der anordnete, „einen gerechten Bericht über das Tagebuch, das Wetter und die Winde zu führen“. Die Organisation der Beobachtungen nach einem breiteren Programm geht auf das Jahr 1725 zurück – das Gründungsdatum der Akademie der Wissenschaften, der Peter I. vorschlug, „überall meteorologische Beobachtungen durchzuführen und ihre Fortsetzung an den wichtigsten Orten zuverlässigen Personen anzuvertrauen.“ .“ Wissenschaftler der Akademie der Wissenschaften führten seit 1726 (verloren bis 1743) regelmäßige Beobachtungen der Lufttemperatur und seit 1741 des Niederschlags durch. Meteorologische Beobachtungen der Öffnung und des Gefrierens der Newa begannen im Jahr 1706 auf Befehl von Peter dem Großen und wurden 190 ununterbrochen fortgesetzt Jahre; Dies ist die längste Beobachtungsreihe, die es gibt.

Die Große Nordexpedition (1733) errichtete eine Reihe meteorologischer Stationen im Ural und in Sibirien. Es war das weltweit erste meteorologische Netzwerk, das Beobachtungen nach einem einzigen Programm durchführte. Das russische Netzwerk war auch Teil des Pfälzischen Meteorologischen Vereins, der 1781 in Mannheim gegründet wurde und über ein umfangreiches Netzwerk meteorologischer Stationen verfügte. Auf dem Territorium Russlands befanden sich die Stationen dieses Vereins in St. Petersburg, Moskau und im Ural - das Werk Pishmensky. Im Jahr 1799 brach diese Gesellschaft zusammen.

Die Aktivitäten von M. V. Lomonosov spielten eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der Meteorologie. Lomonossow plädierte in seinen Berichten an die Akademie der Wissenschaften für die Notwendigkeit, ein Netzwerk meteorologischer Stationen unter einer gemeinsamen Führung zu organisieren. Er formulierte auch die Grundprinzipien, die für eine korrekte Wettervorhersage erforderlich sind. Lomonosov glaubte, dass korrekte Wettervorhersagen „von einer wahren Theorie über die Bewegung flüssiger Körper rund um den Globus, also Wasser und Luft, erwartet werden sollten“. Damit schien er den Entwicklungsweg der dynamischen Meteorologie aufzuzeigen, den die Wettervorhersager nun eingeschlagen haben. Lomonosov gab auch ein Diagramm der Entstehung von Gewittern und erklärte deren Entstehung mit der Entwicklung vertikaler Strömungen in der Atmosphäre. M. V. Lomonosov leistete auch einen großen Beitrag zur instrumentellen Meteorologie. Er erfand und baute eine Reihe meteorologischer Instrumente mit originellem Design: ein Anemometer, ein Meeresluftbarometer (unempfindlich gegenüber Seebewegungen), eine „Flugplatz“-Maschine – einen Hubschrauber – zur Untersuchung der oberen Schichten der Atmosphäre durch Anheben meteorologischer Instrumente ( der weltweit erste Vorgänger eines Meteorographen und eines Hubschraubers).

Lomonosovs Nachfolger bei der Förderung und Organisation eines Netzwerks von Stationen und der Zentralen Sternwarte war V. N. Karazin (1810), Gründer der Universität Charkow. Im Jahr 1810 v.n. Karazin stellte Kaiser Alexander I. ein Projekt zur vollständigen Organisation eines Netzwerks meteorologischer Beobachtungen vor und wies auf deren Nutzen für Wissenschaft und Praxis hin. Es gab mehrere andere Punkte, an denen die Beobachtungen zufriedenstellend durchgeführt wurden: Abo, Astrachan, Warschau, Moskau, Pyschminsk, Riga, Solikamsk, Ochotsk.

In den 1920er Jahren erließ das Ministerium für öffentliche Bildung die Anordnung, an allen Bildungseinrichtungen in Russland meteorologische Beobachtungen durchzuführen, nach dem Vorbild der Universität Wilna, wo ähnliche Beobachtungen früher organisiert wurden. Die Anordnung des Ministeriums blieb jedoch wirkungslos und erst 1832 wurde nach ihrer Wiederholung mit dem Bau von Stationen und der Erstellung von Beobachtungen begonnen.

In den 30er Jahren wurden auf Initiative des Akademiemitglieds Kupfer mit finanzieller Unterstützung der Bergbauabteilung magnetische meteorologische Observatorien in St. Petersburg, Jekaterinburg, Barnaul, Nerchinsk, Bogoslowsk, Zlatoust, Lugan gegründet; Gleichzeitig wurden ähnliche Observatorien in Moskau, Kasan, Tiflis, Peking und auf der Insel Sitkha gebaut.

Im Jahr 1849 wurde in St. Petersburg das Hauptobservatorium für Physik (heute A.I. Voeikov Geophysical) gegründet. Das Hauptphysikalische Observatorium organisierte Beobachtungen an einem Netzwerk von Stationen nach einer einheitlichen Methodik. Diese Beobachtungen wurden sorgfältig geprüft, aufbereitet und veröffentlicht. Die Chroniken des Physikalischen Hauptobservatoriums erlangten weltweite Berühmtheit und wurden von anderen Ländern als Vorbild übernommen.

Bald nach seiner Gründung konzentrierte das Hauptobservatorium tatsächlich die Verwaltung aller Beobachtungen und die Verarbeitung der von den Stationen gelieferten Materialien in seinen Händen; Aufgrund der begrenzten Personalstärke und der dafür bereitgestellten Mittel konnte die Zahl der Stationen in der ersten Periode ihres Bestehens jedoch nicht wesentlich erweitert werden. Im Jahr 1856 wurde eine Innovation eingeführt, die die Genauigkeit und Geschwindigkeit von Wettervorhersagen erheblich beeinflusste: Wetterdaten von Wetterstationen wurden per Telegraf an ein einziges Zentrum gesendet.

