Methoden und Mittel hydrometeorologischer Messungen, meteorologische Instrumente. Methoden und Mittel zur Messung der meteorologischen Sichtweite. Arbeitslehrplan

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. Exposition des Anemometers gegenüber Luftstrom innerhalb von ein bis zwei Minuten produziert. 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

Meteorologische Größen

Meteorologische Größen sind:
Temperatur, Druck, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit und -richtung, Niederschlag, Höhe der Wolkenbasis, Dicke (Dicke) der Wolkenschicht usw.

Betrachten wir die wichtigsten meteorologischen Größen, die den Zustand der Luft, atmosphärische Prozesse und das Strahlungsregime charakterisieren, und achten wir dabei auf Besondere Aufmerksamkeit Einheiten, Mess- und Verarbeitungsgenauigkeit.
Unter Verwendung des Konzepts der Messgenauigkeit wird der kleinste Wert verstanden, der mit Vertrauen in die Richtigkeit der erhaltenen Ergebnisse bestimmt werden kann. Die Grundlage für dieses Vertrauen ist die Bewertung von Fehlern.
Temperatur(t,T) ist ein Merkmal des thermischen Zustands von Körpern. Bei meteorologischen Beobachtungen wird sie in Grad Celsius (t°C) ausgedrückt. Zur Beurteilung des thermodynamischen Zustands des Systems wird die thermodynamische Temperaturskala Kelvin (T, K) verwendet. Beide Skalen charakterisieren eine äquivalente Änderung des thermischen Zustands von Körpern, wenn sich die Temperatur um die gleiche Gradzahl ändert, dies jedoch der Fall ist unterschiedliche Bedeutungen Referenzpunkte, die dem Skalennullpunkt entsprechen. Der Übergang von der Celsius-Skala zur Kelvin-Skala ist einfach: T K=273,15+t°C. Es ist zu unterscheiden zwischen den in der Meteorologie verwendeten Temperaturwerten, die den thermischen Zustand der Umgebung (Luft-, Boden-, Wassertemperatur) charakterisieren, und der Temperatur, abhängig davon zusätzliche Bedingungen Bildung eines thermischen Gleichgewichts des Thermometerreservoirs, beispielsweise in einem Psychrometer getränkt, strahlungswirksam; oder Temperatur, die fiktiv ist und nicht gemessen wird (virtuell, potenziell usw.).
Derzeit in der praktischen Meteorologie mit Standard Netzwerkmessungen Die Temperatur wird mit einer Genauigkeit von 0,1°C bestimmt. Eine Ausnahme bilden Temperaturmessungen mittels einer Remote-Wetterstation (RMS) und die Aufzeichnung mit einem Thermographen, bei denen die Genauigkeit 1°C beträgt.
Atmosphärendruck(R). Als Einheit des atmosphärischen Drucks wird ein solcher gleichmäßig verteilter Druck angesehen, bei dem pro Flächeneinheit eine Krafteinheit vorhanden ist. Die Druckeinheit ist Pascal (Pa). 1Pa=1N/m2.
Bequemer ist es, den Luftdruck in Hektopascal (hPa) auszudrücken. Hektopascal entspricht Millibar, Letzteres ist jedoch (wie das Millimeter Quecksilbersäule) eine nicht systemische Einheit und wird in der modernen Literatur nicht verwendet. Der Luftdruck wird mit einer Genauigkeit von 0,1 hPa bestimmt.
