Μέθοδοι μέτρησης μετεωρολογικών μεγεθών. Βορειοδυτικό υποκατάστημα του Ομοσπονδιακού κρατικού δημοσιονομικού ιδρύματος "Aviamettelecom Roshydromet". Μέθοδοι υπολογισμού της μερικής πίεσης υδρατμών

ΡΔ 52.04.651-2003

ΕΓΓΡΑΦΟ ΚΑΘΟΔΗΓΗΣΗΣ

ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΚΕΣ ΟΔΗΓΙΕΣ

Πρωτογενής επεξεργασία των αποτελεσμάτων των μετεωρολογικών μετρήσεων πλοίων,
ακτινομετρικές και οπτικές ποσότητες

Ημερομηνία εισαγωγής 2004-08-01*
_______________________
*Δείτε την ετικέτα Σημειώσεις

Πρόλογος

1 ΑΝΑΠΤΥΞΗ κρατική υπηρεσία"Κύριο Γεωφυσικό Παρατηρητήριο με το όνομα A.I. Voeikov" (GU GGO) της Roshydromet, Υδρομετεωρολογικό Ερευνητικό Κέντρο της Ρωσικής Ομοσπονδίας (Υδρομετεωρολογικό Κέντρο Ρωσίας)

2 DEVELOPERS V.Yu. Okorenkov (διευθυντής ανάπτυξης), R.G. Timanovskaya (υπεύθυνος εκτελεστής ανάπτυξης), G.P. Reznikov, V.V. Rudometkina (GU GGO), R.S. Fakhrutdinov (Ρωσικό Υδρομετεωρολογικό Κέντρο)

3 ΕΓΚΕΚΡΙΜΕΝΟ από τον Προϊστάμενο Ομοσπονδιακή υπηρεσίαΡωσία για την υδρομετεωρολογία και την παρακολούθηση περιβάλλον(Roshydromet)

4 ΕΓΓΡΑΦΕΙ από την TsKB GMP με αριθμό 52.04.651-2003

5 ΣΥΓΓΡΑΦΕΙ ΓΙΑ ΠΡΩΤΗ ΦΟΡΑ

6 Προσθήκες και πιθανές διευκρινίσεις που δίνονται σε αυτά μεθοδολογικές κατευθυντήριες γραμμέςΟι μέθοδοι επεξεργασίας και οι υπολογισμοί είναι δυνατοί μόνο με την άδεια του προγραμματιστή αυτών των οδηγιών

7 Κατά την εφαρμογή στο λογισμικό των υπολογισμένων σχέσεων που δίνονται σε αυτές τις κατευθυντήριες γραμμές εν όλω ή εν μέρει, οι προγραμματιστές αυτών των οδηγιών πρέπει να συμμετέχουν στην ανάπτυξη του προϊόντος λογισμικού στο στάδιο της πιστοποίησής του

Εισαγωγή

Εισαγωγή

Το 1986, στο NIS και το NISP της Roshydromet, εφαρμόστηκε ένα σύνολο προγραμμάτων που αναπτύχθηκε στο Κύριο Κρατικό Γεωφυσικό Παρατηρητήριο (KSMAP) για υπολογιστές τύπου ES και SM για την επεξεργασία των αποτελεσμάτων των μετεωρολογικών και ακτινομετρικών παρατηρήσεων επί του πλοίου. Επέτρεψε, σε όλα τα πλοία όπου πραγματοποιήθηκαν υδρομετεωρολογικές παρατηρήσεις από παρατηρητές προσωπικού, να ενοποιηθεί και να αυτοματοποιηθεί η διαδικασία της πρωτογενούς επεξεργασίας, ελέγχου και αρχειοθέτησης των αποτελεσμάτων αυτών των παρατηρήσεων.

Η ενοποίηση της πρωτογενούς επεξεργασίας σήμαινε ότι όλα τα αποτελέσματα των μετεωρολογικών και ακτινομετρικών μετρήσεων και παρατηρήσεων που έγιναν σε πλοία διαφορετικών τμημάτων επεξεργάζονταν χρησιμοποιώντας ενιαίες μεθόδους και αλγόριθμους. Αυτό κατέστησε δυνατή τη λήψη αξιόπιστων δεδομένων, συγκρίσιμων σε χρόνο και χώρο, σχετικά με την κατάσταση του επιφανειακού στρώματος της ατμόσφαιρας και την οπτική κατάσταση της κάθετης στήλης της ατμόσφαιρας πάνω από την επιφάνεια του ωκεανού.

Τα τελευταία χρόνια, ο στόλος των υπολογιστών ES και SM έχει αντικατασταθεί από υπολογιστές. Αυτή η περίσταση κατέστησε αναγκαία την ανάπτυξη του KSMAP σε σχέση με τους Η/Υ. Από την άλλη πλευρά, κατέστη δυνατή η ανάπτυξη KSMAP από την UGMS για υπολογιστές διαφόρων διαμορφώσεων.

Η συσσωρευμένη εμπειρία στην ανάπτυξη και λειτουργία του KSMAP για υπολογιστές EC και SM έχει δείξει ότι στην περίπτωση χρήσης υπολογιστή λογισμικόΟι διαδικασίες για την πρωτογενή επεξεργασία των αποτελεσμάτων των παρατηρήσεων των πλοίων και τον υπολογισμό ενός αριθμού χαρακτηριστικών του στρώματος κοντά στο νερό της ατμόσφαιρας, που αποτελούν ένα ή περισσότερα αυτόνομα μπλοκ στο σύστημα KSMAP, θα πρέπει επίσης να βασίζονται σε ενοποιημένες μεθόδους επεξεργασίας και αλγόριθμους. Αυτή είναι μια από τις απαιτήσεις της διδασκαλίας. Επιπλέον, σε αυτές τις μεθόδους, οι όροι και οι ονομασίες των γεωφυσικών ποσοτήτων πρέπει να συμμορφώνονται με τα υπάρχοντα κράτη και τα βιομηχανικά πρότυπα προκειμένου να εξαλειφθούν οι αποκλίσεις και να τις κατανοήσουν από διαφορετικές λογοτεχνικές πηγές.

Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω, υπήρχε ανάγκη να αποσαφηνιστούν οι μεθόδους πρωτογενούς επεξεργασίας, ελέγχου και αρχειοθέτησης των αποτελεσμάτων των παρατηρήσεων και των μετρήσεων των πλοίων, βάσει των οποίων αναπτύχθηκε το KSMAP, προκειμένου να τα χρησιμοποιηθούν τόσο στη χειροκίνητη επεξεργασία δεδομένων και στην ανάπτυξη κατάλληλου λογισμικού για Η/Υ διαφόρων διαμορφώσεων.

Δεδομένου ότι η ανάπτυξη λογισμικού πραγματοποιείται συνήθως από προγραμματιστές και όχι υδρομετεωρολόγους, θεωρήθηκε σκόπιμο να συνοψίσουμε όλες τις υπάρχουσες μεθόδους πρωτογενούς επεξεργασίας, η τυποποίηση τους με τη μορφή ενός εγγράφου καθοδήγησης, το οποίο, αφενός, θα απλοποιήσει σημαντικά την εργασία με Αυτά, και από την άλλη πλευρά, θα επιτρέψουν σε τοπικό (στο UGMS) να αναπτύξουν ανεξάρτητα λογισμικό για την πρωτογενή επεξεργασία, τον έλεγχο και την αρχειοθέτηση των υδρομετεωρολογικών και ακτινομετρικών πληροφοριών για τον υπολογιστή.

Η ρύθμιση της χρήσης ενοποιημένων μεθόδων για την πρωτογενή επεξεργασία των αποτελεσμάτων των μετεωρολογικών και ακτινομετρικών μετρήσεων θα επιτρέψει τα πλοία από διαφορετικά τμήματα για να αποκτήσουν συγκρίσιμα παρατηρητικά δεδομένα σε χρόνο και χώρο, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που διεξάγονται στο πρόγραμμα ολοκληρωμένης παρακολούθησης της κατάστασης του παγκόσμιου ωκεανού . Ως αποτέλεσμα, θα διασφαλιστεί η συγκρισιμότητα των δεδομένων που λαμβάνονται με τα δεδομένα παρατήρησης πλοίων που αρχειοθετήθηκαν στο VNIIGMI-WCD νωρίτερα.

1 περιοχή χρήσης

Αυτές οι κατευθυντήριες γραμμές καθορίζουν τους βασικούς κανόνες, μεθόδους και τεχνικές για την πρωτογενή επεξεργασία των αποτελεσμάτων των μετεωρολογικών, ακτινομετρικών και οπτικών μετρήσεων και παρατηρήσεων που γίνονται σε πλοία της Ρωσικής Ομοσπονδίας που εκτελούν ή σχεδιάζουν να συλλέξουν υδρομετεωρολογικές πληροφορίες για την κατάσταση του επιφανειακού στρώματος της ατμόσφαιρας και την επιφάνεια του ωκεανού, την οπτική κατάσταση της κατακόρυφης στήλης της ατμόσφαιρας παραπάνω επιφάνεια του νερού, καθώς και για μια σειρά από αστρονομικά μεγέθη (απαραίτητα για την επεξεργασία των αποτελεσμάτων των ακτινομετρικών μετρήσεων), τα οποία καθιστούν δυνατή την επεξεργασία αποτελεσμάτων μετρήσεων μόνο από δεδομένα παρατήρησης πλοίων, χωρίς να καταφεύγουμε στην εξαγωγή των απαραίτητων πληροφοριών για υπολογισμούς από αστρονομικές επετηρίδες.

Αυτές οι κατευθυντήριες γραμμές ρυθμίζουν τις διαδικασίες υπολογισμού των αποτελεσμάτων των μετεωρολογικών, ακτινομετρικών και οπτικών μετρήσεων και παρατηρήσεων επί του πλοίου, προκειμένου να ληφθούν αξιόπιστες και συγκρίσιμες χρονικά και χωρικά υδρομετεωρολογικές, ακτινομετρικές και οπτικές πληροφορίες για μετάδοση στους καταναλωτές ή για αρχειακή αποθήκευση.

Αυτές οι οδηγίες είναι υποχρεωτικές κατά την επεξεργασία επί πλοίων ή στο Ερευνητικό Ινστιτούτο και στο UGMS της Roshydromet των αποτελεσμάτων μη αυτοματοποιημένων μετεωρολογικών, ακτινομετρικών, οπτικών μετρήσεων και παρατηρήσεων πλοίων.

2 Κανονιστικές αναφορές

Αυτές οι οδηγίες χρησιμοποιούν αναφορές στα ακόλουθα πρότυπα:

GOST 112-78 Μετεωρολογικά γυάλινα θερμόμετρα. Προδιαγραφές

GOST 4401-81 Τυπική ατμόσφαιρα. Επιλογές

OST 52.04.10-83 Ακτινομετρία. Οροι ονομασίες γραμμάτωνκαι ορισμοί βασικών ποσοτήτων

GOST 8.524-85 Ψυχρομετρικοί πίνακες. Κατασκευή, περιεχόμενο, υπολογισμένες σχέσεις

GOST 8.567-99 Μέτρηση χρόνου και συχνότητας. Οροι και ορισμοί

3 Όροι και ορισμοί

Σε αυτές τις κατευθυντήριες γραμμές, οι όροι που χρησιμοποιούνται και οι ονομασίες των υδρομετεωρολογικών, ακτινομετρικών και οπτικών μεγεθών αντιστοιχούν σε εκείνους που παρουσιάζονται στο τρέχον RD, περιοδικά KGM-15 και UKGM-15A.
________________
* Δείτε την ενότητα Βιβλιογραφία, στο εξής. - Σημείωση κατασκευαστή βάσης δεδομένων.

4 Συντομογραφίες

Οι ακόλουθες συντομογραφίες υιοθετούνται σε αυτές τις κατευθυντήριες γραμμές:

VNIIGMI-WCD - Πανρωσικό Ερευνητικό Ινστιτούτο Υδρομετεωρολογικών Πληροφοριών - Παγκόσμιο Κέντρο Δεδομένων.

Gu GGO - Κρατικό Ίδρυμα "Κύριο Γεωφυσικό Παρατηρητήριο που ονομάστηκε από τον Α.Ι. Βοικόφ."

Το KSMAP είναι ένα σύμπλεγμα μετεωρολογικών και ακτινομετρικών προγραμμάτων πλοίων.

Το NIS είναι ένα ερευνητικό σκάφος.

NISP - ερευνητικό σκάφος καιρού.

PAP - πρωτεύων ακτινομετρικός μετατροπέας.

PIP - πρωτεύων μορφοτροπέας μέτρησης.

Η/Υ - προσωπικός ηλεκτρονικός υπολογιστής.

Roshydromet - Ρωσική Ομοσπονδιακή Υπηρεσία Υδρομετεωρολογίας και Περιβαλλοντικής Παρακολούθησης.

SRB - συστατικά του ισοζυγίου ακτινοβολίας.

SGMS - υδρομετεωρολογικός σταθμός πλοίου.

Το UGMS είναι ένα διαπεριφερειακό εδαφικό τμήμα υδρομετεωρολογίας και περιβαλλοντικής παρακολούθησης.

5 Γενικές διατάξεις

5.1 Η μεθοδολογική και μετρολογική υποστήριξη για τη λειτουργία οποιουδήποτε υδρομετεωρολογικού δικτύου παρατήρησης, συμπεριλαμβανομένων των θαλάσσιων, αποσκοπεί στη διασφάλιση της ομοιομορφίας των μετρήσεων. Ως ενότητα μετρήσεων νοείται η λήψη δεδομένων μέτρησης για την κατάσταση του φυσικού περιβάλλοντος με γνωστό σφάλμα (ακρίβεια). Το τελευταίο καθορίζει την αξιοπιστία των μετρούμενων τιμών.

Σε σχέση με το δίκτυο παρατήρησης θαλάσσιων πλοίων, η διασφάλιση της λήψης αξιόπιστων υδρομετεωρολογικών, ακτινομετρικών ή οπτικών δεδομένων από κάθε σκάφος έχει μεγάλης σημασίαςγια την παρακολούθηση της κατάστασης του Παγκόσμιου Ωκεανού, παρέχοντας στους καταναλωτές αξιόπιστες υδρομετεωρολογικές και γεωφυσικές πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση του επιφανειακού στρώματος της ατμόσφαιρας, την επιφάνεια του ωκεανού, την κατακόρυφη στήλη της ατμόσφαιρας πάνω από τον ωκεανό κ.λπ.

Οι παραπάνω πληροφορίες που συλλέγονται από πλοία συμπληρώνουν την τράπεζα υδρομετεωρολογικών και γεωφυσικών δεδομένων που χρησιμοποιούνται για την υδρομετεωρολογική υποστήριξη θαλάσσιων τομέων της οικονομίας και άλλων θαλάσσιων δραστηριοτήτων, καθώς και για επιστημονικό κλίμα και άλλες έρευνες.