Am 13. Januar (1. Januar, alter Stil) 1872 begann am Geophysikalischen Hauptobservatorium von St. Petersburg die regelmäßige Veröffentlichung täglicher Wetterberichte. Dieser Tag gilt mittlerweile als offizielles Datum für den Beginn des Wetterdienstes in Russland. Für den ersten Wetterbericht, genannt „Daily Meteorological Bulletin“, wurden per Telegraf empfangene Wetterdaten nicht nur aus russischen Regionen, sondern auch von zwei ausländischen Wetterstationen verwendet. Die Anzahl der Wetterstationen in Russland betrug: 1820-1835. die Anzahl der Stationen betrug etwa 30; 1870 - 47; 1880 - 114; 1890 - 4 21; 1894 - 624.

Die meisten Stationen des russischen Wetternetzes werden auf Kosten einzelner staatlicher oder privater Institutionen eingerichtet und unterhalten, wie zum Beispiel: Bildungseinrichtungen, Zemstvos, Eisenbahn- und Fabrikverwaltungen usw.; Nur eine relativ kleine Anzahl von Stationen ist mit Instrumenten ausgestattet, die sie kostenlos vom Hauptphysikalischen Observatorium erhalten. Das Kontingent der Beobachter besteht aus Lehrkräften von Bildungseinrichtungen, Geistlichen, minderjährigen Angestellten von Institutionen usw., die ihre Zeit unentgeltlich für Beobachtungen zur Verfügung stellen.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts war Russland weltweit führend in der Genauigkeit der Wettervorhersagen und verfügte über das umfangreichste Netzwerk an Wetterstationen.

Basierend auf einer großen Anzahl von Beobachtungen aus einem Netzwerk meteorologischer Stationen wurden klassische Werke verfasst: K. S. Veselovsky „Über das Klima Russlands“ (1857), G. I. Wild „Lufttemperatur im Russischen Reich“ (1881-1882 gg.) usw. Mitte des 19. Jahrhunderts erschien M. F. Spasskys Werk „Über das Klima Moskaus“ ​​(1847), das die Klimaeigenschaften als Ergebnis des Kampfes verschiedener Luftmassen erläuterte und der meteorologischen Wissenschaft im Ausland weit voraus war Bedingungen der Studienmethoden. Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts fanden die Aktivitäten des Begründers der russischen Klimatologie, des größten Meteorologen A. I. Voeikov (1842-1916), statt. Das klassische Werk von A. I. Voeikov „Klima des Globus, insbesondere Russlands“ (1884) lieferte als erstes eine physikalische Erklärung des Klimas des Globus. Dieses Werk hat bis heute nicht an Bedeutung verloren. A. I. Voeikov widmete eine Reihe von Studien der Agrarmeteorologie, deren Begründer er zusammen mit P. I. Brounov (L852-1927) war, sowie der Mikroklimatologie, der Kurortklimatologie usw. P. I. Brounov war der Organisator eines speziellen Netzwerks landwirtschaftlicher Wetterstationen.

Das Netz der inländischen Wetterstationen ist kontinuierlich gewachsen und hat sich weiterentwickelt. Lokale Netzwerke haben sich besonders stark entwickelt: Novorossiysk (Organisator A.V. Klossovsky), Kiew-Pridneprovskaya (Organisator P.I. Brounov), Kharkovskaya (Organisator N.D. Pilchikov) usw. Bestimmte Zweige der Meteorologie haben ernsthafte Erfolge erzielt. Auf dem Gebiet der Aerologie sind der erste wissenschaftliche Ballonflug von Ya. D. Zakharov (1804) und umfangreiche Studien der Atmosphäre mit Ballons von M. A. Rykachev und M. M. Pomortsev unter Beteiligung von D. I. Mendeleev zu erwähnen.