Luftfeuchtigkeit, gekennzeichnet Partialdruck Wasserdampf (e) wird in den gleichen Einheiten wie der Atmosphärendruck mit einer Genauigkeit von 0,1 hPa ausgedrückt. Das Feuchtigkeitsdefizit wird in denselben Einheiten ausgedrückt.
Relative Luftfeuchtigkeit(F)- das Verhältnis der tatsächlichen Sättigungsfeuchtigkeit bei gleicher Temperatur. Berechnet auf ganze Prozent. Direkte Messungen mit Hygrometern können keine höhere Genauigkeit bei der Bestimmung der relativen Luftfeuchtigkeit liefern.
Absolute Luftfeuchtigkeit(a), Wasserdampfdichte, ausgedrückt wird mit einer Genauigkeit von 0,1 g/m3.
Spezifische Luftfeuchtigkeit(Q)- Massenanteil von Wasserdampf – das Verhältnis der Dichte von Wasserdampf p zur Dichte feuchter Luft r im gleichen Volumen. Mischungsverhältnis (m)- das Verhältnis der Masse des Wasserdampfs zur Masse der trockenen Luft im gleichen Volumen. Spezifische Luftfeuchtigkeit und Mischungsverhältnis werden auf 0,0001 genau bestimmt.
Windgeschwindigkeit(u) gemessen mit einem Anemometer mit einer Genauigkeit von 1 m/s und bis zu 0,1 m/s mit Handanemometern.
Die Windrichtung wird mit dem Anemorummeter in den geodätischen Azimutwinkeln mit einer Genauigkeit von 5° bestimmt. Die Windrichtung entlang der Wetterfahne wird bezugspunktgenau bestimmt.
Niederschlag gemessen bis auf 0,1 mm von der Wasserschicht entfernt.
Anzahl der Wolken - in Punkten ermittelt mit einer Genauigkeit von 1 Punkt und in Bruchteilen von eins - 0,1.
Die meteorologische Sichtweite wird in Punkten oder in Kilometern bis zu (0,1 km) geschätzt.
Sonnenscheindauer Mit einem Heliographen oder anderen Rekordern wird sie mit einer Genauigkeit von bis zu 5 Minuten ermittelt.
Der Zeitpunkt des Beginns und Endes atmosphärischer Phänomene wird vom Beobachter mit einer Genauigkeit von ganzen Minuten erfasst.
Die Maßeinheit für Momentanwerte der Strahlungsflüsse, d.h. ihre Oberflächendichte, ist das Watt pro Quadratmeter(W/m2). Bei aktinometrischen Messungen werden Strahlungsflüsse mit einer Genauigkeit von bestimmt 10W/m2). Stunden- und Tagesbetrag Strahlungsflüsse ausgedrückt in Megajoule pro Quadratmeter (MJ/m2). Standardmäßige aktinometrische Messungen ermöglichen die Bestimmung von stündlichen und täglichen Flüssen mit einer Genauigkeit von bis zu ganzen und jährlichen Flüssen von bis zu mehreren zehn MJ/m 2.
Um die Höhe der Sonne über dem Horizont zu berechnen H oder Zenitabstand Z Die Beobachtungszeit wird aufgezeichnet auf 1 Minute genau. Dabei werden Höhe, Zenitabstand und Stundenwinkel der Sonne berechnet bzw. gemessen auf 0,1° genau. Es ist wichtig zu bedenken, dass der Azimut des Himmelskörpers in der Aktinometrie wie in der Astronomie vom Maximalpunkt des Himmelskörpers aus gemessen wird, d , aber aus Richtung Süden. Optische Eigenschaften der Atmosphäre- Transparenzfaktor, Trübungsfaktor, optische Dicke und optische Dichte werden berechnet auf 0,01 genau.