Η ενότητα μετρήσεων είναι μια ολοκληρωμένη λύση σε πολλά ζητήματα που σχετίζονται με τη χρήση ομοιόμορφων οργάνων μέτρησης για τη μέτρηση συγκεκριμένων ποσοτήτων, την έγκαιρη και υψηλής ποιότητας μετρολογική τους υποστήριξη, τη συμμόρφωση με μεθόδους μέτρησης και παρατήρησης και μεθόδους πρωτογενούς επεξεργασίας και ελέγχου των αποτελεσμάτων μετρήσεων, αφομοίωση υδρομετεωρολογικών πληροφοριών που συλλέγονται από διαφορετικούς σταθμούς παρατήρησης, υπεράκτιες πλατφόρμες κ.λπ.

Ορισμένα από τα αναφερόμενα ζητήματα έχουν πλέον επιλυθεί και εφαρμοστεί σε μια σειρά κυβερνητικών εγγράφων που ρυθμίζουν τη λειτουργία του υδρομετεωρολογικού δικτύου πλοίων ως υποσύστημα του εθνικού δικτύου παρατήρησης της Ρωσίας.

Ειδικότερα, το εγχειρίδιο ρυθμίζει τις απαιτήσεις οργάνωσης και παροχής υδρομετεωρολογικών και ακτινομετρικών παρατηρήσεων στα πλοία, τα εγχειρίδια περιλαμβάνουν όργανα μέτρησης βασικών υδρομετεωρολογικών, ακτινομετρικών μεγεθών και μεθόδων για την εκτέλεση μετρήσεων με αυτά τα μέσα κ.λπ. Ταυτόχρονα, πολλά ζητήματα απαιτούν πλήρεις ή μερικές λύσεις. Αυτό, καταρχάς, αφορά τα θέματα ενοποιημένων μεθόδων πρωτογενούς επεξεργασίας υδρομετεωρολογικών και ακτινομετρικών μετρήσεων και παρατηρήσεων. Τα τελευταία χρόνια, τα πλοία εξοπλίζονται σταδιακά με συστήματα μέτρησης εξ αποστάσεως. Τα δεδομένα μετρήσεων για οποιεσδήποτε ποσότητες παρουσιάζονται συνήθως σε μονάδες ενδιάμεσων ποσοτήτων. Από αυτή την άποψη, υπάρχει ανάγκη να λυθεί το πρόβλημα της μετατροπής των δεδομένων μέτρησης από αυτές τις μονάδες σε μονάδες μετρούμενων φυσικών μεγεθών.

Η πρωτογενής επεξεργασία των αποτελεσμάτων μέτρησης και παρατήρησης περιλαμβάνει τη μετατροπή των ενδείξεων των οργάνων μέτρησης και των οπτικών αξιολογήσεων σε τιμές ποσοτήτων (μετρούμενες ή εκτιμώμενες) και των χαρακτηριστικών τους σε αποδεκτές μονάδες μέτρησης, προετοιμασία μετατρεπόμενων δεδομένων μέτρησης για μετάδοση επιχειρησιακών μηνυμάτων στα κατάλληλα κέντρα πρόβλεψης και κέντρα συλλογής πληροφοριών για αποθήκευση.

5.2 Η πρωτογενής επεξεργασία των αποτελεσμάτων των υδρομετεωρολογικών, ακτινομετρικών και οπτικών μετρήσεων και παρατηρήσεων πλοίων εντός μιας συγκεκριμένης περιόδου αποτελείται από έναν αριθμό διαδοχικών εργασιών:

- καταγραφή των αποτελεσμάτων των μετρήσεων και των παρατηρήσεων σε περιοδικά (βιβλία) UKGM-15A, KGM-15 ή απευθείας σε υπολογιστή.

- παρουσίαση των αποτελεσμάτων των μετρήσεων και των παρατηρήσεων σε μονάδες μετρούμενων, παρατηρούμενων ποσοτήτων ή στους αντίστοιχους κωδικούς αριθμούς.

- τεχνικός έλεγχος των αποτελεσμάτων μετρήσεων και παρατήρησης.

- κριτικός έλεγχος των αποτελεσμάτων μέτρησης και παρατήρησης.

- προετοιμασία επιχειρησιακών μηνυμάτων.

- δημιουργία τεκμηρίωσης αναφοράς.

5.3 Τα αποτελέσματα των μετρήσεων και των παρατηρήσεων καταχωρούνται στα αρχεία καταγραφής KGM-15, UKGM-15A σύμφωνα με τις απαιτήσεις που παρουσιάζονται στα ίδια ή στα αρχεία καταγραφής.

5.4 Τα δεδομένα μέτρησης και παρατήρησης μετατρέπονται σε μονάδες μετρούμενων, παρατηρήσιμων μεγεθών σύμφωνα με τις ενότητες 6-14 αυτών των οδηγιών και σε κωδικούς αριθμούς σύμφωνα με.

5.5 Τεχνικός και κριτικός έλεγχος αποτελεσμάτων μετεωρολογικές μετρήσειςκαι οι παρατηρήσεις πραγματοποιούνται σύμφωνα με τις απαιτήσεις.

5.6 Η δημιουργία τεκμηρίωσης αναφοράς και εντύπων αναφοράς πραγματοποιείται σύμφωνα με τις απαιτήσεις.

5.7 Οι μορφές των ποσοτήτων που χρησιμοποιούνται σε διαφορετικούς τύπους (μορφές τιμών ποσοτήτων) αντιστοιχούν σε αυτές που παρουσιάζονται στα περιοδικά που καθορίζονται στην υποενότητα 5.3. μορφές δεδομένων εξόδου μετά από υπολογισμούς χρησιμοποιώντας τις μεθόδους που περιγράφονται σε αυτές τις οδηγίες, η στρογγυλοποίηση των υπολογισμένων τιμών αντιστοιχεί στις μορφές που παρουσιάζονται στις οδηγίες.

5.8 Η παρακολούθηση της συμμόρφωσης με τις απαιτήσεις των παρουσών κατευθυντήριων οδηγιών ανατίθεται σε μεθοδολόγους-μετεωρολόγους και επιθεωρητές πλοίων του UGMS.

Σημείωση - Εάν υπάρχει υπολογιστής στο πλοίο, όλες οι λειτουργίες που καθορίζονται στις υποενότητες 5.3-5.6 εκτελούνται αυτόματα σε αυτό (εάν υπάρχει διαθέσιμο το κατάλληλο λογισμικό). Γενικός τύποςγια τη μετατροπή των αποτελεσμάτων μετρήσεων που παρουσιάζονται σε μονάδες ενδιάμεσων μεγεθών σε μονάδες της μετρούμενης ποσότητας δίνεται στο Παράρτημα Α.

6 Πρωτογενής επεξεργασία των αποτελεσμάτων μετρήσεων ατμοσφαιρικής πίεσης και βαρικής τάσης

6.1 Ατμοσφαιρική πίεση

6.1.1 Προς το παρόν και στο εγγύς μέλλον, οι μετρήσεις της ατμοσφαιρικής πίεσης γίνονται και θα γίνονται χρησιμοποιώντας βαρόμετρα χωρίς υδράργυρο, βαρόμετρα ανεροειδών απευθείας στις αποδεκτές μονάδες της μετρούμενης τιμής - εκτοπασκάλ (hPa) ή χιλιοστά υδραργύρου (mmHg).

6.1.2 Σύμφωνα με τις απαιτήσεις, τα δεδομένα μέτρησης ατμοσφαιρικής πίεσης (ενδείξεις βαρόμετρου) πρέπει να μειωθούν στο επίπεδο της θάλασσας και στη θερμοκρασία του αέρα 0 °C. Εάν οι μετρήσεις του βαρόμετρου εκφράζονται σε εκτοπασκάλ, τότε αυτή η μείωση πραγματοποιείται σύμφωνα με τον τύπο

Και αν εκφράζονται σε χιλιοστά υδραργύρου, τότε σύμφωνα με τον τύπο

Οπου - Ατμοσφαιρική πίεση, κανονικοποιημένη στο επίπεδο της θάλασσας και τη θερμοκρασία του αέρα 0 °C, hPa;

- ανάγνωση από το όργανο (βαρόμετρο, βαρόμετρο ανεροειδούς), hPa ή mmHg.

- διόρθωση της κλίμακας στην ένδειξη στη συσκευή, hPa ή mmHg. Πληροφορίες σχετικά με τις διορθώσεις κλίμακας (εάν υπάρχουν) παρέχονται στο πιστοποιητικό επαλήθευσης για τη συσκευή με τη μορφή πίνακα· η απαραίτητη διόρθωση υπολογίζεται με παρεμβολή·

- διόρθωση θερμοκρασίας για να φτάσει η ατμοσφαιρική πίεση σε θερμοκρασία 0 ° C, η οποία υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο που καθορίζεται στο πιστοποιητικό βαθμονόμησης, με βάση τη θερμοκρασία του αέρα που μετρήθηκε κοντά στη συσκευή, hPa ή mmHg.

- διόρθωση για τη μεταφορά της ατμοσφαιρικής πίεσης στο επίπεδο της θάλασσας, η οποία υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο

(=0,133 hPa/m ή 0,1 mm Hg/m (αντιστοιχεί στη μεταβολή της ατμοσφαιρικής πίεσης ανά 1 m υψόμετρο),

- ύψος εγκατάστασης της συσκευής πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας για τη μέτρηση της ατμοσφαιρικής πίεσης (μετρούμενη από τη θέση της μέγιστης ίσαλου γραμμής), μ. Πληροφορίες σχετικά με το ύψος εγκατάστασης της συσκευής είναι διαθέσιμες στα περιοδικά UKGM-15A, KGM-15,

Η διαφορά μεταξύ των επιπέδων μιας «κλειστής» θάλασσας (όπως η Κασπία) και του Παγκόσμιου Ωκεανού, μ. Αυτή η διαφορά λαμβάνεται με το σύμβολο «συν» εάν το επίπεδο της «κλειστής» θάλασσας είναι πάνω από το επίπεδο του κόσμου Ωκεανός και με πρόσημο «μείον» εάν αυτή η στάθμη είναι κάτω από τη στάθμη του Παγκόσμιου Ωκεανού (πληροφορίες για το ύψος της «κλειστής» στάθμης της θάλασσας είναι διαθέσιμες στο περιοδικό KGM-15 ή στο UGMS. Για ανοιχτές θάλασσες και ωκεανούς νερά = 0);

1,3332 - αριθμητικός συντελεστής μετατροπής χιλιοστών υδραργύρου σε εκτοπασκάλ: 1 mm Hg = 1,3332 hPa.

6.1.3 Κατά τον υπολογισμό τιμών με χρήση των τύπων (1) και (2), θα πρέπει να θυμόμαστε ότι:

- όλες οι διορθώσεις υπολογίζονται στρογγυλεμένες σε 0,1 hPa ή 0,1 mmHg. και παίρνουν για οικισμούς με το σήμα τους?

- όλοι οι όροι στη δεξιά πλευρά πρέπει να εκφράζονται με τις ίδιες μονάδες μέτρησης (hPa ή mmHg).

6.1.4 Ας δώσουμε παραδείγματα επεξεργασίας των αποτελεσμάτων των μετρήσεων της ατμοσφαιρικής πίεσης όταν ένα σκάφος πλέει στον ωκεανό και στην Κασπία Θάλασσα.

Παραδείγματα

1 Το ταξίδι του πλοίου γίνεται στον ωκεανό. Η ατμοσφαιρική πίεση μετράται χρησιμοποιώντας το aneroid N 392890 (απόσπασμα από το πιστοποιητικό επαλήθευσης παρουσιάζεται στον Πίνακα 5 του εγχειριδίου), εγκατεστημένο σε ύψος 10,1 m πάνω από τη μέγιστη ίσαλο γραμμή. Ενδείξεις ανεροειδών = 741,9 mm Hg, ένδειξη θερμομέτρου στην αίθουσα ελέγχου = 12,4 °C. τιμή mmHg. (=0). Από το πιστοποιητικό επαλήθευσης προκύπτει ότι = -0,6 mm Hg και = 0,3 mm Hg.

Χρησιμοποιώντας τον τύπο (2), υπολογίστε την τιμή της ατμοσφαιρικής πίεσης που έχει κανονικοποιηθεί σε θερμοκρασία 0 °C και στάθμη της θάλασσας: = 990,1 hPa (η στρογγυλοποίηση στα δέκατα του εκτοπασκάλ πραγματοποιείται σύμφωνα με τις απαιτήσεις).

2 Τα αρχικά δεδομένα είναι τα ίδια όπως στο παράδειγμα 1, αλλά η πλοήγηση πραγματοποιείται στην Κασπία Θάλασσα, η στάθμη της οποίας στις αρχές του 1994 ήταν 26,8 μέτρα κάτω από τη στάθμη του Παγκόσμιου Ωκεανού. Χρησιμοποιώντας τον τύπο (3), προσδιορίζεται ότι mmHg.

Η τιμή που υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας τον τύπο (2) αποδείχθηκε ότι είναι ίση με 986,5 hPa.

6.2 Τάση πίεσης

6.2.1 Η τάση πίεσης περιγράφεται από δύο παραμέτρους - την τιμή της, η οποία αντικατοπτρίζει την ποσοτική μεταβολή της ατμοσφαιρικής πίεσης στις 3 ώρες πριν από την περίοδο παρατήρησης, h και το χαρακτηριστικό που περιγράφει την ποιοτική μεταβολή της ατμοσφαιρικής πίεσης κατά τη διάρκεια αυτών των 3 ωρών . Σύμφωνα με τις παρατηρήσεις του πλοίου, η τάση πίεσης υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο

Όπου η ατμοσφαιρική πίεση μετράται εγκαίρως και μειώνεται με τον τύπο (1) ή (2) στο επίπεδο της θάλασσας και τη θερμοκρασία του αέρα 0 °C, hPa;

- η ατμοσφαιρική πίεση μετρήθηκε σε μείον 3 ώρες () και μειώθηκε με τον τύπο (1) ή (2) στο επίπεδο της θάλασσας και θερμοκρασία 0 °C, hPa.

6.2.2 Το χαρακτηριστικό της βαρικής τάσης δεν υπολογίζεται, αλλά παρουσιάζεται σε κωδικούς αριθμούς: η κωδικοποίηση πραγματοποιείται με την τιμή και την οπτική εκτίμηση της φύσης της μεταβολής της πίεσης σε διάστημα 3 ωρών, που καταγράφεται στη φόρμα του διαγράμματος βαρογράφου, αναγνωρίζοντας το με ένα από τυπικό είδοςχτύπημα πίεσης που δίνεται πίνακα κωδικών.