In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts arbeitete D. I. Mendeleev viel auf dem Gebiet der Meteorologie. Sein besonderes Interesse galt den hohen Schichten der Atmosphäre. Er glaubte, dass es für eine korrekte Vorhersage des Wetters unbedingt notwendig sei, die hohen Schichten der Atmosphäre zu untersuchen, in denen seiner Meinung nach „das Wetter entsteht“. Mendeleev war der erste, der auf die Möglichkeit hinwies, die oberen Schichten der Atmosphäre durch das Heben von Instrumenten auf mit Wasserstoff gefüllten Ballons zu untersuchen. Er kam auch auf die Idee, einen Stratosphärenballon mit hermetischer Gondel zu bauen. Darüber hinaus beschäftigte sich Mendelejew mit Fragen des Wasserdampftransfers, mit der Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Gasvolumen, Druck und Temperatur und erfand ein hochpräzises Differentialgasbarometer sowie die Idee der Nordseeroute. In der Nähe von St. Petersburg organisierten V. V. Kuznetsov und S. I. Savinov Ende des 19. Jahrhunderts den Aufstieg von Meteorographen auf Drachen. Auf dem Gebiet der Aktinometrie wurde viel Arbeit geleistet. Neue aktinometrische Instrumente wurden von O. D. Khvolson (1889) und V. A. Mikhelson (1905) entwickelt. S. I. Savinov und N. N. Kalitin arbeiteten erfolgreich auf dem Gebiet der theoretischen und praktischen Aktinometrie. Wichtige theoretische Arbeiten auf dem Gebiet der Wettervorhersage wurden um die Wende des 20. Jahrhunderts von M. A. Rykachev, B. I. Sreznevsky und P. I. Brounov durchgeführt, beispielsweise zum Zusammenhang zwischen Druckfeld und Windgeschwindigkeit und zu den Bahntypen von Zyklonen , auf den physikalischen Grundlagen der Entwicklung und Bewegung von Wirbelstürmen, der isallobaren Methode der Wettervorhersage usw. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts legten die Arbeiten von B.P. Multanovsky den Grundstein für die aktive Entwicklung von Fragen der langfristigen Wettervorhersage. V. N. Obolensky erzielte beachtliche Erfolge auf dem Gebiet der Erforschung der atmosphärischen Elektrizität. Die Arbeiten von A. I. Voeikov, G. N. Vysotsky und A. P. Tolsky trugen zur Entwicklung der Waldmeteorologie bei. Im Jahr 1929 wurde unter dem Rat der Volkskommissare der UdSSR das Hydrometeorologische Komitee gegründet, das die Erforschung der Atmosphäre und der Gewässer des gesamten Territoriums der UdSSR vereinte; später wurde es in die Hauptdirektion des Hydrometeorologischen Dienstes unter dem Rat umgewandelt der Minister der UdSSR. In Leningrad wurde am Geophysikalischen Hauptobservatorium (GGO) ein Zentrum für heimische Klimatologie gegründet, das den Traditionen von A. I. Voeikov folgt. Das Geophysikalische Hauptobservatorium versorgte die Volkswirtschaft über einen langen Zeitraum mit homogenen Daten zu einzelnen meteorologischen Elementen, einem Klimaatlas und Nachschlagewerken; Eine weiterführende Schule für das Studium von:

Dynamische Meteorologie.

Theorien der Zyklogenese,

Vorberechnung von Luftdruck- und Temperaturfeldern.

Untersuchung des Mikroklimas von Schutzgebieten, bewässerten Flächen, Untersuchung von Frösten usw.

Die Einführung der ersten Radiosonde am 30. Januar 1930 war eine wahre Revolution in der Aerologie. Diese Studien werden bis heute am Zentralen Aerologischen Observatorium in Dolgoprudny bei Moskau fortgesetzt. Hier wurden eine Reihe neuer Instrumente entwickelt (Radiosonde A-22), eine neue Methodik zur Untersuchung der Atmosphäre, zur Untersuchung von Turbulenzen usw. Von hier aus wurden rekordverdächtige Flüge sowjetischer Ballons durchgeführt, bei denen die Verteilung meteorologischer Elemente in hohen Schichten untersucht wurde der Atmosphäre, die Umwandlung von Luftmassen usw.

In der Sowjetzeit wurde die Lehre von Luftmassen und Fronten entwickelt, eine Wettervorhersagemethodik entwickelt und andere Probleme der synoptischen Meteorologie gelöst.

Die Aktivitäten des Zentralinstituts für Prognosen (CIP) sind der weiteren Verbesserung der Wettervorhersagen (sowohl kurzfristig als auch langfristig) gewidmet. Die Landschaftsklassifikation des Klimas nach L. S. Berg, die dynamische Klimatologie von B. P. Alisov und die komplexe Methode der Klimacharakterisierung nach E. E. Fedorov sind von globaler Bedeutung.

1930 wurde ein Netz aerologischer Stationen geschaffen und mit der Erstellung der ersten Höhenkarten begonnen. Seit 1960 begannen Wettervorhersagen, von Satelliten empfangene Informationen zu nutzen. Bald begannen Prognostiker, Wetterortungsgeräte zu verwenden und Daten mithilfe von Computern zu verarbeiten, was die Zeit erheblich verkürzte und die Wahrscheinlichkeit von Wettervorhersagen erhöhte.

In der modernen Welt gibt es ein globales Überwachungssystem, das von der Weltorganisation für Meteorologie (WMO), einer zwischenstaatlichen Organisation der Vereinten Nationen, verwaltet wird. Dieses System umfasst etwa 10.000 Bodenstationen, 1.000 Höhenmessstationen an Land und auf Schiffen, 100 Driftstationen und 600 Bojen sowie 10 meteorologische Satelliten in polaren und geostationären Umlaufbahnen. Das globale System sammelt auf freiwilliger Basis Daten von mehr als 7.300 Schiffen sowie etwa 3.000 Verkehrsflugzeugen und führt täglich mehr als 70.000 Beobachtungen durch. Es werden Daten verwendet, die von Hunderten meteorologischen Radargeräten nationaler Wetterdienste stammen, die durch ein regionales Radarnetzwerk (z. B. in westeuropäischen Ländern) vereint sind.

Bis zum Ende des 20. Jahrhunderts hatte die Weltgemeinschaft der Meteorologen herausragende Erfolge erzielt. Zu diesen Erfolgen zählen:

· wissenschaftliche Errungenschaften im Verständnis globaler atmosphärischer Prozesse und atmosphärischer Dynamik, in der mathematischen Beschreibung der von der Sonne kommenden Strahlung, der Übertragung, Reflexion, Absorption kurz- und langwelliger Strahlung, Kondensations- und Verdunstungsvorgängen, Schmelzen/Gefrieren von Niederschlägen, Mechanismen der Vermischung von Luftmassen, einschließlich Konvektion und Turbulenz, Prozesse der Wechselwirkung mit Land und Ozean;

· Entwicklung globaler, regionaler und mesoskaliger hydrodynamischer numerischer Modelle der allgemeinen atmosphärischen Zirkulation in einer Reihe von Ländern, die es ermöglichen, Felder meteorologischer Elemente für 5–7 Tage mit einer für viele Verbraucher akzeptablen Genauigkeit vorherzusagen;

· Schaffung einzigartiger Technologien in großen meteorologischen Zentren, die mit leistungsstarken Computern ausgestattet sind und es ermöglichen, diese Modelle in die betriebliche Praxis einzuführen;

· Schaffung und Organisation des kontinuierlichen Betriebs globaler internationaler Beobachtungssysteme, Telekommunikation und Datenverarbeitung, die die Wetterbeobachtung, die Übertragung von Beobachtungsdaten an meteorologische Zentren und die Verteilung von Produkten an Vorhersagezentren der Nationalen Meteorologischen Dienste ermöglichen.