Basierend auf dem Lehrbuch „Physikalische Meteorologie“
B.A. Semenitschenko

Messungen hydrometeorologischer Eigenschaften in TCs werden durch Kontakt- und Fernmethoden durchgeführt. Kontaktmessungen werden an hydrometeorologischen Stationen an Küsten und Inseln, auf Schiffen und Plattformen sowie an Bojenstationen durchgeführt. Fernmessungen werden an Flugzeugen und meteorologischen oder speziellen ozeanografischen Satelliten durchgeführt. Schiffsmessungen im TC sind stichprobenartiger Natur und werden in der Regel an der Peripherie des TC durchgeführt.[...]

Zur Messung der Verdunstungsmenge werden Berechnungsmethoden verwendet, die auf der Verknüpfung hydrometeorologischer Kenngrößen mit der Gesamtverdunstungsmenge basieren, sowie Messgeräte unterschiedlicher Bauart.[...]

Nach der zweiten Methode werden Strommessungen durch Langzeitaufzeichnung an mehreren repräsentativen Punkten des Ziels und detaillierte episodische Erhebungen der Strömungen entlang des Ziels mit sieben bis zehn Vertikalen durchgeführt. Basierend auf den Messdaten wird bei ausreichender Menge die Abhängigkeit der entlang des Ziels gemessenen Wasserdurchflussraten von der Geschwindigkeit an repräsentativen Punkten des Ziels konstruiert. Es können zwei oder mehr Abhängigkeiten konstruiert werden, die jeweils einer spezifischen hydrometeorologischen Situation innewohnen.[...]

Besonders wertvoll sind Ihre Messungen, wenn hydrometeorologische Messungen (siehe oben) und hydrobiologische Messungen (siehe unten) parallel durchgeführt werden. [...]

Es ist auch geplant, Messungen durchzuführen, die den Zustand der Umwelt charakterisieren (atmosphärische Trübung, pH-Wert der aquatischen Umwelt), eine Reihe hydrometeorologischer Größen zu beobachten, die ausreichen, um die Fragen der Übertragung, Ausbreitung und Migration von Schadstoffen sowie der Sonneneinstrahlung (einschließlich) zu interpretieren UV-Strahlung).[...]

Bedeutung [ ...]

Die Hubinsel Astra ist mit einer Reihe hydrometeorologischer Geräte zur Aufzeichnung von Parametern wie Windgeschwindigkeit und -richtung ausgestattet; Wasser- und Lufttemperatur; Salzgehalt; relative Luftfeuchtigkeit; kurzwellige Sonnenstrahlung; Parameter von Wellen, Strömungen, Meeresspiegel; Niederschlag. Die Messungen werden zu standardisierten synoptischen Zeiten gemäß durchgeführt regulatorischen Anforderungen.[ ...]

Jede Wasserprobenahme aus einem Bach muss durch die Messung der Durchflussrate entlang des entsprechenden Profils zum Zeitpunkt der Probenahme ergänzt werden. Daher ist es ratsam, Probenahmestellen in der Nähe einer hydrometeorologischen Station oder eines Wasserstands zu wählen. [...]

Beobachtungen zu physikalische Eigenschaften Zu den Umweltumgebungen gehören Bestimmungen des thermischen Gleichgewichts, Messungen der Sonnenstrahlung, einschließlich ultravioletter Strahlung, und hydrometeorologische Beobachtungen in dem Umfang, der zur Untersuchung des Gleichgewichts von Schadstoffen und zur Behandlung von Fragen ihres Transports und ihrer Migration erforderlich ist.[...]

Ein Hygrometer ist ein Gerät zur Bestimmung der absoluten oder relativen Luftfeuchtigkeit – der höchsten wesentlichen Merkmale Klima. An hydrometeorologischen Stationen werden häufig Hygrometer verwendet, deren empfindliches Element menschliches Haar oder organischer (tierischer) Film ist. Sie haben die Eigenschaft, ihre Länge abhängig vom Wasserdampfgehalt der Luft zu ändern. Zur automatischen kontinuierlichen Erfassung der Luftfeuchtigkeit werden selbstaufzeichnende Geräte – Hygrographen – eingesetzt. Zur Messung atmosphärischer flüssiger und fester Niederschläge wird ein Niederschlagsmesser (Regenmesser) verwendet. Es besteht aus einem Behälter, in dem Niederschlag gesammelt wird, und Vorrichtungen, die verhindern, dass Niederschlag aus dem Behälter herausgeblasen wird. Der Niederschlagsmesser wird so installiert, dass sich die Aufnahmefläche des Gefäßes (Eimer) in einer Höhe von 2 m über dem Boden befindet. Im Lieferumfang des Geräts ist ein Messbecher mit Teilung enthalten, der die Niederschlagsmenge (in mm) misst; die Niederschlagsmenge wird nach dem Schmelzen bestimmt.[...]