7 Πρωτογενής επεξεργασία μετρήσεων ταχύτητας και διεύθυνσης ανέμου

7.1 Μέθοδος για τον υπολογισμό της πραγματικής ταχύτητας και διεύθυνσης ανέμου από μετρήσεις φαινομενικής ταχύτητας και κατεύθυνσης ανέμου

7.1.1 Σύμφωνα με το , σε ένα πλοίο, η ταχύτητα και η κατεύθυνση του πραγματικού ανέμου δεν μετρώνται, αλλά υπολογίζονται από τα δεδομένα των μετρήσεων στο πλοίο (με χρήση ανεμορόμετρων ή άλλων οργάνων και μεθόδων) της ταχύτητας και της κατεύθυνσης του εμφανής άνεμος και δεδομένα για την ταχύτητα και την κατεύθυνση της πυξίδας του πλοίου.

7.1.2 Ο υπολογισμός της πραγματικής ταχύτητας ανέμου και της διεύθυνσης του πραγματοποιείται σύμφωνα με τους τύπους

Πού είναι η ταχύτητα του σκάφους, κόμβοι. Για τους υπολογισμούς λαμβάνονται στρογγυλεμένα σε 0,1 κόμβους.

- φαινομενική ταχύτητα ανέμου, m/s. Για υπολογισμούς, στρογγυλοποιούνται σε 0,01 m/s.

- κατεύθυνση πλοίου, ολόκληρες μοίρες.

- την κατεύθυνση του φαινομενικού ανέμου, μετρούμενη από την πυξίδα του πλοίου που κατευθύνεται δεξιόστροφα, ολόκληρες μοίρες.

- η γωνία μεταξύ του φαινομένου και του αληθινού ανέμου, μετρημένη δεξιόστροφα, σε ολόκληρες μοίρες. Υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας τον τύπο

________________

* Προτείνεται ο υπολογισμός της τιμής μέσω , η οποία, για ορισμένες τιμές, δεν έχει πάντα μια σαφή λύση (η οποία απεικονίζεται στο Παράρτημα Β), και αυτό περιπλέκει τους υπολογισμούς. Για το λόγο αυτό, αυτές οι κατευθυντήριες γραμμές προτείνουν μια εκλεπτυσμένη μέθοδο υπολογισμού.

Αν<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".

Κατά τον υπολογισμό της ταχύτητας και της κατεύθυνσης του πραγματικού ανέμου χρησιμοποιώντας τους τύπους (5) και (6), πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι ακόλουθες καταστάσεις:

α) =0 ή , τότε =0;

β) =0, a , τότε ;

γ) =0, και , τότε .

Σημειώσεις

1 Εάν η κατεύθυνση του φαινομενικού ανέμου καθορίστηκε σε σχέση με τον γεωγραφικό μεσημβρινό (για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας κώνο ανέμου ή πυξίδα πλοίου), τότε στους τύπους (5) και (6) θα πρέπει να υπολογιστεί από την αναλογία: .

2 Αν η γωνία<0, то для расчета по формуле (6) значение .

3 Εάν η υπολογιζόμενη πραγματική διεύθυνση ανέμου είναι αρνητική (<0), то окончательное значение ; если >360°, τότε η τελική τιμή είναι .

4 Εάν σε ένα πλοίο η ταχύτητα του ανέμου μετράται με χρήση ενός ανεμόμετρου τύπου ολοκλήρωσης*, χρησιμοποιώντας ενδείξεις στην κλίμακα του που σχετίζονται με το χρονικό διάστημα από την ενεργοποίηση έως την απενεργοποίηση του ανεμόμετρου, ο υπολογισμός της φαινομενικής ταχύτητας ανέμου για τον προσδιορισμό της πραγματικής ταχύτητας ανέμου (m/s) πραγματοποιείται σύμφωνα με την υποενότητα 7.2.
________________
* Ένα ανεμόμετρο αυτού του τύπου είναι ουσιαστικά ένας μετρητής του αριθμού στροφών του δέκτη ανέμου για ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα.

5 Στους τύπους (5)-(7), οι τιμές της ταχύτητας ανέμου και της ταχύτητας του πλοίου στρογγυλοποιούνται σε 0,1 m/s και 0,1 κόμβους, αντίστοιχα, και η διεύθυνση του ανέμου και η πορεία του πλοίου - σε 1°.

7.2 Μέθοδος για τον υπολογισμό της ταχύτητας του ανέμου (φαινομενική ή αληθινή) που μετράται με ανεμόμετρα εξοπλισμένα με κλίμακα

Κατά τη μέτρηση της ταχύτητας του ανέμου σε ένα πλοίο χρησιμοποιώντας ανεμόμετρα εξοπλισμένα με κλίμακα με διαιρέσεις ή προσδιορίζονται από την αλλαγή στις ενδείξεις του ανεμόμετρου (διαιρέσεις) σε ένα χρονικό διάστημα (α) που μετράται με χρονόμετρο, π.χ. κατά ενδιάμεση τιμή (διαίρεση/ες). Το πιστοποιητικό επαλήθευσης ανεμόμετρου περιέχει έναν πίνακα μετατροπής σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο (Πίνακας 1).


Πίνακας 1 - Απόσπασμα από το πιστοποιητικό επαλήθευσης για το ανεμόμετρο χειρός N 424875

7.2.1 Εάν η σχέση μεταξύ του ανεμόμετρου και της ταχύτητας ανέμου σύμφωνα με τα δεδομένα από το πιστοποιητικό επαλήθευσης αποδειχθεί γραμμική, τότε η ταχύτητα ανέμου ή (m/s) καθορίζεται από τον τύπο

Πού είναι η ταχύτητα ανέμου από το πιστοποιητικό βαθμονόμησης για το ανεμόμετρο, που αντιστοιχεί στην τιμή div./s, m/s. Ένα απόσπασμα από ένα τέτοιο στοιχείο δίνεται στον Πίνακα 1.

- ταχύτητα ανέμου από το πιστοποιητικό επαλήθευσης, που αντιστοιχεί στην τιμή = 10 deci/s, m/s.

- αντίστροφη μέτρηση στην κλίμακα ανεμόμετρου πριν από τη μέτρηση της ταχύτητας του φαινομενικού (αληθινού) ανέμου μέχρι να ενεργοποιηθεί το ανεμόμετρο, div.

- μέτρηση στην κλίμακα ανεμόμετρου μετά από μια χρονική περίοδο (s), που τελειώνει τη στιγμή που το ανεμόμετρο απενεργοποιείται, div.

0,1 - ο συντελεστής λαμβάνει υπόψη το γεγονός ότι η διαφορά στις ταχύτητες ανέμου στην πρώτη αγκύλη διαιρείται με 10, s/div.

7.2.2 Εάν η σχέση μεταξύ του ανεμόμετρου και της ταχύτητας του ανέμου είναι μη γραμμική, τότε η τιμή της ταχύτητας ανέμου προσδιορίζεται με παρεμβολή χρησιμοποιώντας τον τύπο

Στο .

Στον τύπο (9), οι μονάδες των ποσοτήτων που χρησιμοποιούνται είναι οι ίδιες όπως στον τύπο (8).

8 Πρωτογενής επεξεργασία των αποτελεσμάτων μέτρησης θερμοκρασίας αέρα και νερού

8.1 Επεξεργασία των αποτελεσμάτων μέτρησης με χρήση θερμομέτρων υγρού για θερμοκρασίες αέρα, νερού και λαμπτήρων υγρού

Τα θερμόμετρα υγρού βαθμονομούνται, κατά κανόνα, σε μονάδες της μετρούμενης ποσότητας, δηλ. σε βαθμούς Κελσίου (°C), επομένως, η επεξεργασία των αποτελεσμάτων των μετρήσεων περιορίζεται στην εισαγωγή διορθώσεων από τα πιστοποιητικά βαθμονόμησης σε μετρήσεις από θερμόμετρα. Ως αποτέλεσμα, η επεξεργασία πραγματοποιείται σύμφωνα με τον τύπο

Ή σύμφωνα με τον τύπο

Πού είναι η θερμοκρασία του αέρα και του νερού, °C;

- θερμοκρασία υγρού λαμπτήρα, °C;

(ή ) -η ένδειξη στο θερμόμετρο, °C.

Για υπολογισμούς στρογγυλοποιημένους σε 0,1 °C.

(ή) - τροπολογία για την τρίτη ανάγνωση από το πιστοποιητικό επαλήθευσης, °C. Για τους υπολογισμούς λαμβάνονται στρογγυλεμένα στους 0,1 °C (με το δικό τους πρόσημο).

8.2 Επεξεργασία των αποτελεσμάτων των μετρήσεων θερμοκρασίας αέρα και νερού με χρήση ηλεκτρικών θερμομέτρων

Κατά κανόνα, εάν χρησιμοποιούνται μη αυτόματα συστήματα μέτρησης για μετρήσεις, η θερμοκρασία με χρήση ηλεκτρικών θερμόμετρων μετράται σε μονάδες ενδιάμεσων τιμών σύμφωνα με τις μετρήσεις των ηλεκτρικών οργάνων μέτρησης. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η επεξεργασία των αποτελεσμάτων μέτρησης θερμοκρασίας πραγματοποιείται σύμφωνα με τον τύπο Α.1 (Παράρτημα Α) στρογγυλοποιημένο στους 0,1 °C.

9 Μέθοδοι υπολογισμού τιμών που χαρακτηρίζουν την υγρασία του αέρα

9.1 Κατάλογος ποσοτήτων που χαρακτηρίζουν την υγρασία του αέρα

Ο Πίνακας 2 δείχνει τις τιμές που χαρακτηρίζουν την υγρασία του αέρα. Μετρώνται απευθείας ή υπολογίζονται από μετρήσεις της θερμοκρασίας του αέρα και της θερμοκρασίας υγρού λαμπτήρα ή από μετρήσεις της θερμοκρασίας του αέρα και μιας από αυτές τις ποσότητες.


Πίνακας 2 - Κατάλογος μετρούμενων ή υπολογισμένων μεγεθών που χαρακτηρίζουν την υγρασία του αέρα

9.2 Μέθοδοι υπολογισμού της μερικής πίεσης υδρατμών

9.2.1 Η μερική πίεση των υδρατμών υπολογίζεται από τη θερμοκρασία του αέρα, τη θερμοκρασία υγρού λαμπτήρα και την ατμοσφαιρική πίεση, χρησιμοποιώντας τον βασικό ψυχρομετρικό τύπο που παρουσιάζεται στο GOST 8.524.

9.2.1.1 Εάν υπάρχει νερό* στη δεξαμενή υγρού λαμπτήρα (κατά κανόνα, σε θερμοκρασία υγρού λαμπτήρα >0 °C), τότε ο υπολογισμός πραγματοποιείται σύμφωνα με τον τύπο

_________________
* Οι πληροφορίες σχετικά με τη συνολική κατάσταση του νερού στη δεξαμενή του θερμομέτρου υγρού λαμπτήρα (νερό ή πάγος) πρέπει να βρίσκονται στο αρχείο καταγραφής UKGM-15A στη στήλη «Δείκτης υγρού λαμπτήρα».

όπου είναι η μερική πίεση των υδρατμών, hPa. Υπολογίστηκε στρογγυλοποιημένο σε 0,01 hPa.

- πίεση κορεσμένων υδρατμών που περιέχονται στον αέρα, hPa. Υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας τον τύπο (14) στρογγυλοποιημένο σε 0,01 hPa.

- θερμοκρασία του υγρού θερμομέτρου όταν υπάρχει νερό στη δεξαμενή του θερμομέτρου, °C. Κατά τον υπολογισμό, στρογγυλοποίηση στους 0,1 °C.

- συντελεστής που λαμβάνει υπόψη την κατάσταση συσσωμάτωσης της συμπυκνωμένης φάσης του νερού στη δεξαμενή ενός υγρού θερμομέτρου: εάν το νερό είναι σε υγρή κατάσταση, τότε =1.

- ψυχρομετρικός συντελεστής για ατμοσφαιρικό αέρα τυπικής σύνθεσης, (°C) (σύμφωνα με το GOST 4401). Η τιμή του συντελεστή για μια συγκεκριμένη περίπτωση ψυχρομέτρου αναρρόφησης δίνεται στο διαβατήριό του. ελλείψει τέτοιων πληροφοριών στο διαβατήριο, λαμβάνονται υπολογισμοί (°C) για ψυχρόμετρα τύπου M-36 και MV-4 με ονομαστική τιμή ταχύτητας αερισμού 2 m/s (σύμφωνα με το GOST 8.524) και με θερμόμετρα τύπος TM-6 (σύμφωνα με το GOST 112).

- ατμοσφαιρική πίεση, που προσδιορίζεται από τη σχέση: , όπου - πίεση μετρούμενη στο επίπεδο εγκατάστασης της συσκευής (βαρόμετρο), λαμβάνοντας υπόψη τη διόρθωση κλίμακας, hPa. Κατά τον υπολογισμό, στρογγυλοποιήστε μέχρι 0,1 hPa.

- θερμοκρασία αέρα (ξηρός λαμπτήρας), °C. Κατά τον υπολογισμό, στρογγυλοποίηση στους 0,1 °C.

- συντελεστής που λαμβάνει υπόψη την εξάρτηση από τη θερμοκρασία της ειδικής θερμότητας της μετάβασης φάσης της συμπυκνωμένης φάσης του νερού σε ατμό και άλλες ποσότητες που περιλαμβάνονται στην έκφραση για τον ψυχρομετρικό συντελεστή, (°C). Κατά τον υπολογισμό, πάρτε =0,00115 (°C) (σύμφωνα με

Σχολή Αλληλογραφίας

ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΚΕΣ ΟΔΗΓΙΕΣ

κατά πειθαρχία

«ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΑΙ ΜΕΣΑ

για ιδρύματα τριτοβάθμιας εκπαίδευσης

Προσόντα (πτυχίο)

Αγαμος

Αγία Πετρούπολη

ΠΡΟΛΟΓΟΣ

πρώτο μέρος δεύτερο μέρος

ΓΕΝΙΚΕΣ ΟΔΗΓΙΕΣ

δικα τους

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Κύριος

.

Πρόσθετος

.

ΟΔΗΓΙΕΣ ΑΝΑ ΕΝΟΤΗΤΑ

Εισαγωγή

στόχους μέτρησης.

Βιβλιογραφία

Ενότητα 1.1.