Atmosphärische Prozesse kennen keine nationalen Grenzen, daher erfordert ihre Untersuchung eine enge Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern aller Länder. Die internationale Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Meteorologie begann in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Im Jahr 1873 fand in Wien der Erste Internationale Meteorologische Kongress statt, der die Vereinheitlichung meteorologischer Instrumente und Beobachtungen sowie den Informationsaustausch beschloss. Dieser Kongress legte den Grundstein für die zukünftige Weltorganisation für Meteorologie (WMO). Der Zweite Internationale Meteorologische Kongress genehmigte die Entscheidung, das Internationale Polarjahr (1882-1883) abzuhalten, die erste umfassende Studie der Polargebiete. In den Jahren 1932–33 wurden diese Arbeiten fortgesetzt (Zweites Internationales Polarjahr). Besonderes Augenmerk wurde in diesem Jahr auf die Erforschung der Arktis gelegt, die damals als „Küche des Wetters“ galt. Zum ersten Mal wurde die Erfindung von P.A. zur Untersuchung der oberen Schichten der Atmosphäre genutzt. Molchanov-Radiosonde.

Die Notwendigkeit der Standardisierung von Beobachtungen, des Austauschs meteorologischer Informationen und der Vereinheitlichung der Formen operativer Dienste mit meteorologischen Informationen und Vorhersagen führte nach dem Zweiten Weltkrieg zur offiziellen Gründung der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) – einer spezialisierten zwischenstaatlichen Organisation der Vereinten Nationen. Das höchste Gremium dieser Organisation ist der Kongress, der alle vier Jahre zusammentritt, und der Exekutivrat, bestehend aus 26 Direktoren nationaler meteorologischer oder hydrometeorologischer Dienste. WMO ist ein integriertes System, das aus nationalen Einrichtungen und Diensten besteht, die einzelnen Ländern gehören, die Mitglieder der WMO sind. Die Mitglieder der WMO werden sich entsprechend ihren Fähigkeiten zu einem vereinbarten Rahmen verpflichten, damit alle Länder von den gemeinsamen Anstrengungen profitieren können. Im Rahmen der WMO wurde eine internationale Prognosebranche geschaffen, die aus weltweiten (WMC) und regionalen (RMC) meteorologischen Zentren besteht, die mit modernen Mitteln und Technologien ausgestattet sind, auf Kosten von Ländern, die freiwillige Verpflichtungen zum Betrieb solcher Zentren übernommen haben. Die Produkte weltweiter und regionaler meteorologischer Zentren in Form numerischer Analysen und Vorhersagen meteorologischer Felder werden allen WMO-Mitgliedern über ihre Nationalen Meteorologischen Zentren (NMCs) zur Nutzung zur Verfügung gestellt.

Die wichtigsten Aufgaben der WMO bestehen darin, das ordnungsgemäße Funktionieren der World Weather Watch (WWW), die von zwei berühmten Meteorologen – V. A. Bugaev (UdSSR) und G. Wexler (USA) gegründet wurde, sowie der World Climate Watch aufrechtzuerhalten Programm, das Veränderungen des Klimas unter dem Einfluss natürlicher und anthropogener Faktoren und die möglichen Folgen dieser Veränderungen für das Leben auf der Erde untersucht. Unter der Schirmherrschaft der WMO und auf der Grundlage internationaler Zusammenarbeit werden große internationale Programme durchgeführt, die darauf abzielen, die Besonderheiten der Wetterbildung in verschiedenen Regionen der Welt zu untersuchen. So wurde 1957-58 das Programm des Internationalen Geophysikalischen Jahres umgesetzt. In dieser Zeit wurde der gesamte Planet umfassend erforscht, und viele der begonnenen Studien wurden in den folgenden Jahrzehnten fortgesetzt. Die Umsetzung dieses Programms warf eine Reihe von Problemen auf, die im größten internationalen Projekt – dem Global Atmospheric Processes Research Program (PIGAP, 1978-1979) – zusammengefasst wurden. Dieses Programm umfasste die größten Unterprogramme – Tropen-, Polar-, integrierte Energie- und Monsunexperimente. Die Umsetzung dieses Programms umfasste den Einsatz modernster Systeme zur Sammlung und Verarbeitung von Informationen, polarumlaufender und geostationärer Satelliten, Laborflugzeuge, Ballons, treibende und stationäre Bojen sowie mehr als 30 Forschungsschiffe

In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts erlangten die Probleme der Luftverschmutzung und der Ausbreitung von Verunreinigungen natürlichen und anthropogenen Ursprungs große Bedeutung. In vielen Ländern wurden spezielle Dienste zur Überwachung des Zustands der atmosphärischen Luft eingerichtet. In Russland wurde dieser Dienst unter der Leitung von E. K. Fedorov und Yu. A. Israel (Roshydromet) eingerichtet.