Auf dem Territorium der UdSSR gibt es ein dichtes Netzwerk Wetterstationen die wissenschaftliche Beobachtungen über den Zustand der Atmosphäre und Hydrosphäre durchführen. Eine meteorologische Station ist ein dauerhafter oder temporärer Ort mit bekannten Koordinaten, an dem wissenschaftliche Beobachtungen und Messungen durchgeführt werden. Sie sind in meteorologische, agrometeorologische, aerologische, hydrometeorologische Stationen sowie in die Kategorien erste, zweite und dritte unterteilt. Alle Stationen verfügen über die gleiche Ausrüstung und führen die Beobachtungen pünktlich und nach einem einzigen Programm durch. Seit dem 1. Januar 1966 werden an allen Wetterstationen der UdSSR die wichtigsten klimatologischen Beobachtungszeiträume nach der Moskauer Mutterschaftszeit festgelegt.[...]

Um großräumige Pulsationen hydrophysikalischer Eigenschaften im Ozean zu untersuchen, werden üblicherweise Standard-Langzeitgeräte verwendet, insbesondere EPP-09-Potentiometer mit entsprechenden Temperatur- und Durchflusssensoren, die für hydrometeorologische Messungen aus der Ferne gebaut sind.[...]

In unserem Land sind Biosphärenreservate in Weißrussland (Berezinsky-Reservat), im Kaukasus (Kaukasisches Reservat), in Turkmenistan (Repetek-Station), in Kirgisistan (Sary-Tschelek-Seegebiet) und im Fernen Osten (Sikhote-Alin-Reservat) organisiert. und im zentralen Teil des europäischen Territoriums der UdSSR (Zentrale Tschernosem- und Prioksko-Terrasny-Reservate). Ein umfassendes Beobachtungsprogramm in Biosphärenreservaten umfasst Messungen der Schadstoffbelastung im Hintergrund, Untersuchungen zur Reaktion von Biota auf diese Belastungen sowie die notwendigen begleitenden hydrometeorologischen Beobachtungen und ist somit Bestandteil eines umfassenden Beobachtungsprogramms Bestandteil Umweltüberwachung. Dieses Programm wird in Abschnitt 5.3 ausführlich beschrieben.[...]

Daher einer von die wichtigsten Probleme Bei der Erstellung von Umweltüberwachungssystemen geht es um die Entwicklung leistungsstarker, effektiver, vielseitiger und vielfältiger Informationen automatisiertes System, die Informationsquellen hierfür sind: Kartierung, einschließlich Daten zu geografische Position Region, funktionale Nutzung von Territorien; Informationen zur Struktur der Energieerzeugung und des Energieverbrauchs in der Region, Quellen anthropogene Verschmutzung Umfeld; Daten von stationären Umweltkontrollstellen und hydrometeorologischen Messungen; Ergebnisse von Umweltprobenanalysen, Luft- und Raumfahrtsondierungen, biomedizinischer und sozialer Forschung usw. Der Zweck eines solchen Systems ist nicht nur die Sammlung und Visualisierung von Überwachungsdaten, sondern auch die Schaffung eines einheitlichen Informationsraums und deren Bereitstellung große Möglichkeiten Systemanalyse von Informationen für ein wirksames Management der Umweltqualität und Gewährleistung der Lebenssicherheit der Bevölkerung.

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 Wert maximale Temperatur. 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 an Mindesttemperatur, und der Meniskus ist die aktuelle Temperatur. 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 ist so konzipiert, dass Messungen unter den unterschiedlichsten Wetterbedingungen problemlos möglich sind zusätzlicher Schutz von Sonne und Wind, 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 hat ein kleines Quecksilberthermometer eine Temperaturkorrektur einzuführen. 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. Interne Organisation Aneroidbarometer

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

Kurzgeschichte 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. IN Antikes Griechenland Herodot und Aristoteles versuchten 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 Versuche, diese zu erklären. 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 antiken 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 lieferten manchmal eine allgemeine Beschreibung des Wetters für eine ganze Jahreszeit, zum Beispiel: „Im Sommer 6901 (nach unserer Chronologie 1393 Jahre) war der Winter kalt, als würden Menschen und Tiere sterben, und es nieselte viel.“ “ (Sofia-Chronik).