Ερωτήσεις αυτοδιαγνωστικού ελέγχου

Μέτρηση θερμοκρασίας

Αυτή η ενότητα ξεκινά με μια μελέτη της θερμικής αδράνειας των θερμομέτρων, μια κοινή ιδιότητα για όλα τα θερμόμετρα που έχουν θερμομετρικό σώμα. Μελετήστε την παραγωγή της εξίσωσης που περιγράφει τη θερμική αδράνεια. Θυμηθείτε τον ορισμό του συντελεστή θερμικής αδράνειας ενός θερμομέτρου. Για να ολοκληρώσετε τη δοκιμή, μετατρέψτε τον τύπο για τον συντελεστή θερμικής αδράνειας ενός θερμομέτρου υδραργύρου με σφαιρική δεξαμενή στη μορφή:

όπου λ είναι ο συντελεστής θερμικής αδράνειας του θερμομέτρου, T 0 είναι η θερμοκρασία του θερμομέτρου την αρχική χρονική στιγμή, θ η θερμοκρασία περιβάλλοντος, ΔT είναι το επιτρεπόμενο σφάλμα στον προσδιορισμό της θερμοκρασίας.

Στη συνέχεια, προχωρήστε στη μελέτη των κύριων τύπων θερμομέτρων. Μελετώνται θερμόμετρα αντίστασης, θερμοηλεκτρικά θερμόμετρα, θερμόμετρα παραμόρφωσης, ακουστικά θερμόμετρα και θερμόμετρα ακτινοβολίας. Η μελέτη κάθε τύπου θερμομέτρου πραγματοποιείται με την ακόλουθη σειρά - πρώτα μελετάται η αρχή λειτουργίας, στη συνέχεια η ευαισθησία και οι τρόποι αύξησής της, στη συνέχεια - τα συγκεκριμένα σφάλματα της συσκευής και τρόποι εξάλειψης ή μείωσης τους.

Βιβλιογραφία

Ερωτήσεις αυτοδιαγνωστικού ελέγχου

1. Τι προκαλεί τη θερμική αδράνεια των θερμομέτρων;

2. Ποιοι τύποι θερμομέτρων δεν έχουν αδράνεια;

3. Ποιες μεθόδους μέτρησης της θερμοκρασίας γνωρίζετε:

4. Προτείνετε μια μέθοδο για τη μέτρηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης από έναν τεχνητό δορυφόρο.

5. Γιατί χρησιμοποιείται το εύρος υπερύθρων στα θερμόμετρα ακτινοβολίας;

6. Εξάγετε εξισώσεις ευαισθησίας για ένα θερμόμετρο ισορροπημένης αντίστασης.

Μέτρηση υγρασίας αέρα

Πριν ξεκινήσετε τη μελέτη αυτής της ενότητας, ελέγξτε όλες τις παραμέτρους που χαρακτηρίζουν την περιεκτικότητα σε υδρατμούς στον αέρα. Στη συνέχεια, κάντε μια λίστα με τις κύριες μεθόδους μέτρησης της υγρασίας και ξεκινήστε να τις μελετάτε. Όταν μελετάτε την ψυχρομετρική μέθοδο μέτρησης της υγρασίας, δώστε προσοχή στην εξάρτηση του ψυχομετρικού συντελεστή από την ταχύτητα του ανέμου. Θεωρήστε το κύκλωμα ενός υγρόμετρου συμπύκνωσης (Εικ. 2.5.). Συνδέστε αυτό το διάγραμμα με το γενικό διάγραμμα του συστήματος παρακολούθησης (Εικ. 1.13). Στη συνέχεια, μελετήστε το υγρόμετρο παραμόρφωσης, δώστε παραδείγματα χρήσης του. Τα ηλεκτροχημικά υγρόμετρα, τα υγρόμετρα προσρόφησης και ακτινοβολίας μελετώνται από φοιτητές του FZO χωρίς να εξαχθούν τύποι ευαισθησίας. Εξετάστε την αρχή λειτουργίας, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα ενός υγρόμετρου συμπυκνωτή (ενότητα 2.8).

Βιβλιογραφία

Διαλέξεις με θέμα «Μέτρηση υγρασίας».

Ερωτήσεις αυτοδιαγνωστικού ελέγχου

1. Ποιες παράμετροι χαρακτηρίζουν την περιεκτικότητα του αέρα σε υδρατμούς;

2. Γιατί η θερμοκρασία του υγρού λαμπτήρα είναι συνήθως χαμηλότερη από τη θερμοκρασία του ξηρού λαμπτήρα;

3. Τι είναι το ιδανικό ψυχόμετρο; Πως να το φτιαξεις?

4. Εξηγήστε την αρχή λειτουργίας ενός υγρόμετρου συμπύκνωσης. Ποιες ποσότητες πρέπει να μετρηθούν για να προσδιοριστεί η υγρασία χρησιμοποιώντας το;

5. Ποια από τις μεθόδους που έχετε μελετήσει για τη μέτρηση της υγρασίας είναι η πιο ευαίσθητη;

6. Εξηγήστε την αρχή λειτουργίας ενός υγρόμετρου συμπυκνωτή, αναφέρετε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του.

7. Ποιες μέθοδοι μέτρησης της υγρασίας χρησιμοποιούνται στις επιχειρησιακές εργασίες στο μετεωρολογικό δίκτυο;

Μέτρηση ανέμου

Όταν μαθαίνουμε πώς να μετρήσεις την ταχύτητα του ανέμου, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι τα περιστροφικά ανεμιστήρα που γνωρίζετε δεν είναι τα μόνα όργανα για τη μέτρηση της ταχύτητας του ανέμου. Ωστόσο, αυτή η ενότητα ξεκινά με την εκμάθηση της θεωρίας πίσω από το περιστροφικό ανεμόμετρο. Αυτή η ενότητα περιέχει την πιο δύσκολη μαθηματική παραγωγή σε ολόκληρο το μάθημα! Εξετάστε προσεκτικά την εξαγωγή της εξίσωσης κίνησης του περιστροφικού ανεμόμετρου για σταθερές και ασταθείς συνθήκες. Δώστε προσοχή σε έννοιες όπως η ταχύτητα κατωφλίου και η διαδρομή χρονισμού του περιστροφικού ανεμόμετρου. Στη συνέχεια, μελετώνται τρεις τύποι περιστροφικών ανεμόμετρου - επαγωγικά, παλμικά (επαφή) και φωτοηλεκτρικά. Λάβετε υπόψη ότι υπάρχουν δύο σχέδια επαγωγικών περιστροφικών ανεμόμετρου: το τηλεχειριστήριο και το χειροκίνητο ανεμόμετρο ARI-49.

Άλλες μέθοδοι μέτρησης της ταχύτητας του ανέμου περιλαμβάνουν την ακουστική μέθοδο και το μετρητή ταχύτητας με λέιζερ Doppler.

Κατά τη μελέτη μεθόδων μέτρησης της κατεύθυνσης του ανέμου, η κύρια προσοχή δίνεται στον ανεμοδείκτη - τον κύριο αισθητήρα κατεύθυνσης ανέμου. Δώστε προσοχή στις μεθόδους απομακρυσμένης μετάδοσης πληροφοριών σχετικά με τη γωνία περιστροφής του πτερυγίου - τη χρήση των Selsyns (Autosyns) και τη μέθοδο φάσης -παλμών.

Βιβλιογραφία

Διαλέξεις με θέμα «Μέτρηση υγρασίας αέρα».

Ερωτήσεις αυτοδιαγνωστικού ελέγχου

1. Εξάγετε την εξίσωση του περιστροφικού ανεμόμετρου για σταθερές και ασταθείς καταστάσεις.

2. Γιατί το περιστροφικό ανεμόμετρο υπερεκτιμά τη μέση ταχύτητα του ανέμου;

3. Τι τύπος διαμόρφωσης χρησιμοποιείται σε ένα επαγωγικό περιστροφικό ανεμόμετρο; Τι γίνεται με την επαφή;

4. Ποια τιμή χαρακτηρίζει την αδράνεια του περιστροφικού ανεμόμετρου;

5. Αναφέρετε μέθοδοι χωρίς αδράνεια για τη μέτρηση της ταχύτητας του ανέμου.

6. Ποια είναι η αρχή του ανεμόμετρο Laser Doppler;

7. Δηλώστε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του ανεμόμετρο Doppler λέιζερ. Σε ποιες περιπτώσεις ενδείκνυται η χρήση του;

Ακτινομετρικές μετρήσεις

Η μελέτη του τμήματος ξεκινά με μια λίστα των ακτινομετρικών ποσοτήτων που πρέπει να μετρηθούν και το σκεπτικό για την επιλογή της μεθόδου θερμιδομετρικής μέτρησης. Κατανοήστε την έννοια των ακτινομετρικών ποσοτήτων - άμεση ηλιακή ακτινοβολία, διάχυτη ακτινοβολία και ισορροπία ακτινοβολίας. Στη συνέχεια, προχωρήστε στη μελέτη μέσων για τη μέτρηση αυτών των ποσοτήτων. Για τη μέτρηση της άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας, χρησιμοποιούνται δύο όργανα - ένα πυρηλόμετρο αντιστάθμισης και ένα θερμοηλεκτρικό ακτινόμετρο. Λάβετε υπόψη ότι το πυρηνόμετρο είναι ένα απόλυτο όργανο, ενώ το ακτινόμετρο είναι ένα σχετικό όργανο. Χρησιμοποιείται ένα πυρανόμετρο για τη μέτρηση της διάσπαρης ακτινοβολίας. Όταν μελετάτε το πυρανόμετρο, δώστε προσοχή στην εξάρτηση του συντελεστή μετατροπής στη γωνία ζενίθ του ήλιου.

Στη συνέχεια, εξετάστε τη μέτρηση του ισοζυγίου ακτινοβολίας. Εξάγετε την εξίσωση του μετρητή ισορροπίας και εξηγήστε πώς εξαλείφεται το σφάλμα ανέμου του μετρητή ισορροπίας. Όταν μελετάτε τη θεωρία του μετρητή ισορροπίας, δώστε προσοχή σε ποια από τις ροές ακτινοβολίας που φαίνονται στο Σχ. 5,9 στο βιβλίο απουσιάζουν τη νύχτα και με συννεφιά.

Βιβλιογραφία

Διαλέξεις με θέμα «Ακτινομετρικές μετρήσεις».

Ερωτήσεις αυτοδιαγνωστικού ελέγχου

1. Τι καθορίζει την επιλογή της θερμιδομετρικής μεθόδου για τις ακτινομετρικές μετρήσεις;

2. Τι είναι οι απόλυτες και οι σχετικές συσκευές; Τι τύπος είναι καθεμία από τις ακτινομετρικές συσκευές που μελετήσατε;

3. Ποιος είναι ο συντελεστής μετατροπής για ακτινομετρικά όργανα; Ποια είναι η διάστασή του;

4. Σε ποια περιοχή μήκους κύματος έχει μέγιστο η σκεδαζόμενη ακτινοβολία;

5. Γιατί επιλέχθηκε το πάχος του να είναι μικρό κατά την κατασκευή ενός μετρητή ισορροπίας;

6. Πώς να μετρήσετε τη διάσπαρτη ακτινοβολία σε καθαρές καιρικές συνθήκες;

Εξοπλισμός φαξ.

Μετά τη μέτρηση όλων των καιρικών παραμέτρων σε μετεωρολογικούς σταθμούς, καταρτίζονται ειδικά τηλεγραφήματα και μεταδίδονται σε ένα μόνο κέντρο. Στη Ρωσία, αυτό το κέντρο βρίσκεται στη Μόσχα. Εδώ συντάσσονται χάρτες καιρού και στη συνέχεια αυτοί οι χάρτες μεταδίδονται σε όλους τους καταναλωτές που χρησιμοποιούν μηχανήματα φαξ. Οι μαθητές πρέπει να μελετήσουν τα βασικά μπλοκ του εξοπλισμού φαξ και να γνωρίζουν πώς λειτουργεί. Μελετήστε τα κύρια χαρακτηριστικά και τις παραμέτρους που αξιολογούν την αποτελεσματικότητα του εξοπλισμού φαξ. Μελετάται επίσης το διάγραμμα των κύριων μπλοκ λήψης και μετάδοσης συσκευών φαξ. Σε αυτήν την περίπτωση, μελετώνται μόνο τα βασικά μπλοκ που είναι καθολικά για όλες τις συσκευές φαξ, χωρίς να συνδέονται με κανέναν τύπο.

Βιβλιογραφία

Ενότητα 9.1, 9.2.

Ερωτήσεις αυτοδιαγνωστικού ελέγχου

1. Ποια είναι η ανάλυση των μηχανών φαξ;

2. Πώς σχετίζονται η ανάλυση και η ταχύτητα μετάδοσης;

3. Τι είναι ο συγχρονισμός και η σταδιακή λειτουργία στις μηχανές φαξ;

ΔΟΚΙΜΗ

Γενικές οδηγίες

Συνιστάται η ολοκλήρωση των εργασιών του τεστ αφού μελετήσετε τις σχετικές ενότητες της συνιστώμενης βιβλιογραφίας ή αφού ακούσετε διαλέξεις και διαδικτυακά σεμινάρια. Κατά την εκτέλεση της εργασίας, ο μαθητής καλείται να δώσει σαφείς, σαφείς απαντήσεις σε όλες τις ερωτήσεις που τίθενται και να λύσει όλες τις εργασίες που του έχουν ανατεθεί. Είναι απαραίτητο να απεικονίσετε την εργασία σας όσο το δυνατόν περισσότερο με σχέδια, γραφήματα και διαγράμματα. Κάθε δήλωση πρέπει να αποδεικνύεται, κάθε τιμή που αναφέρεται στους τύπους πρέπει να εξηγείται στο κείμενο. Απαγορεύεται η άμεση επανεγγραφή του κειμένου του σχολικού βιβλίου. Κατά την ολοκλήρωση του τεστ, καλό είναι να ανατρέξετε σε παραδείγματα από τη δική σας εργασιακή εμπειρία. Συνιστάται ιδιαίτερα να πείτε τη γνώμη σας για τη λειτουργία των συσκευών που περιγράφετε στο κείμενο της δοκιμής.

Ο όγκος του τεστ είναι 20–25 σελίδες χειρόγραφου κειμένου, συμπεριλαμβανομένων σχεδίων. Οι εξετάσεις αποστέλλονται στο Πανεπιστήμιο κατά τη διάρκεια του ακαδημαϊκού έτους ή υποβάλλονται στο Ομοσπονδιακό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα πριν από τη συνεδρία.

Ασκηση 1

Εξηγήστε την έννοια της έννοιας «συντελεστής θερμικής αδράνειας ενός θερμομέτρου». Εξάγετε τους τύπους (1) και (2) που δίνονται στην ενότητα 2 στη σελ. 7 της "μεθοδολογικής διδασκαλίας".