Als globale Überwachung des Wetters und des allgemeinen Zustands der Atmosphäre kann das gesamte Tätigkeitsspektrum der meteorologischen Dienste der Länder der Welt betrachtet werden, das derzeit auch erhebliche Mengen an Informationen aus dem Weltraum und von Spezialsatelliten umfasst. Die Daten dieser Überwachung sind unschätzbare Informationen für die Ökologie, und das Überwachungssystem selbst ist ein Prototyp globaler Überwachungssysteme für den Zustand einzelner Bereiche der Erde – der Hydrosphäre, der Biosphäre usw.

Bei Arbeiten im Sitzen werden Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit und Luftgeschwindigkeit in einer Höhe von einem Meter über dem Boden bzw. der Arbeitsplattform gemessen, bei Arbeiten im Stehen in einer Höhe von 1,5 Metern.

Die Messungen werden sowohl an ständigen als auch an nicht ständigen Arbeitsplätzen in deren minimalem und maximalem Abstand zu Quellen lokaler Wärmeerzeugung, Kühlung oder Feuchtigkeitsabgabe durchgeführt.

Mikroklimamessungen sollten zu Beginn, in der Mitte und am Ende der kalten und warmen Jahreszeiten mindestens dreimal pro Schicht (zu Beginn, in der Mitte und am Ende) durchgeführt werden.

In Räumen mit einer hohen Dichte an Arbeitsplätzen sind in Abwesenheit von Quellen lokaler Wärmeerzeugung, Kühlung oder Feuchtigkeitsabgabe Bereiche zur Messung von Temperatur, relativer Luftfeuchtigkeit und Luftgeschwindigkeit gleichmäßig im Raum verteilt.

3.1. Messung der Lufttemperatur

Zur Messung der Lufttemperatur können Quecksilber- und Alkoholthermometer verwendet werden. Kommt es jedoch zu Wärmestrahlung im Produktionsbereich, spiegeln die Messwerte herkömmlicher Thermometer nicht die tatsächliche Lufttemperatur wider. Unter Berücksichtigung dieses Umstands empfiehlt GOST 12.1.005-88 den Einsatz von Aspirationspsychrometern zur Temperaturmessung, insbesondere da bei der Untersuchung von Wetterbedingungen gleichzeitig die Luftfeuchtigkeit bestimmt wird. Bei der Bestimmung der Lufttemperatur mit einem Psychrometer erfolgt die Messung mit einem Trockenkugelthermometer.

Wenn in den Messbereichen keine Strahlungswärmequellen vorhanden sind, kann die Lufttemperatur mit einem Psychrometer vom Typ PBU-1 (ohne Lüfter), Tages- und Wochenthermographen und elektrischen Thermometern gemessen werden.

Mit dem elektrischen Thermometer ETP-M (Abbildung 1) können Sie die Lufttemperatur im Bereich von -30 °C bis +120 °C messen, wobei die Messgrenze in drei Teilbereiche unterteilt ist: I Teilbereich -30 – +20 °C, II Teilbereich +20 – +70 °C, III Teilbereich +70 – +120°C.

Das Gerät besteht aus einer Messeinheit und einem daran angeschlossenen Sensor. Als Sensor wird ein Halbleiterthermistor verwendet.

Das Funktionsprinzip eines elektrischen Thermometers basiert auf einer Änderung des elektrischen Widerstands des Thermistorsensors bei Temperaturänderungen.

Im Stromkreis des Geräts ist der Sensor-Thermistor mit einem der Arme einer ausgeglichenen elektrischen Brücke verbunden.“ Wenn sich der Widerstand des Thermistors aufgrund einer Temperaturänderung ändert, wird das Gleichgewicht der Brücke gestört und Durch seine Diagonale fließt ein Strom, der mit einem Mikroamperemeter aufgezeichnet wird.

Der Temperaturwert wird über eine Kalibrierabhängigkeit ermittelt.

Abbildung 1 – Vorderseite des elektrischen Thermometers ETP-M

Die Vorgehensweise beim Arbeiten mit dem ETP-M-Gerät ist wie folgt:

a) Der Sensor ist an das Gerät angeschlossen, das sich während des Messvorgangs in horizontaler Position befinden muss;

b) wechseln P2 Stellen Sie den erforderlichen Teilbereich der gemessenen Temperatur ein.

c) Schalten Sie die Spannung der Schalter ein P3;

d) wechseln P1 auf die Position „Kontrolle“ stellen;

e) Mit dem Knopf „Spannungseinstellung“ den Zeiger des Milliamperemeters auf das Maximum der Skala ausrichten (die elektrische Brücke ausbalancieren);

f) Arbeitstypwechsel – P1 auf Position „Messung“ stellen;

g) Nehmen Sie eine Ablesung gemäß dem Pfeil auf der Milliamperemeter-Skala vor.

h) Bestimmen Sie die Lufttemperatur anhand einer Kalibrierkurve (Abbildung 2).

Abbildung 2 – Diagramm zur Temperaturbestimmung

3.2. Bestimmung der Luftfeuchtigkeit

Zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit werden verschiedene Arten von Hygrometern und Psychrometern verwendet.

Hygrometer– Haare und Film, basierend auf der Fähigkeit von Haaren oder biologischen Filmen, aufgrund ihrer Hygroskopizität in einer feuchten Umgebung an Größe zuzunehmen und in einer trockenen Umgebung abzunehmen. Die Vergrößerung oder Verkleinerung eines Haares oder Films wird über ein Hebelsystem auf einen Pfeil übertragen, der sich entlang der Skala bewegt. Der Nachteil von Hygrometern besteht darin, dass die Empfindlichkeit der Haare und des Films mit der Zeit abnimmt. Daher müssen die Messwerte dieser Geräte mit einem Aspirationspsychrometer überprüft werden.