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

Aus der Zeit der Großen geographische Entdeckungen(XV-XVI Jahrhundert) erschienen Klimabeschreibungen der entdeckten Länder. Es wurden Wetterbeobachtungen gemacht, allerdings ohne präzise Messungen Meteorologische 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, dreimal täglich zur gleichen Zeit Ablesungen vorzunehmen: 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 „auf der wahren Bewegungstheorie beruhen“. flüssige Körper in der Nähe des Globus, also Wasser und Luft, zu erwarten ist.“ 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 – für Forschungszwecke obere Schichten Atmosphäre durch Anheben meteorologischer Instrumente (der weltweit erste Vorläufer des Meteorographen und des 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. Chroniken des Hauptphysikalischen Observatoriums wurden erworben Weltruhm 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 gewartet, wie zum Beispiel: Bildungsinstitutionen, Zemstwos, 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. IN Ende des 19. Jahrhunderts und zu Beginn 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 der Meteorographen 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 Arten der Bewegungsbahnen von Zyklonen , physikalische Grundlagen die Entwicklung und Bewegung von Wirbelstürmen, die isallobare 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 hat im Studienbereich beachtliche Erfolge erzielt atmosphärische 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 wichtigste geophysikalische Observatorium stellte zur Verfügung nationale Wirtschaft homogene Daten über einen längeren Zeitraum zu einzelnen meteorologischen Elementen, 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. Globale Bedeutung Es entstanden die Landschaftsklassifikation des Klimas von L. S. Berg, die dynamische Klimatologie von B. P. Alisov und die komplexe Methode der Klimacharakterisierung nach E. E. Fedorov.

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 moderne Welt Es gibt 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, 1000 Messstationen aerologischer Stationen an Land und auf Schiffen, 100 Driftstationen und 600 Bojen, 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 in einer Reihe von Ländern allgemeine Zirkulation Atmosphäre, was es ermöglicht, 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, Beobachtungen und Austausch zu standardisieren meteorologische Informationen Die Vereinheitlichung 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 Merkmale der Wetterbildung in verschiedenen Regionen zu untersuchen Globus. 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. Bei der Umsetzung dieses Programms waren wir beteiligt neueste Systeme Sammlung und Verarbeitung von Informationen, polarumlaufende und geostationäre Satelliten, Laborflugzeuge, Ballons, treibende und stationäre Bojen, 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 geschaffen atmosphärische Luft, In Russland wurde dieser Dienst unter der Leitung von E. K. Fedorov und Yu. A. Izrael (Roshydromet) geschaffen.

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.

Die Sichtweite ist zusammen mit der Wolkenhöhe die das wichtigste Element, wonach Mindestwetterbedingungen festgelegt werden, 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.

Meteorologische Sichtweite (MVR) - größte Distanz, mit dem Sie tagsüber ein schwarzes Objekt erkennen können, das größer als 15 Bogenminuten vor dem Hintergrund des Himmels oder Dunsts ist; nachts können Sie helle Orientierungspunkte identifizieren; MDV 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 bei einer Flughöhe von 8 – 10 km die Winkelabmessungen von Objekten wie Eisenbahnen und Autobahnen, Gebäuden, Brücken, Flüssen usw. klein Siedlungen sind so klein, dass sie bei klarem Wetter nur durch Überfliegen erkannt werden können. Befinden sich diese Objekte außerhalb der Flugbahn, sind sie nicht sichtbar. Diese eingeschränkte Sichtbarkeit von Objekten (Sehenswürdigkeiten) erschwert die Navigation beim Fliegen niedrige Höhe auch 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.