Εργασία 2

Η ακτίνα της σφαιρικής δεξαμενής ενός θερμομέτρου υδραργύρου είναι ίση με R, η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι ίση με θ, η αρχική θερμοκρασία του θερμομέτρου είναι ίση με T o και το σφάλμα μέτρησης δεν πρέπει να υπερβαίνει το ΔT. Χρησιμοποιώντας τους τύπους (1) και (2), υπολογίστε τον συντελεστή θερμικής αδράνειας του θερμομέτρου και το χρόνο έκθεσης του στο περιβάλλον πριν από τη λήψη μετρήσεων. Οι παραλλαγές της εργασίας συνοψίζονται στον Πίνακα 1. Η απαιτούμενη παραλλαγή καθορίζεται από το αρχικό γράμμα του επωνύμου του μαθητή. Έτσι, για παράδειγμα, η πρώτη επιλογή θα πρέπει να συμπληρώνεται από μαθητές των οποίων τα επώνυμα αρχίζουν με γράμματα από το Α έως το Δ, η δεύτερη επιλογή - από το Ε έως το Κ κ.λπ.

Τραπέζι 1

Εργασία 3

Περιγράψτε την αρχή λειτουργίας των θερμομέτρων ισορροπημένης και μη ισορροπημένης αντίστασης. Δώστε σχετικά διαγράμματα με επεξηγήσεις. Τι καταλαβαίνετε από την ευαισθησία αυτών των συσκευών; Καταγράψτε τα σφάλματα των θερμομέτρων ισορροπημένης και μη ισορροπημένης αντίστασης και τρόπους μείωσης αυτών των σφαλμάτων.

Εργασία 4

Περιγράψτε την αρχή λειτουργίας ενός ψυχρομέτρου. Πώς αντιλαμβάνεστε τον όρο «ιδανικό ψυχόμετρο»; Πώς να φτιάξετε ένα ψυχόμετρο που να πλησιάζει τις ιδιότητές του στο ιδανικό;

Εργασία 5

Ποιες παράμετροι χαρακτηρίζουν την απόδοση των περιστροφικών ανεμόμετρου; Τι πρέπει να γίνει κατανοητό από την ευαισθησία ενός περιστροφικού ανεμόμετρου; Ποια παράμετρος χαρακτηρίζει την αδράνεια ενός περιστροφικού ανεμόμετρου; Δώστε παραδείγματα περιστροφικών ανεμόμετρων που χρησιμοποιούνται σε μετεωρολογικά όργανα.

Εργασία 6

Περιγράψτε τη δομή και την αρχή λειτουργίας του ακτινομέτρου, του πυρανόμετρου και του μετρητή ισορροπίας. Ορίστε την έννοια της «ισορροπίας ακτινοβολίας».

Εργασία 7

Περιγράψτε τη σχεδίαση του μετρητή ύψους σύννεφων με θέση φωτός IVO-1m. Σχεδιάστε ένα μπλοκ διάγραμμα της συσκευής IVO-1m με επεξήγηση της λειτουργίας κάθε μπλοκ της συσκευής.

Εργασία 8

Περιγράψτε τη σχεδίαση της συσκευής FI-1 για τη μέτρηση του εύρους μετεωρολογικής ορατότητας. Ποια χαρακτηριστικά της συσκευής FI-1 επιτρέπουν τη λήψη μετρήσεων κατά τη διάρκεια της ημέρας; Γιατί το φως της ημέρας που πέφτει στον φωτοανιχνευτή FI-1 δεν παρεμβαίνει στις μετρήσεις;

Γιατί χρησιμοποιούνται δύο ανακλαστήρες σε ένα παλμικό φωτόμετρο; Κάτω από ποιες καιρικές συνθήκες χρησιμοποιείται υψηλός ή χαμηλός ανακλαστήρας;

Εργασία 9

Τι καταλαβαίνετε με τον όρο «μετεωρολογικό σύστημα πληροφοριών και μετρήσεων»; Ποια χαρακτηριστικά του σταθμού KRAMS του επιτρέπουν να ταξινομηθεί ως IIIMS; Σχεδιάστε ένα μπλοκ διάγραμμα του σταθμού KRAMS (KRAMS-M, ή KRAMS-2 ή KRAMS-4) και εξηγήστε το, ακολουθώντας το βιβλίο και.

Εργασία 10

Ποια χαρακτηριστικά των λέιζερ τα καθιστούν ιδιαίτερα ελκυστικά εργαλεία για μετεωρολογικές μετρήσεις; Ποιες ατμοσφαιρικές παράμετροι μπορούν να μετρηθούν χρησιμοποιώντας λέιζερ; Ποια φυσικά φαινόμενα είναι η βάση αυτών των μετρήσεων; Αναφέρετε τις δυσκολίες στην πρακτική εφαρμογή των μετρήσεων λέιζερ.

ΕΡΓΑΣΙΕΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Το θέμα του έργου του μαθήματος συμφωνείται με τον δάσκαλο. Σε αυτή την περίπτωση, ο φοιτητής λαμβάνει οδηγίες από τον δάσκαλο για το πώς να ολοκληρώσει το έργο. Η τελική εργασία μαθημάτων υποβάλλεται στο τμήμα κατά τη διάρκεια της συνεδρίασης.

Τα συγκεκριμένα θέματα είναι επισκόπηση, κατά τη διάρκεια των οποίων ο μαθητής πρέπει να δημιουργήσει την πληρέστερη περιγραφή των μεθόδων για τη μέτρηση της αντίστοιχης μετεωρολογικής ποσότητας, χρησιμοποιώντας τη βιβλιογραφία και τις πληροφορίες που συλλέγονται από το Διαδίκτυο (συνιστάται η χρήση μηχανών αναζήτησης εισάγοντας το όνομα της ποσότητας κάτω από μελέτη στη γραμμή αναζήτησης). Απαιτούνται παραπομπές σε λογοτεχνικές πηγές. Γράψτε την περιγραφή με δικά σας λόγια, αποφεύγοντας την άμεση «λήψη», η οποία θα γίνει αμέσως αντιληπτή κατά την επαλήθευση. Στο τέλος του έργου πρέπει να υπάρχει δική σου κρίσησχετικά με τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των περιγραφόμενων μεθόδων μέτρησης, σε ποιες συνθήκες είναι σκόπιμο να χρησιμοποιηθούν. Συγκρίνετε την αδράνεια και την ευαισθησία των μεθόδων μέτρησης. Καλό είναι ακόμη να συγκρίνετε την πολυπλοκότητα και το κόστος των αντίστοιχων συσκευών. Εάν εργάζεστε με όργανα που μετρούν μία ή την άλλη μετεωρολογική ποσότητα, παρακαλούμε να δώσετε την εντύπωση σας για τη λειτουργία των οργάνων.

Στο τέλος της εργασίας πρέπει να υπάρχει μια λίστα με τις χρησιμοποιούμενες αναφορές.

Σημείωση.Εάν βρεθεί κυριολεκτική ομοιότητα του υποβληθέντος έργου (ή κυριολεκτική ομοιότητα με ένα από τα έργα που υποβλήθηκαν τα προηγούμενα χρόνια), το έργο αυτό δεν γίνεται αποδεκτό και επιστρέφεται για πλήρη επανεπεξεργασία.

1. Σύγκριση διαφορετικών μεθόδων μέτρησης θερμοκρασίας.
2. Σύγκριση διαφορετικών μεθόδων μέτρησης υγρασίας αέρα.
3. Σύγκριση διαφορετικών μεθόδων μέτρησης της ταχύτητας του ανέμου.
4. Σύγκριση διαφορετικών μεθόδων μέτρησης της διεύθυνσης του ανέμου. Μέθοδοι για την εξ αποστάσεως μετάδοση πληροφοριών σχετικά με την κατεύθυνση του ανεμοδείκτη.
5. Σύγκριση διαφορετικών μεθόδων μέτρησης ατμοσφαιρικής πίεσης.
6. Σύγκριση διαφορετικών μεθόδων μέτρησης ακτινομετρικών τιμών.
7. Σύγκριση διαφορετικών μεθόδων μέτρησης ύψους βάσης νέφους.
8. Σύγκριση διαφορετικών μεθόδων μέτρησης εύρους μετεωρολογικής ορατότητας.
9. Σύγκριση διαφορετικών μεθόδων μέτρησης του όζοντος στην ατμόσφαιρα.
10. Σύγκριση διαφορετικών μεθόδων μέτρησης παραμέτρων ατμοσφαιρικών αερολυμάτων.
11. Μέτρηση ραδιενεργού υποβάθρου και ραδιενεργής μόλυνσης της περιοχής.
12. Μέτρηση υετού. Αυτοματοποίηση της διαδικασίας μέτρησης της βροχόπτωσης.
13. Χαρακτηριστικά μέτρησης τυπικών μετεωρολογικών μεγεθών στην περιοχή του μετεωρολογικού σταθμού όπου εργάζεται ο μαθητής.
14. Χαρακτηριστικά της λειτουργίας ενός μετεωρολογικού οργάνου μέτρησης (σε συμφωνία με τον καθηγητή) με το οποίο συνεργάζεται ο μαθητής.
15. Μια ενημερωτική προσέγγιση στο πρόβλημα της μέτρησης των μετεωρολογικών παραμέτρων.
16. Μετάδοση μετεωρολογικών πληροφοριών μέσω καναλιών επικοινωνίας. Ταχύτητα μετάδοσης, πρόβλημα παραμόρφωσης σήματος.
17. Ψηφιακά μετεωρολογικά όργανα μέτρησης. Αρχές σχεδιασμού ψηφιακών συσκευών.
18. Η σχέση μεταξύ θερμικής αδράνειας και ευαισθησίας των θερμομετρικών αισθητήρων.
19. Μέτρηση παραμέτρων ατμοσφαιρικού ηλεκτρισμού. Ηλεκτρισμός καλός καιρός, ηλεκτρισμός καταιγίδας. Όργανα και μέθοδοι μέτρησης.
20. Ραντάρ ήχος της ατμόσφαιρας. Χρήση ραντάρ για τη μέτρηση μετεωρολογικών μεγεθών.
21. Ηχοληψία με λέιζερ της ατμόσφαιρας. Τα Lidar και οι δυνατότητές τους για μέτρηση μετεωρολογικών παραμέτρων.
22. Μετρήσεις ατμοσφαιρικών παραμέτρων με χρήση τεχνητών δορυφόρων της Γης.

ΠΤΥΧΙΟ ΕΡΓΑΣΙΕΣ

Πριν από την ολοκλήρωση της διατριβής, ο φοιτητής πρέπει να συμβουλευτεί τον καθηγητή και να λάβει τη συγκατάθεσή του για την καθοδήγηση. Στη συνέχεια, συμφωνείται το θέμα της εργασίας, για το οποίο ο φοιτητής πρέπει να ενημερώσει τον κοσμήτορα. Κατά την εκτέλεση εργασιών, απαιτούνται περιοδικές διαβουλεύσεις με τον δάσκαλο (για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας το Διαδίκτυο). Για την τελική επεξεργασία του κειμένου της εργασίας, ο φοιτητής πρέπει να προσέλθει στο Πανεπιστήμιο εκ των προτέρων. Η ημερομηνία άφιξης συμφωνείται με τον διαχειριστή.

1. Μέτρηση εύρους μετεωρολογικής ορατότητας χρησιμοποιώντας τη μέθοδο οπισθοσκέδασης μιας δέσμης φωτός.
2. Το πρόβλημα της αδράνειας και της ευαισθησίας των θερμομετρικών αισθητήρων, η αναζήτηση της βέλτιστης αναλογίας.
3. Το πρόβλημα των ιχνών συμπύκνωσης πίσω από αεροσκάφη και η μείωση των ροών ακτινοβολίας.
4. Το πρόβλημα της σχέσης μεταξύ των κοσμικών ακτίνων και του καιρού στη Γη.
5. Περιβαλλοντικά προβλήματα, συσκευές παρακολούθησης περιβαλλοντικών παραμέτρων.
6. Ηλεκτρισμός κεραυνού, το πρόβλημα της εύρεσης των αιτιών της ηλεκτροδότησης.
7. Αντιθέματα (για παράδειγμα, εύρεση βέλτιστων τρόπων οργάνωσης μετρήσεων στον μετεωρολογικό σας σταθμό).

Εκπαιδευτική έκδοση

Εκδότης I. G. Maksimova.

LR Νο. 203209 με ημερομηνία 12/30/96.

Υπογραφή για εκτύπωση…….. Μορφή 60 90 1 / 16 Χαρτί βιβλίο-περιοδικό. Εκτύπωση όφσετ.

Pech. μεγάλο. …….. Ακαδημαϊκή επιμ. μεγάλο. ......... .. Κυκλοφορία ...... .. Zak. ………..

195196, Αγία Πετρούπολη, Λεωφ. Malookhtinsky 98. RGGMU.

Τυπώθηκε από………….

Ρωσικό κρατικό υδρομετεωρολογικό πανεπιστήμιο

Σχολή Αλληλογραφίας

ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΚΕΣ ΟΔΗΓΙΕΣ

κατά πειθαρχία

«ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΑΙ ΜΕΣΑ

Υδρομετεωρολογικές μετρήσεις "

για ιδρύματα τριτοβάθμιας εκπαίδευσης

Κατεύθυνση εκπαίδευσης 280400 – Εφαρμοσμένη Υδρομετεωρολογία

Προφίλ κατάρτισης - Εφαρμοσμένη μετεωρολογία

Προσόντα (πτυχίο)

Αγαμος

Αγία Πετρούπολη

Εγκρίθηκε από το Ακαδημαϊκό Συμβούλιο της Μετεωρολογικής Σχολής

Οδηγίες για τον κλάδο «Μέθοδοι και μέσα υδρομετεωρολογικών μετρήσεων». Ειδικότητα: μετεωρολογία. - Αγία Πετρούπολη: Εκδότης. RGGMU, 2013. – 26 σελ.

Οι οδηγίες συντάσσονται σύμφωνα με το πρόγραμμα του κλάδου «Μέθοδοι και μέσα υδρομετεωρολογικών μετρήσεων». Δίνονται συστάσεις για τη μελέτη του κλάδου. Οι αυτο-δοκιμαστικές ερωτήσεις, η συνιστώμενη βιβλιογραφία και οι δοκιμές παρέχονται.

Συντάκτης: Ν.Ο. Grigorov, Αναπληρωτής Καθηγητής, RGGMU.

Executive editor A.D. Kuznetsov, καθ., RGGMU

Ó Ρωσικό Κρατικό Υδρομετεωρολογικό Πανεπιστήμιο (RGHMU), 2013.

ΠΡΟΛΟΓΟΣ

Αυτό το μάθημα μελετά τις βασικές αρχές του σχεδιασμού των υδρομετεωρολογικών οργάνων μέτρησης και των συστημάτων μέτρησης πληροφοριών. Πριν από τη μελέτη του μαθήματος, οι μαθητές θα πρέπει να εξοικειωθούν με το διαθέσιμο πρόγραμμα στη σχολή.