Die Messung der Luftfeuchtigkeit mit Psychrometern basiert auf dem Prinzip der Psychrometrie.

Das Prinzip der Psychrometrie besteht darin, die Messwerte zweier benachbarter Thermometer zu bestimmen, wobei der Behälter des einen mit einem angefeuchteten Tuch abgedeckt wird. Feuchtigkeit, die den Stoff imprägniert und je nach Luftfeuchtigkeit und Luftgeschwindigkeit unterschiedlich schnell verdunstet, entzieht dem Thermometer Wärme, sodass die Messwerte des Nassthermometers niedriger sind als die des Trockenthermometers. Basierend auf den Messwerten von Trocken- und Nassthermometern wird die relative Luftfeuchtigkeit berechnet.

Das Assmann-Aspirationspsychrometer besteht aus zwei Quecksilberthermometern mit einer Skala von 50°C. Der Behälter eines der Thermometer ist in ein dünnes Tuch eingewickelt. Beide Thermometer sind in einem Metallrahmen untergebracht und die Thermometerreservoirs befinden sich in doppelten Metallhülsen, wodurch der Einfluss von Wärmestrahlung auf die Thermometerwerte ausgeschlossen ist. Im Kopf des Gerätes ist ein Ventilator mit Uhrwerk oder Elektroantrieb angebracht, der mit konstanter Geschwindigkeit (ca. 4 m/s) Luft an den Thermometerbehältern vorbeisaugt.

Durch die forcierte Luftansaugung während des Messvorgangs wird der Einfluss der Luftmobilität im Produktionsraum eliminiert und dadurch die Genauigkeit der Messungen erhöht.

Das Gerät wird wie folgt verwendet: Befeuchten Sie mit einer Pipette die Hülle des Nassthermometers und halten Sie das Psychrometer senkrecht mit dem Kopf nach oben, um zu verhindern, dass Wasser in die Hülsen und den Kopf des Geräts fließt. Drehen Sie den Gerätemechanismus mit einem Schlüssel bis zum Anschlag oder schalten Sie den elektrischen Antrieb zum Netzwerk ein und platzieren Sie das Gerät an der zu untersuchenden Stelle. Nach 3-5 Minuten bei laufendem Ventilator erfolgt ein Countdown. Notieren Sie die Messwerte eines Trocken- und Nassthermometers und dann gemäß einer speziellen Tabelle 2 relative Luftfeuchtigkeit bestimmen.

Der Wert der absoluten und relativen Luftfeuchtigkeit lässt sich rechnerisch mit den Formeln 1 und 2 ermitteln.

Die Berechnung der absoluten Luftfeuchtigkeit beim Einsatz eines Aspirationspsychrometers erfolgt nach folgender Formel:

(1)

A– absolute Luftfeuchtigkeit, g/m3

F 1 – maximal mögliche Masse an Wasserdampf in Gramm in der Luft bei nasser Thermometertemperatur, g/m3;

0,5 – konstanter psychrometrischer Koeffizient;

T MIT– trockener Thermometerwert, °C;

T IN – Messwert des Nassthermometers, °C;

IN– Luftdruck, mm. rt. Kunst.;

755 – durchschnittlicher Luftdruck, mm. rt. Kunst.

Die relative Luftfeuchtigkeit wird durch die Formel bestimmt:

(2)

F 2 – maximal mögliche Masse an Wasserdampf bei trockener Thermometertemperatur, g/m3.

In den Formeln 1 und 2 verwendete Werte F 1 und F 2 werden aus der Tabelle ermittelt 1 .

Abbildung 3 Assmann-Aspirationspsychrometer

3.3. Luftgeschwindigkeitsmessung

Zur Messung der Luftgeschwindigkeit werden Anemometer unterschiedlicher Bauart eingesetzt. Die Wahl des Anemometertyps richtet sich nach dem Zweck der Untersuchung und der Größe der gemessenen Luftgeschwindigkeit.

Flügelradanemometer Mit ASO-3 (Abbildung 4) können Sie Luftgeschwindigkeiten im Bereich von 1 bis 10 m/s messen. Das Flügelradanemometer hat eine hohe Trägheit und beginnt zu arbeiten, wenn sich die Luft mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,5 m/s bewegt. Der durch Luftströme mit geringerer Geschwindigkeit erzeugte Druck kann den Reibungswiderstand in der Laufradachse nicht überwinden. Wenn sich das Laufrad zu Beginn der Messung in Bewegung setzt, ermöglicht das Gerät die Messung von Geschwindigkeiten ab 0,2 m/s.

Ein Flügelradanemometer erfasst die Luftbewegung durch ein Rad mit Platten (Flügeln). Von einem unter Luftdruck rotierenden Rad wird die Bewegung über ein System von Zahnrädern auf Zeiger übertragen, die sich entlang abgestufter Zifferblätter bewegen.

Das Gerät verfügt über drei Zifferblätter. Der zentrale große Zeiger zeigt Einer und Zehner an, die Zeiger der beiden kleinen Zifferblätter zeigen Hunderter- und Tausender-Teilungen an. Bei kleinen Zifferblättern werden nur ganze Teilungen berücksichtigt.

Die Luftgeschwindigkeit wird wie folgt gemessen: Nach dem Aufzeichnen der Ausgangsposition der Zeiger auf den Zifferblättern – Tausender, Hunderter, Einheiten – wird der Zähler mithilfe einer Sperre – einem Hebel an der Seite des Geräts – vom Laufrad getrennt. Platzieren Sie das Gerät anschließend so im Luftstrom, dass die Drehachse des Laufrads parallel zur Richtung des Luftstroms verläuft. Nachdem das Laufrad durch Rückwärtsdrehen der Sperre die maximale Geschwindigkeit erreicht hat, schalten Sie die Pfeile ein und markieren Sie in diesem Moment die Zeit. Nach 50-100 s. Stoppen Sie den Zähler und die Stoppuhr und notieren Sie die neue Position der Zeiger. Teilen Sie die Differenz zwischen den endgültigen Messwerten durch die Messzeit. Bestimmen Sie dann mithilfe des Kalibrierungsdiagramms (Abbildung 1) die gewünschte Luftgeschwindigkeit. Tragen Sie dazu die Anzahl der Skaleneinheiten pro Messsekunde auf der vertikalen Achse ein und ermitteln Sie den Geschwindigkeitswert in m/s auf der horizontalen Achse.

Messung mit Schalenanemometer MS-13

Das Schalenanemometer dient zur Messung der durchschnittlichen Luftströmungsgeschwindigkeit von 1 bis 20 m/s.

Der Windempfänger des Anemometers ist ein Windrad mit vier Schalen (Abbildung 6). Ansonsten ähneln Gerät und Funktionsprinzip dem betrachteten Flügelradanemometer. Das Anemometer wird ein bis zwei Minuten lang dem Luftstrom ausgesetzt. Die Windgeschwindigkeit wird anhand der am Anemometer angebrachten Kalibrierungskurve ermittelt (Abbildung 7).

Tabelle 1 – Bestimmung der maximalen Luftfeuchtigkeit in Abhängigkeit von der Lufttemperatur

Tabelle 2 – Bestimmung der relativen Luftfeuchtigkeit

Ministerium für Bildung und Wissenschaft der Russischen Föderation

„Russische Staatliche Hydrometeorologische Universität“

in Tuapse

ARBEITSLEHRPLAN

Disziplin „Methoden und Mittel hydrometeorologischer Messungen“

in Richtung (Fachrichtung) 020602 „Meteorologie“

Studienform Vollzeit Disziplinenblock OPDF

Tuapse

Das Arbeitsprogramm wurde auf der Grundlage des staatlichen Bildungsstandards für höhere Berufsbildung und des Lehrplans der Zweigstelle der Russischen Staatlichen Humanitären Medizinischen Universität in Tuapse, Fachrichtung (Richtung) 020602 „Meteorologie“ der Abteilung „Meteorologie und Umweltmanagement“ erstellt “.

Compiler des Arbeitsprogramms

Außerordentlicher Professor, Ph.D. _________________

(Position, akademischer Titel, Abschluss) (Unterschrift) ()

Das Arbeitsprogramm wurde auf einer Sitzung der Abteilung für Meteorologie und Umweltmanagement genehmigt

Protokoll der Sitzung Nr. ___ vom „__“___ 20__

Abteilungsleiter

(Unterschrift) ()

Einverstanden mit der wissenschaftlichen und methodischen Kommission

Vorsitzender der Wissenschafts- und Methodenkommission

„___“________20__ _________________

(Unterschrift) ()

Auszug aus dem staatlichen Bildungsstandard für höhere Berufsbildung in der Ausbildungsrichtung Geprüfte Fachkraft 020602 „Meteorologie“:

2. Anforderungen an den Grad der Beherrschung der Disziplin

Als Ergebnis des Studiums der Disziplin muss der Student

wissen:

Theorie meteorologischer Messungen und Klassifizierung meteorologischer Messgeräte;

Methoden und Mittel zur Messung meteorologischer Parameter und atmosphärischer Parameter;

Geräte und Methoden zur Messung von Parametern atmosphärischer Prozesse;

Instrumente und Messmethoden;

Meteorologische Ferninstrumente;

Grundprinzipien der Gestaltung digitaler Messgeräte;

Informationsmessende meteorologische Systeme und automatische Wetterstationen;

Methoden zur Übermittlung meteorologischer Informationen über Kommunikationskanäle;

Werkzeuge und Methoden, die mit MSZ für meteorologische Messungen verwendet werden.

in der Lage sein:

Analysieren Sie den Betrieb von Sensoren und empfindlichen Elementen von Instrumenten und Geräten;

Berücksichtigen Sie die Reihenfolge, in der das Signal (Meteoinformationen) vom Sensor zum Verbraucher gelangt.

Bewerten Sie Trends in der Entwicklung von Wetterinstrumenten.

Führen Sie eine vergleichende Analyse von Sensoren, Instrumenten und Geräten durch.

Analysieren Sie die Vor- und Nachteile von Messmethoden und Messgeräten.

über die Fähigkeiten verfügen:

Hydrometeorologische Instrumente für Messungen vorbereiten;

Messungen meteorologischer Elemente und Parameter durchführen (durchführen);

Messergebnisse in bewährter Weise verarbeiten und dokumentieren;

Erstellen Sie Buchhaltungs- und Berichtsunterlagen für relevante hydrometeorologische Instrumente und Geräte.

3. Aufteilung der Lehrveranstaltungen nach Semestern und thematischer Plan der Disziplin

Tabelle 1

Verteilung der Unterrichtsarten und -stunden nach Semestern

Tabelle 2

Thematischer Plan für das Studium der Disziplin

4.1. Theoretischer Kurs

Tisch 3

Theoretischer Kurs

4.4. Studienprojekt (Arbeit)

28. Analyse der Möglichkeiten und Merkmale der Anwendung der Messung der unteren Wolkengrenze mit optischen Lichtortungsgeräten.

29. Analyse der Möglichkeiten und Merkmale des Einsatzes der Messung der unteren Wolkengrenze mit Laserinstrumenten.

30. Analyse der Möglichkeiten und Merkmale der Nutzung des meteorologischen Sichtbereichs (MVD) durch polarisierende optische Geräte.