Το μάθημα μπορεί να χωριστεί σε δύο μέρη. ΣΕ πρώτο μέροςπεριγράφονται μόνο μέθοδοι μέτρησης βασικών μετεωρολογικών παραμέτρων - θερμοκρασία, σχετική υγρασία, ατμοσφαιρική πίεση, παράμετροι ανέμου και ακτινομετρικές παράμετροι. Σε δεύτερο μέροςΚατά τη διάρκεια του μαθήματος, οι φοιτητές μελετούν μετεωρολογικά όργανα μέτρησης που χρησιμοποιούνται σήμερα στη Ρωσία, εξοικειώνονται με τη μέτρηση ειδικών μετεωρολογικών μεγεθών (ύψος βάσης σύννεφων, εύρος μετεωρολογικής ορατότητας κ.λπ.) και μετεωρολογικά συστήματα μέτρησης πληροφοριών - αυτόματους σταθμούς. Στην τελευταία ενότητα του μαθήματος, οι φοιτητές λαμβάνουν πληροφορίες για τις προοπτικές ανάπτυξης της τεχνολογίας μετεωρολογικών μετρήσεων.

Κατά τη μελέτη του μαθήματος, ο φοιτητής πρέπει να διαβάσει τη βιβλιογραφία (βλ. παρακάτω) και να ολοκληρώσει ένα τεστ, το οποίο υποβάλλεται στο FZO πριν από τη συνεδρία. Κατά τη διάρκεια της συνεδρίας του τρίτου έτους, οι μαθητές ακούν διαλέξεις που περιγράφουν βασικές θεωρητικές πληροφορίες, εκτελούν εργαστηριακές εργασίες και κάνουν μια εξέταση. Μετά από αυτό, δίνεται μια τελική εξέταση για ολόκληρο το μάθημα.

Οι μαθητές επιτρέπεται να λάβουν μέρος στις εξετάσεις μόνο αφού ολοκληρώσουν όλες τις εργαστηριακές και δοκιμαστικές εργασίες και περάσουν τις εξετάσεις και για τα δύο μέρη του μαθήματος.

Οι μαθητές ολοκληρώνουν επίσης μαθήματα στο μάθημα «Μέθοδοι και μέσα υδρομετεωρολογικών μετρήσεων». Η εργασία του μαθήματος δίδεται με μόρια και βαθμό.

Οι μαθητές που σπούδασαν σε υδρομετεωρολογικές τεχνικές σχολές και είχαν καλούς βαθμούς στα κύρια μάθημά τους ενδέχεται να εξαιρεθούν από την εκτέλεση εργαστηριακών εργασιών κατά τη διάρκεια της συνεδρίας. Αυτό το θέμα αποφασίζεται από τον επικεφαλής του κύκλου ξεχωριστά για κάθε μαθητή. Η συμπλήρωση τεστ και η επιτυχία στις εξετάσεις είναι υποχρεωτική για όλους τους μαθητές.

ΓΕΝΙΚΕΣ ΟΔΗΓΙΕΣ

Οι μαθητές ενθαρρύνονται να προσπαθήσουν για την πλήρη κατανόηση του υλικού κατά τη μελέτη του μαθήματος. Να θυμάστε ότι η αποτυχία κατανόησης μιας μόνο εξίσωσης, στοιχείου κυκλώματος ή της σημασίας οποιασδήποτε φυσικής ποσότητας οδηγεί σε αδυναμία κατανόησης της λειτουργίας ολόκληρης της συσκευής. Εάν απαιτείται, ελέγξτε τις σχετικές ενότητες της φυσικής, των μαθηματικών ή της ηλεκτρονικής, που αποτελούν τις βασικές επιστήμες για το μάθημα που μελετάται.

Όταν κάνετε ένα τεστ, αποφύγετε την απευθείας αντιγραφή από σχολικά βιβλία και οδηγούς μελέτης. Περιγράψτε το υλικό με δικά σας λόγια. Αφήστε το στυλ παρουσίασής σας να είναι λιγότερο λογοτεχνικό. Κράτος, ωστόσο, δικα τουςσκέψεις. Τέτοιες εργασίες είναι πιο πιθανό να γίνουν αποδεκτές από φωτοαντίγραφα ολόκληρων τμημάτων του βιβλίου. Ο όγκος του τεστ είναι περίπου ένα σχολικό τετράδιο 12 - 18 φύλλων. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το ηλεκτρονικό ταχυδρομείο εάν έχετε μια τέτοια ευκαιρία. Η διεύθυνση στην οποία μπορεί να σταλεί η εργασία ανακοινώνεται από τον καθηγητή στη διάλεξη προσανατολισμού.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Κύριος

1. Grigorov N.O., Saenko A.G., Voskanyan K.L. Μέθοδοι και μέσα υδρομετεωρολογικών μετρήσεων. Μετεωρολογικά όργανα. Εγχειρίδιο μαθήματος. RGGMU, Αγία Πετρούπολη, 2012. – 306 σελ.

2. Sternzat M.S. Μετεωρολογικά όργανα και μετρήσεις. - L.; Gidrometeoizdat, 1978, 392 p.

3. Grigorov N.O., Simakina T.E. . Βιβλίο προβλημάτων για τον κλάδο «Μέθοδοι και μέσα υδρομετεωρολογικών μετρήσεων». Εκδ. RGGMU, Αγία Πετρούπολη, 2006. – 41 σελ.

4. Grigorov N.O. Παρουσιάσεις διαλέξεων στο μάθημα «Μέθοδοι και μέσα υδρομετεωρολογικών μετρήσεων». http://gmi.rshu.ru

5. Grigorov N.O. Διαλέξεις-δικτυακά σεμινάρια για το μάθημα «Μέθοδοι και μέσα υδρομετεωρολογικών μετρήσεων» (ηχογραφημένο). http://fzo.rshu.ru/ (ενότητα «Διαδικτυακές διαλέξεις»).

Πρόσθετος

6. Kachurin L.G. Μέθοδοι μετεωρολογικών μετρήσεων. - L.; Gidrometeoizdat, 1985, 456 p.

7. Gorodetsky O.A., Guralnik I.I., Larin V.V. . Μετεωρολογία, μέθοδοι και τεχνικά μέσα παρατήρησης. - L.; Gidrometeoizdat, 1984, 327 p.

8. Yampolsky V.S. Βασικές αρχές αυτοματισμού και ηλεκτρονικής τεχνολογίας υπολογιστών. – Μ.: Εκπαίδευση, 1991. – 223 σελ.

ΟΔΗΓΙΕΣ ΑΝΑ ΕΝΟΤΗΤΑ

Εισαγωγή

Η κύρια προσοχή πρέπει να δοθεί στη μελέτη των προς μέτρηση ατμοσφαιρικών παραμέτρων. Κατανοήστε μόνοι σας τη σημασία όλων των μετεωρολογικών μεγεθών και το σκεπτικό για την ανάγκη μέτρησής τους. δώσε προσοχή στο στόχους μέτρησης.Ανάλογα με τους στόχους που έχουν τεθεί (πρόβλεψη καιρού, διασφάλιση της λειτουργίας του αεροδρομίου κ.λπ.), αλλάζουν οι απαιτήσεις για τα όργανα μέτρησης. Συνιστάται να συμπληρώνετε τα υλικά που δίνονται στα βιβλία με πληροφορίες από την εμπειρία σας από την εργασία σας σε μια μετεωρολογική υπηρεσία.

Βιβλιογραφία

Πρόλογος, εισαγωγή, σύντομο ιστορικό των μετεωρολογικών μετρήσεων.

Ενότητα 1.1.

Ερωτήσεις αυτοδιαγνωστικού ελέγχου

1. Αναφέρετε τα κύρια μετεωρολογικά μεγέθη που θα μετρηθούν σε μετεωρολογικούς σταθμούς και σταθμούς.

2. Ποιοι είναι οι στόχοι της μέτρησης; Γιατί ο σκοπός της μέτρησης καθορίζει τα όργανα που χρησιμοποιούνται;

3. Ποιες μετεωρολογικές παράμετροι πρέπει να μετρηθούν για να εξασφαλιστεί η προσγείωση των αεροσκαφών;

4. Γιατί είναι οργανωμένο το μετεωρολογικό δίκτυο μέτρησης;

5. Δώστε παραδείγματα μετεωρολογικών οργάνων μέτρησης που χρησιμοποιείτε στην εργασία σας.

Μέρος 1. Μέθοδοι μέτρησης βασικών μετεωρολογικών παραμέτρων.

Βασικές έννοιες των μετεωρολογικών μετρήσεων. Ταξινόμηση

Ενότητα μετεωρολογικών παρατηρήσεων

Σε ένα δίκτυο μετεωρολογικών σταθμών πραγματοποιούνται συστηματικές μετρήσεις βασικών ποσοτήτων και υψηλής ποιότητας παρατηρήσεις μετεωρολογικών φαινομένων,που αντιπροσωπεύει διάφορες φυσικές διεργασίες στην ατμόσφαιρα. Αυτοί οι τύποι εργασιών σταθμού συνδυάζονται στην ιδέα μετεωρολογικές παρατηρήσεις .

Προκειμένου τα αποτελέσματα των παρατηρήσεων να είναι συγκρίσιμα μεταξύ τους και να μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην πράξη ως αντικειμενικά, πρέπει να έχουν ενότητα ποιότητας.

Επιτυγχάνεται ομοιόμορφη ποιότητα των μετεωρολογικών παρατηρήσεων ενότητα μέσων και μεθόδων για την πραγματοποίηση παρατηρήσεων.

Η ενότητα των μετεωρολογικών μέσων παρατήρησης επιτυγχάνεται από το γεγονός ότι ο εξοπλισμός που χρησιμοποιείται πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις των Gosts και των τεχνικών προδιαγραφών για την παραγωγή και τη λειτουργία τους. Όλες οι συσκευές ελέγχονται περιοδικά στο γραφείο επαλήθευσης (ή σε σταθμούς), π.χ. συγκρίνονται με όργανα αναφοράς (μοντέλο), των οποίων οι αναγνώσεις γίνονται δεκτές ως αληθείς. Τα αποτελέσματα μιας τέτοιας σύγκρισης τυποποιούνται με τη μορφή πιστοποιητικών βαθμονόμησης - πιστοποιητικά που καθορίζουν την καταλληλότητα της συσκευής για λειτουργία και περιέχουν την τιμή των διορθώσεων που πρέπει να εισαχθούν στις αναγνώσεις οργάνων (αναγνώσεις).

Ομοιομορφία μεθόδων μέτρησηςεξασφαλίζεται με την εκτέλεση τους σύμφωνα με μια ενοποιημένη μεθοδολογία που ορίζεται στο "εγχειρίδιο", οι διατάξεις των οποίων είναι υποχρεωτικές για όλες τις παρατηρήσεις.

Επί του παρόντος, σε σταθμούς που περιλαμβάνονται στο Διεθνές Δίκτυο, οι μετεωρολογικές παρατηρήσεις γίνονται σε φυσικά ομοιόμορφες στιγμές στις 00, 03, 06, 09, 12, 15, 18 και 21 ώρες Greenwich Mean Time. Αυτές οι χρονικές στιγμές λέγονται χρονοδιάγραμμα των μετεωρολογικών παρατηρήσεων.Πιο συγκεκριμένα, οι προθεσμίες νοούνται ως ένα χρονικό διάστημα 10 λεπτών που τελειώνει σε μια ώρα επείγοντος.

Μέτρηση θερμοκρασίας αέρα και εδάφους

Σε ανάλογους μετεωρολογικούς θαλάμους μετράται η θερμοκρασία του αέρα σε ύψος 2 μέτρων.

Οι μετρήσεις της θερμοκρασίας του εδάφους περιλαμβάνουν μετρήσεις στην επιφάνεια του εδάφους (χιόνι), καθώς και σε βάθη 5, 10, 15 και 20 cm (ζεστό μισό του έτους) και 20, 40, 80, 160, 240 και 320 cm (όλα όλο το χρόνο). Το πρόγραμμα αυτών των παρατηρήσεων καθορίζεται για κάθε σταθμό ξεχωριστά.

Για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του αέρα και του εδάφους χρησιμοποιούνται κυρίως θερμόμετρα γυαλιού-υγρού (υδράργυρος, αλκοόλη).

Για τη μέτρηση των θερμοκρασιών πάνω από -35 0 C, χρησιμοποιούνται θερμόμετρα υδραργύρου (το σημείο ψύξης του υδραργύρου είναι 38,9 0C) και κάτω από -35 0 C, χρησιμοποιούνται θερμόμετρα αλκοόλ.

Το κύριο θερμόμετρο για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του αέρα είναι ένα ψυχρομετρικό υδραργύρου με κλίμακες θερμοκρασίας -35 +40 0 C ή +35 -: -55 0 C, με τιμή διαίρεσης 0,2 0 C.

Ως πρόσθετο θερμόμετρο για το ψυχομετρικό υδραργύρου, χρησιμοποιήστε ένα θερμόμετρο αλκοόλ χαμηλού βαθμού με τιμή διαίρεσης 0,2 0C και κλίμακα από -71 έως +21 0 C ή από -81 έως +11 0 C. Μην χρησιμοποιείτε αλκοόλ Συνιστώνται θερμόμετρα σε θερμοκρασίες άνω των +25 0 C, επειδή το αλκοόλ μεταβαίνει εν μέρει σε κατάσταση ατμού (σημείο βρασμού +78,5 0 C).

Για τη μέτρηση των μέγιστων και ελάχιστων θερμοκρασιών, χρησιμοποιούνται μέγιστα θερμόμετρα υδραργύρουειδικό σχέδιο (με κλίμακες από -35 έως +50 0 C ή από -20 έως +70 0 C και τιμή διαίρεσης - 0,5 0 C) και ελάχιστο αλκοόλθερμόμετρα (με κλίμακες από -41 έως +21 0 C ή από -75 έως +30 0 C και τιμή διαίρεσης 0,5 0 C). Η καταχώριση των μέγιστων και ελάχιστων θερμοκρασιών για την χρονική περίοδο μεταξύ των παρατηρήσεων εξασφαλίζεται λόγω του ειδικού σχεδιασμού των αντίστοιχων θερμόμετρων.

Στο μέγιστο θερμόμετρο, στην αρχή του τριχοειδούς σωλήνα, κοντά στη δεξαμενή, γίνεται στένωση. Αυτό επιτυγχάνεται με την εισαγωγή του άκρου ενός γυάλινου πείρου συγκολλημένου στο εσωτερικό τοίχωμα της δεξαμενής στο τριχοειδές. σε αυτή την περίπτωση, το πέρασμα από τη δεξαμενή προς το τριχοειδές στενεύει. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η περίσσεια υδραργύρου από τη δεξαμενή αναγκάζεται στο τριχοειδές μέσω μιας στενής δακτυλιοειδούς οπής μεταξύ του πείρου και των τοιχωμάτων του τριχοειδούς και παραμένει εκεί όταν η θερμοκρασία μειώνεται (δεδομένου ότι υπάρχει κενό στο τριχοειδές) (σύκα) . 1).