31. Analyse der Möglichkeiten und Merkmale der Nutzung des meteorologischen optischen Bereichs (MOD) durch die Transmisometer RDV-3 und FI-1.

32. Analyse der Fähigkeiten und Merkmale des Einsatzes der MOD-Transmisometer FI-2, „Peleng-SF“.

33. Analyse der Möglichkeiten und Merkmale der Nutzung des meteorologischen Sichtbereichs durch Laser-Vorwärts- und Rückstreugeräte.

34. Analyse der Möglichkeiten und Merkmale der Nutzung der Flugsichtweite.

35. Analyse der Fähigkeiten und Merkmale des Einsatzes integrierter funktechnischer Flugplatz-Meteorologiestationen (KRAMS)

4.5. Selbstständiges Arbeiten der Studierenden

Tabelle 6

Studentenunabhängiges Arbeitsprogramm

5. Pädagogische und methodische Unterstützung der Disziplin

Hauptliteratur:

1. , Romanov und Anlagen für meteorologische Messungen auf Flugplätzen. L.: Gidrometeoizdat, 1981. 295 S.

2. , Ausrüstung des Flugplatzes Brylev und ihr Betrieb. St. Petersburg: Gidrometeoizdat, 2003. 592s.

3. , Larin, Methoden und technische Mittel der Beobachtung. L.: Gidrometeoizdat, 1984. 327 S.

4. , Storozhuk Mittel des hydrometeorologischen Dienstes. St. Petersburg-2005 283s.

5. Meteorologische Messungen von Kachurin. L.: Gidrometeoizdat, 1985. 456 S.

6. Sternzat-Instrumente und -Messungen. L.: Gidrometeoizdat, 1978. 490er Jahre.

Zusätzliche Literatur:

1. Kachurin-Messungen aerophysikalischer Größen. M.: Höhere Schule, 1967. 490 S.

2. Internetressourcen.

3. Handbuch hydrometeorologischer Instrumente und Anlagen. L.: Gidrometeoizdat, 1971.

4. Meteorologische Instrumente von Fateev. L.: Gidrometeoizdat, 1975.

5. Beobachtungen von Janiszewski. L.: Gidrometizdat, 1957.

Im Fachgebiet „Methoden und Mittel hydrometeorologischer Messungen“ sieht der Lehrplan folgende Ausbildungsarten vor: Vorlesungen, Praktika (Seminare), Labor.

Vorträge sind eine der wesentlichen Lehrmethoden und müssen folgende Aufgaben lösen:

· Präsentation der wichtigsten Inhalte des Kursprogramms mit Schwerpunkten;

· Entwicklung des Bedürfnisses der Schüler nach unabhängiger Arbeit an pädagogischer und wissenschaftlicher Literatur.

Die Methodik für die Durchführung von Vorlesungen hängt vom Studienstand des Fachs und dem allgemeinen Ausbildungsstand der Studierenden ab, die Form der Durchführung hängt von der Art des Themas und dem Inhalt des Stoffes ab.

Die Hauptaufgabe jeder Vorlesung besteht darin, den Kern des Themas aufzuzeigen und seine Hauptinhalte zu analysieren. Es wird empfohlen, die Studierenden in der ersten Vorlesung auf den Aufbau des Kurses und seiner Abschnitte aufmerksam zu machen, dann den Anfang jedes Abschnitts, das Wesentliche und seine Ziele anzugeben und nach Abschluss der Präsentation diesen Abschnitt der Reihe nach zusammenzufassen um es mit dem nächsten zu verbinden.

Praktische Lektion- eine Form der Organisation des Bildungsprozesses, die darauf abzielt, theoretisches Wissen durch Diskussion primärer Quellen und Lösung spezifischer Probleme zu festigen.

Die Ziele der Laborwerkstatt lassen sich am besten erreichen, wenn dem Experiment bestimmte vorbereitende außerschulische Arbeiten vorausgehen. Daher sollte der Lehrer eine gezielte Heimvorbereitung fördern.

Vor Beginn der nächsten Unterrichtsstunde muss sich der Lehrer durch ein kurzes Interview und die Überprüfung, ob die Schüler Arbeitsprotokolle erstellt haben, vergewissern, dass die Schüler für die Laborarbeit bereit sind.

Darüber hinaus finden Sie zu vielen Kursthemen relevante Informationen im Internet. Plagiate sind inakzeptabel. Der Student muss theoretische und sachliche Informationen sammeln und diese zur Lösung eines konkreten Problems anwenden.

Das Hauptziel der Seminare ist die Diskussion der komplexesten theoretischen Fragestellungen des Studiengangs, deren methodische und methodische Ausarbeitung. In diesem Zusammenhang muss der/die Studierende auf eine gemeinsame Auseinandersetzung mit theoretischen und methodischen Fragen des Studiengangs vorbereitet werden, was durch das eigenständige Studium der behandelten Inhalte erreicht wird.

Das Hauptziel der Laborarbeit besteht darin, enge Verbindungen zwischen Theorie und Praxis herzustellen. Zur Vorbereitung auf die Laborarbeit muss der Student theoretisches Material zum Thema Laborarbeit studieren und einen Bericht über die Laborarbeit erstellen.

6. Formen und Methoden der laufenden, Zwischen- und Endkontrolle

In Übereinstimmung mit den Bestimmungen der Zweigstelle der Russischen Staatlichen Universität für Geisteswissenschaften in Tuapse „Über das modulare Ausbildungssystem“, genehmigt vom akademischen Rat der Zweigstelle am 3. Juli 2007, Protokoll Nr. 15.