Έτσι, η θέση του άκρου της στήλης υδραργύρου σε σχέση με την κλίμακα αντιστοιχεί στη μέγιστη τιμή θερμοκρασίας. Για να προετοιμάσετε το θερμόμετρο για τις επόμενες μετρήσεις, ανακινήστε το δυνατά αρκετές φορές. Το μέγιστο θερμόμετρο εγκαθίσταται με το ρεζερβουάρ ελαφρά κεκλιμένο προς τα κάτω.

Ρύζι. 1. Συσκευή μέγιστου θερμομέτρου.

1- δεξαμενή αποθήκευσης, 2- καρφίτσα; 3- κενό σε ένα τριχοειδές πάνω από τον υδράργυρο.

Ελάχιστο θερμόμετρο- αλκοόλ. Μέσα στο τριχοειδές υπάρχει μια μικρή καρφίτσα από σκούρο γυαλί με μικρές παχύνσεις στα άκρα. Η θέση εργασίας του θερμομέτρου είναι οριζόντια. Η διατήρηση των ελάχιστων τιμών εξασφαλίζεται από μια ενδεικτική ακίδα που βρίσκεται στο τριχοειδές (Εικ. 2) μέσα στην αλκοόλη .

Ρύζι. 2. Συσκευή ελάχιστου θερμομέτρου.

1 - τριχοειδές? 2 - καρφίτσα δείκτη .

Τα πάχυνση των πείρων είναι μικρότερα από την εσωτερική διάμετρο του τριχοειδούς. Επομένως, καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, η αλκοόλη που ρέει από τη δεξαμενή στο τριχοειδές ρέει γύρω από τον πείρο χωρίς να τον μετατοπίζει. Όταν η θερμοκρασία μειωθεί, ο πείρος, αφού έρχονται σε επαφή με τον μηνίσκο της στήλης αλκοόλ, μετακινείται μαζί του στη δεξαμενή (αφού οι επιφανειακές δυνάμεις τάσης του μεμβράνης αλκοόλ είναι μεγαλύτερες από τις δυνάμεις τριβής) και παραμένουν στη θέση πλησιέστερα στη δεξαμενή. Η θέση του άκρου του πείρου που βρίσκεται πλησιέστερα στον μηνίσκο αλκοόλ υποδεικνύει την ελάχιστη θερμοκρασία και ο μηνίσος υποδεικνύει την τρέχουσα θερμοκρασία. Πριν εγκατασταθεί στη θέση εργασίας, το ελάχιστο θερμόμετρο αυξάνεται με τη δεξαμενή προς τα πάνω και κρατιέται μέχρι να πέσει ο πείρος στον μηνίσκο αλκοόλ.

Για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του εδάφους σε βάθη 5, 10, 15, 20 cm, χρησιμοποιούνται θερμόμετρα στροφάλου υδραργύρου (Savinov) με κλίμακα από -10 0 C έως +50 0. 135 0 και έχουν διαφορετικά μήκη από 290 έως 500 mm.

Κατά τη μέτρηση της θερμοκρασίας του εδάφους σε βάθη από 20 cm έως 3,2 m, χρησιμοποιούνται θερμόμετρα βάθους εδάφους υδραργύρου (όρια κλίμακας από +31- +41 0 C έως -10 --20 0 C, τιμή διαίρεσης 0,2 0 C).

Εκτός από τα θερμόμετρα υγρού, στη μετεωρολογία χρησιμοποιούνται θερμόμετρα αντίστασης, θερμοηλεκτρικά, τρανζίστορ, διμεταλλικά, ακτινοβολίας κ.λπ.

· Τα θερμόμετρα αντίστασης χρησιμοποιούνται ευρέως σε απομακρυσμένους και αυτόματους μετεωρολογικούς σταθμούς (αντιστάσεις μετάλλων - χαλκός ή πλατίνα) και σε ακτινοβολίες (αντιστάσεις ημιαγωγών).

· Τα θερμοηλεκτρικά θερμόμετρα χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση των κλίσεων θερμοκρασίας.

· Θερμόμετρα τρανζίστορ (θερμοτρανζίστορ) - στην αγρομετεωρολογία, για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του στρώματος του αρόσιμου εδάφους.

· Τα διμεταλλικά θερμόμετρα (θερμικοί μετατροπείς) χρησιμοποιούνται σε θερμογράφους για την καταγραφή της θερμοκρασίας.

· Θερμόμετρα ακτινοβολίας - σε εδάφους, αεροσκάφη και δορυφορικές εγκαταστάσεις για τη μέτρηση της θερμοκρασίας διαφόρων τμημάτων των σχηματισμών επιφάνειας και σύννεφων της γης.

Για τη συνεχή καταγραφή της θερμοκρασίας χρησιμοποιούνται θερμογράφοι, οι αισθητήρες των οποίων είναι διμεταλλικές πλάκες. Η θερμοκρασία καταγράφεται συνεχώς σε κασέτα (Εικ. 3). Η κάμψη της πλάκας υπό την επίδραση της θερμοκρασίας μεταδίδεται στο στυλό χρησιμοποιώντας ένα σύστημα μοχλών. Η εκτροπή του στυλό είναι ανάλογη της αλλαγής της θερμοκρασίας. Η ηχογράφηση γίνεται με ειδικό μελάνι σε ταινία τοποθετημένη σε τύμπανο, που περιστρέφεται από μηχανισμό ρολογιού με ημερήσια ή εβδομαδιαία περιστροφή. Η συσκευή είναι εγκατεστημένη σε ξεχωριστό θάλαμο για συσκευές εγγραφής.

Η επεξεργασία μιας εγγραφής θερμογράφου απαιτεί απαραιτήτως παράλληλη μέτρηση των τιμών θερμοκρασίας σε πολλά σημεία της εγγραφής με ένα θερμόμετρο υδραργύρου (αλκοόλης), επειδή μια τέτοια εγγραφή αντιπροσωπεύει μόνο τη σχετική μεταβολή της θερμοκρασίας με την πάροδο του χρόνου.

Εικ. 3. Θερμογράφος

1 - διμεταλλική πλάκα. 2 - μοχλοί μετάδοσης. 3 - βέλος? 4 - τύμπανο

Όλα τα μετεωρολογικά θερμόμετρα διαθέτουν πιστοποιητικά βαθμονόμησης, τα οποία υποδεικνύουν τις τιμές των διορθώσεων οργάνων τους.

Οι μετρήσεις του θερμομέτρου λαμβάνονται πάντα με ακρίβεια 0,1 0 C, ανεξάρτητα από τη διαίρεση της κλίμακας (0,2 ή 0,5 0 C). Οι γραμμές παρατήρησης πρέπει να είναι κάθετες στην κλίμακα στο σημείο αναφοράς. Αυτό επιτυγχάνεται τοποθετώντας το μάτι με τέτοιο τρόπο ώστε τα χτυπήματα της ζυγαριάς να είναι ίσια.

Οι μετρήσεις γίνονται γρήγορα. Καταρχήν μετρώνται τα δέκατα του βαθμού και μετά τα ολόκληρα. Με αυτό, προσπαθούν να εξαλείψουν ή να μειώσουν τη θερμική «επιρροή του παρατηρητή» στις ενδείξεις του θερμομέτρου.

Μέτρηση υγρασίας αέρα

Οι σταθμοί χρησιμοποιούν δύο μεθόδους για τη μέτρηση της υγρασίας του αέρα:

· ψυχομετρική μέθοδοκατά τη ζεστή περίοδο και

· υγρομετρικός- στο κρύο.

Η ψυχρομετρική μέθοδος βασίζεται στην εξάρτηση της έντασης της εξάτμισης από την επιφάνεια του νερού από την ανεπάρκεια κορεσμού υδρατμών του αέρα που έρχεται σε επαφή με αυτήν.

Η θερμότητα της μετάβασης φάσης δαπανάται για την εξάτμιση του νερού. Λαμβάνεται από τη μάζα εξάτμισης, δηλ. από το καμβικό του θερμομέτρου. Λόγω αυτού, η θερμοκρασία του θερμομέτρου μειώνεται.

Ψυχόμετρο είναι ένα ζεύγος θερμομέτρων, η δεξαμενή ενός από τα οποία είναι τυλιγμένο σε καμβικό και υγρό ( υγρό θερμόμετρο) - επιφάνεια εξάτμισης. και το άλλο είναι συνηθισμένο, δηλαδή στεγνό. Το καμβικό του βρεγμένου θερμόμετρου εξατμίζεται και λόγω αυτού μειώνεται η θερμοκρασία του θερμομέτρου. Όσο μεγαλύτερο είναι το έλλειμμα κορεσμού ατμών, τόσο μεγαλύτερη είναι η μείωση της εξάτμισης και της θερμοκρασίας. Χρησιμοποιώντας ψυχομετρικούς πίνακες, προσδιορίζεται η τάση ατμών e, στη συνέχεια χρησιμοποιώντας τύπους προσδιορίζουμε άλλα χαρακτηριστικά της υγρασίας του αέρα.

Στους μετεωρολογικούς σταθμούς, χρησιμοποιούνται δύο τύποι ψυχρομέτρων: ένα ψυχόμετρο σταθμού χωρίς εξαναγκασμένη ροή αέρα και ένα ψυχόμετρο αναρρόφησης, το οποίο χρησιμοποιεί τη ροή αέρα σε μια δεξαμενή υγρού λαμπτήρα με σταθερή ταχύτητα.

Το ψυχόμετρο σταθμού είναι ένα ζεύγος υδραργυρικών ψυχρομετρικών θερμομέτρων, η δεξαμενή του δεξιού θερμομέτρου είναι δεμένη με καμβέρικο, το άκρο του οποίου είναι βυθισμένο σε ένα ποτήρι απεσταγμένο νερό (υγρό θερμόμετρο). Το αριστερό θερμόμετρο είναι στεγνό (Εικ. 4).

Ψυχόμετρο αναρρόφησηςσχεδιασμένο με τέτοιο τρόπο ώστε να επιτρέπει τη λήψη μετρήσεων κάτω από μια μεγάλη ποικιλία καιρικών συνθηκών χωρίς καμία πρόσθετη προστασία από τον ήλιο και τον άνεμο, δηλ. μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνθήκες πεζοπορίας (Εικ. 5).

Ένα κοινό μειονέκτημα όλων των ψυχρομέτρων είναι η περιορισμένη χρήση τους σε θερμοκρασίες κάτω από -5+ -10 0 C. Σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, ο κορεσμός υγρασίας του αέρα γίνεται πολύ χαμηλός, με αποτέλεσμα ακόμη και μικρές ανακρίβειες στις ενδείξεις από τα θερμόμετρα να οδηγούν σε σημαντικές λάθη στον υπολογισμό των τιμών υγρασίας.

Εικ.4. Ψυχόμετρο αναρρόφησης: 1 - θερμόμετρα 2 - αναρροφητήρας 3 - σωλήνες που προστατεύουν τις δεξαμενές θερμομέτρων.

Ρύζι. 5 Συσκευή σταθερού ψυχόμετρου

Η υγρομετρική μέθοδος (hygro-wet) βασίζεται στην ιδιότητα ορισμένων σωμάτων να αλλάζουν τις γραμμικές τους διαστάσεις (παραμορφώνονται) όταν αλλάζει η περιεκτικότητα του αέρα σε υδρατμούς. Για παράδειγμα, τα απολιπανμένα ανθρώπινα μαλλιά και διάφορες οργανικές μεμβράνες έχουν τέτοιες ιδιότητες.

Ρύζι. 6. Υγρόμετρο μαλλιών: 1 - μαλλιά; 2 - πλαίσιο? 3 - βέλος? 4 - κλίμακα.

Έτσι, όταν η υγρασία αλλάζει από 0 σε 100%, η επιμήκυνση της τρίχας είναι περίπου το 2,5% του μήκους της. Αυτή είναι η βάση για την εργασία των υγρομέτρων και των υγρογράφων. Στα υγρόμετρα, η παραμόρφωση μιας τρίχας ή μεμβράνης μεταδίδεται χρησιμοποιώντας ένα σύστημα μοχλών σε έναν δείκτη και στους υγρογράφους - σε ένα στυλό, το οποίο χρησιμοποιείται για εγγραφή σε μια ταινία σε ένα περιστρεφόμενο τύμπανο. Όλες οι συσκευές αυτού του τύπου είναι σχετικές. Αν και οι κλίμακες τους είναι βαθμονομημένες σε τιμές σχετικής υγρασίας, πρέπει να εισαχθούν ειδικές διορθώσεις στις μετρήσεις από τα όργανα, που λαμβάνονται από τα αποτελέσματα παράλληλων παρατηρήσεων με χρήση του ψυχόμετρου σταθμού.

Ένα υγρόμετρο μαλλιών το χειμώνα σε θερμοκρασίες - 10 0 C και κάτω είναι η κύρια συσκευή, γιατί Ένα κατά τα άλλα πιο ακριβές ψυχόμετρο δεν μπορεί να λειτουργήσει σε χαμηλές θερμοκρασίες. Το διάγραμμα μετατροπής του υγρόμετρου κατασκευάζεται εκ των προτέρων με παράλληλες παρατηρήσεις για 1 - 1,5 μήνα χρησιμοποιώντας ψυχόμετρο και υγρόμετρο μέχρι την έναρξη σταθερών παγετών. Οι μετρήσεις της σχετικής υγρασίας που λαμβάνονται από το υγρόμετρο μετατρέπονται σε διορθωμένες τιμές σύμφωνα με το διάγραμμα μετατροπής.

Ο κύκλος εργασιών του τυμπάνου υγρογράφου είναι ίδιος με αυτόν ενός θερμογράφου, καθημερινά και εβδομαδιαία.

Μέτρηση ατμοσφαιρικής πίεσης

Η ατμοσφαιρική πίεση προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας δύο τύπους οργάνων: βαρόμετρα υδραργύρου και βαρόμετρα ανεροειδούς.

Τα πιο ακριβή τυπικά όργανα είναι τα βαρόμετρα υδραργύρου: λόγω της υψηλής πυκνότητάς του, ο υδράργυρος καθιστά δυνατή τη λήψη μιας σχετικά μικρής στήλης υγρού, κατάλληλη για μέτρηση. Τα βαρόμετρα υδραργύρου είναι δύο δοχεία επικοινωνίας γεμάτα με υδράργυρο. ένα από αυτά είναι ένας γυάλινος σωλήνας μήκους περίπου 90 cm σφραγισμένος στην κορυφή και δεν περιέχει αέρα.

Για τον προσδιορισμό της ατμοσφαιρικής πίεσης, εισάγονται διορθώσεις στις μετρήσεις ενός βαρόμετρου υδραργύρου: 1) οργάνων, εξαιρουμένων των κατασκευαστικών σφαλμάτων. 2) μια τροπολογία για να φέρει την ένδειξη του βαρόμετρου στους 0°C, επειδή οι μετρήσεις της συσκευής εξαρτώνται από τη θερμοκρασία (με αλλαγές θερμοκρασίας, η πυκνότητα του υδραργύρου και οι γραμμικές διαστάσεις των τμημάτων του βαρόμετρου αλλάζουν). 3) μια διόρθωση για να φέρει τις ενδείξεις του βαρόμετρου στην κανονική επιτάχυνση της βαρύτητας (g n = 9,80665 m/sec 2), οφείλεται στο γεγονός ότι οι μετρήσεις των βαρομέτρων υδραργύρου εξαρτώνται από το γεωγραφικό πλάτος και το υψόμετρο πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας της περιοχής παρατήρησης.

Ανάλογα με το σχήμα των συγκοινωνούντων δοχείων, τα βαρόμετρα υδραργύρου χωρίζονται σε 3 βασικούς τύπους: cup, siphon και siphon-cup (Εικ. 7). Στους μετεωρολογικούς σταθμούς χρησιμοποιούν βαρόμετρο κυπέλλου σταθμών. Το βαρόμετρο τοποθετείται αυστηρά κάθετα σε ειδικό ντουλάπι με φωτιζόμενη κλίμακα.

Το ύψος της στήλης υδραργύρου μετράται από τη θέση του υδραργύρου στον γυάλινο σωλήνα και η αλλαγή στη θέση του επιπέδου υδραργύρου στο κύπελλο λαμβάνεται υπόψη χρησιμοποιώντας μια αντισταθμισμένη κλίμακα, έτσι ώστε η ένδειξη στην κλίμακα να λαμβάνεται άμεσα σε millibar. Κάθε βαρόμετρο έχει ένα μικρό θερμόμετρο υδραργύρου για την εισαγωγή διορθώσεων θερμοκρασίας. Ακρίβεια ανάγνωσης 0,1 mbar .

Όλα τα βαρόμετρα υδραργύρου είναι απόλυτα όργανα, γιατί Σύμφωνα με τις μετρήσεις τους, η ατμοσφαιρική πίεση μετράται άμεσα.

Εικ.7. Τύποι βαρομέτρων υδραργύρου: a - κύπελλο; β - σιφόνι? γ - σιφόνι-κύπελλο

Ένα βαρόμετρο ανεροειδούς (Εικ. 8) δεν χρησιμοποιείται σε μετεωρολογικούς σταθμούς για τη μέτρηση της πίεσης, αλλά χρησιμοποιείται σε αποστολές.

Η αρχή λειτουργίας ενός βαρόμετρου ανεροειδούς βασίζεται στην παραμόρφωση μεταλλικών ανροειδών κουτιών (μέσα στα οποία εκκενώνεται ο αέρας) υπό πίεση.

Οι γραμμικές αλλαγές στο πάχος των κιβωτίων μετατρέπονται μέσω ενός μηχανισμού μοχλού μετάδοσης σε γωνιακές κινήσεις της βελόνας του βαρόμετρου του ανεροειδούς σε σχέση με την κλίμακα. Η κλίμακα είναι βαθμολογημένη σε πασκάλ. Η τιμή ενός τμήματος είναι 100 Pa ή 1 hPa.

Εικ.8. Εσωτερική δομή ενός βαρόμετρου ανεροειδούς

Ένας ημερήσιος (λιγότερο συχνά εβδομαδιαίος) βαρογράφος χρησιμοποιείται για να καταγράφει συνεχώς την ατμοσφαιρική πίεση. Το ευαίσθητο στοιχείο σε αυτό είναι ένα μπλοκ κουτιών πίεσης μεμβράνης, η μετατόπιση του άξονα του οποίου, λόγω των διακυμάνσεων της πίεσης, μεταδίδεται από ένα σύστημα μοχλών στο στυλό. Η συσκευή είναι σχετική, επομένως, για την επεξεργασία βαρογραμμάτων, όπως ένας θερμογράφος και ένας υγρογράφος, είναι απαραίτητη μια παράλληλη μέτρηση της πίεσης με ένα βαρόμετρο. Βασικά, στους σταθμούς, τα χαρακτηριστικά της βαρομετρικής τάσης, δηλαδή μια αύξηση ή μείωση της πίεσης, καθορίζονται από τον τύπο της εγγραφής του βαρογράφου.

Το βαρόμετρο ανεροειδούς βρίσκεται οριζόντια. Η περίπτωση στην οποία βρίσκεται το Aneroid προστατεύει από ξαφνικές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και ανοίγει μόνο για τη διάρκεια των μετρήσεων.

Μέτρηση ανέμου

Ο άνεμος χαρακτηρίζεται από δύο παραμέτρους - ταχύτητα και κατεύθυνση. Αυτές οι παράμετροι μετρώνται από δύο διαφορετικούς αισθητήρες, οι οποίοι συνήθως σχεδιάζονται σε μία συσκευή μέτρησης ανέμου - ανεμοπαράδιος.

Η μέση ταχύτητα ανέμου για 2 ή 10 λεπτά (ανάλογα με τον τύπο της συσκευής) και η στιγμιαία ταχύτητα με μέσο όρο 2-5 δευτερόλεπτα υπόκεινται σε μέτρηση. Η διεύθυνση του ανέμου υπολογίζεται επίσης κατά μέσο όρο σε διάστημα περίπου 2 λεπτών. Ο μέσος όρος της στιγμιαίας ταχύτητας σε διάστημα 2-5 δευτερολέπτων επιτυγχάνεται από έναν αυτόματο αισθητήρα οργάνων μέτρησης ανέμου, ο συντελεστής αδράνειας του οποίου βρίσκεται εντός αυτών των ορίων. Η μέγιστη τιμή της στιγμιαίας ταχύτητας για οποιαδήποτε χρονική περίοδο ονομάζεται ριπή.

Η λειτουργία των περισσότερων οργάνων που μετρούν την ταχύτητα και την κατεύθυνση του ανέμου βασίζεται στην επίδραση της δυναμικής πίεσης που ασκείται από τη ροή του αέρα στη στερεά επιφάνεια του κινητού τμήματος υποδοχής του οργάνου που βρίσκεται σε αυτήν.

Οι δέκτες ταχύτητας ανέμου ή οι κύριοι μετατροπείς είναι κυπελλοειδείς πικάπ ή έλικες με λεπίδες.

Για τη μέτρηση της κατεύθυνσης του ανέμου χρησιμοποιούνται πτερύγια ανέμου, τα οποία είναι ένα ασύμμετρο (σε σχέση με τον κατακόρυφο άξονα) σύστημα πλακών και αντίβαρων, που περιστρέφονται ελεύθερα γύρω από τον κατακόρυφο άξονα. Υπό την επίδραση του ανέμου, ο ανεμοδείκτης εγκαθίσταται στο επίπεδο του ανέμου με αντίβαρο προς αυτό. Τα σχήματα του ανεμοδείκτη ποικίλλουν, αλλά τα περισσότερα έχουν δύο πτερύγια (πλάκες) υπό γωνία μεταξύ τους, γεγονός που δημιουργεί σταθερότητα στη ροή του αέρα και αυξάνει την ευαισθησία.

Ο μετρητής ανέμου χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της μέσης ταχύτητας ανέμου σε διάστημα 10 λεπτών, της στιγμιαίας ταχύτητας και των τιμών κατεύθυνσης, καθώς και της μέγιστης ταχύτητας για οποιαδήποτε περίοδο. Η συσκευή είναι μια απομακρυσμένη ηλεκτρομηχανική συσκευή αρκετά περίπλοκου σχεδιασμού. Ο αισθητήρας, τοποθετημένος σε ιστό ύψους 10 μέτρων, περιέχει ευαίσθητα στοιχεία και κύριους μετατροπείς ταχύτητας και κατεύθυνσης ανέμου.

Ρύζι. 9 Ανεμορομβόμετρο

Μέτρηση υετού.

Η ατμοσφαιρική βροχόπτωση, ανάλογα με την κατάσταση φάσης της, χωρίζεται στις ακόλουθες ομάδες:

1) υγρό - βροχή και δροσιά.

2) σκληρό - χιόνι, χαλάζι, graupel, παγετό και πάγο.

3) μικτή - ταυτόχρονα από την πρώτη και τη δεύτερη ομάδα.

Η ποσότητα της κατακρήμνισης μετριέται με ακρίβεια 0,1 mm του ύψους του στρώματος νερού (εάν η κατακρήμνιση είναι στερεή, θα λιώσει σε ένα ζεστό δωμάτιο). Το είδος της βροχόπτωσης προσδιορίζεται οπτικά.

Μετρητής βροχόπτωσης Tretyakovχρησιμοποιείται για τη μέτρηση υγρών και στερεών κατακρημνίσεων. Αποτελείται από δύο ειδικούς αντικαταστάσιμους κάδους, με βαθμονομημένο τμήμα ανοίγματος 200 cm 2, ύψος 40 cm και λωρίδα προστασίας από τον αέρα. Το βροχόμετρο είναι εγκατεστημένο σε έναν στύλο έτσι ώστε η επάνω άκρη του κάδου να βρίσκεται σε ύψος 2 m.

Οι μετρήσεις βροχοπτώσεων γίνονται δύο φορές την ημέρα, ανεξάρτητα από το αν υπήρξε βροχόπτωση ή όχι. Στη συνέχεια υπολογίζεται η συνολική βροχόπτωση ανά ημέρα. Η μέτρηση συνίσταται στο να πάρει ο παρατηρητής τον δεύτερο άδειο κάδο στο σταθμό και να τον αντικαταστήσει με αυτόν που στέκεται στην εγκατάσταση. Αφού το κλείσει με ένα καπάκι, φέρνει τον κουβά του βροχόμετρου στο εσωτερικό και μετρά την ποσότητα της βροχόπτωσης χρησιμοποιώντας ένα κύπελλο μέτρησης. Η διαίρεση του κυπέλλου μέτρησης είναι 2 cm.

Επομένως, μία διαίρεση του γυαλιού αντιστοιχεί σε 0,1 mm υετού (2 cm / 200 cm = 0,01 cm) (Εικ. 10).

Το γυαλί έχει εκατό τμήματα.

Εισάγονται μικρές διορθώσεις στα αποτελέσματα των μετρήσεων για διαβροχή του κάδου και μερική εξάτμιση της βροχόπτωσης:

Υγρό υετό έως 0,5 διαίρεση - διόρθωση + 0,1 mm.

Υγρή κατακρήμνιση 0,5 διαιρέσεις ή περισσότερο - διόρθωση + 0,2 mm.

Στερεά βροχόπτωση έως 0,5 διαίρεση - διόρθωση 0,0 mm;

Στερεά βροχόπτωση 0,5 διαιρέσεις ή περισσότερο - διόρθωση + 0,1 mm.

Σε έναν αριθμό σταθμών, η ποσότητα και ο ρυθμός κατακρήμνισης (ένταση) της βροχόπτωσης υγρού καταγράφεται με τη χρήση πλουβιόγραφου.

Εικ. 10. Μετρητής βροχόπτωσης Tretyakov . 1-χωνί, 2-διάφραγμα, 3-κουβάς, 4-καπάκι, 5-στόμιο, προστασία 6 ράβδων, 7-βάσεις, 8-σκάλα, 9-κύπελλο μέτρησης

Σύντομη Ιστορία της Ανάπτυξης της Μετεωρολογίας

Όπως και άλλες επιστήμες, κατά τη διάρκεια μιας μακράς περιόδου πρώιμης ανάπτυξης, ήταν μόνο μια περιγραφική επιστήμη. Υπάρχουν αρχεία με παρατηρήσεις καιρού που πραγματοποιήθηκαν σε αρχαίους πολιτισμούς όπως η Κίνα, η Αίγυπτος και η Μεσοποταμία.

Ήδη στην αρχαιότητα, η εξάρτηση του αγρότη και του ναυτικού από τον καιρό τους ανάγκασε να παρακολουθούν συνεχώς τις αλλαγές του, να αναζητούν μια ορισμένη σύνδεση μεταξύ του καιρού και διαφόρων γήινων και ουράνιων φαινομένων. Αλλά αυτές ήταν μόνο σκόρπιες παρατηρήσεις. Στην αρχαία Ελλάδα, ο Ηρόδοτος και ο Αριστοτέλης προσπάθησαν για πρώτη φορά να εξηγήσουν και να συστηματοποιήσουν τις συσσωρευμένες παρατηρήσεις των ατμοσφαιρικών φαινομένων.Τον τέταρτο αιώνα μ.Χ., σε ένα βιβλίο που ονομάζεται Μετεωρολογία, ο Αριστοτέλης συνέλεξε πληροφορίες για πολλά φαινόμενα στην ατμόσφαιρα και προσπάθησε να τα εξηγήσει. Τα πρώτα όργανα για τη μέτρηση της βροχόπτωσης - βροχόμετρα - εφευρέθηκαν στην Κίνα και την Κορέα ήδη τέσσερις αιώνες π.Χ. Παράλληλα ξεκίνησαν οι πρώτες, έστω διάσπαρτες, οργανικές παρατηρήσεις του καιρού.

Στην Αρχαία Ρωσία, βρίσκουμε αρχεία εξαιρετικών φυσικών φαινομένων - έντονες ξηρασίες, χαλαζοπτώσεις, υψηλές και χαμηλές στάθμες υδάτων στα αρχαία ρωσικά χρονικά και στα αρχεία των Ρώσων «εξερευνητών». Τα χρονικά μερικές φορές έδιναν μια γενική περιγραφή του καιρού για μια ολόκληρη εποχή, για παράδειγμα: «Το καλοκαίρι του 6901 (σύμφωνα με τη χρονολογία μας, 1393 χρόνια), τότε ο χειμώνας ήταν κρύος, σαν να πέθαιναν άνθρωποι και ζώα, βρέχοντας πολύ ” (Σοφία Χρονικό).

Χαρακτηριστικά μεμονωμένων φαινομένων βρίσκονται επίσης στα χρονικά, για παράδειγμα: «Το καλοκαίρι του 6809 (σύμφωνα με τη χρονολογία μας του 1301), μια καταιγίδα ήταν δυνατή στο Ροστόφ, οι εκκλησίες 4 ανασηκώθηκαν από τα θεμέλια και οι κορυφές άλλων σκίστηκε στις 6 Ιουλίου».

Από την εποχή των μεγάλων γεωγραφικών ανακαλύψεων (XV-XVI αιώνες), έχουν εμφανιστεί κλιματικές περιγραφές των χωρών που ανακαλύφθηκαν. Έγιναν παρατηρήσεις καιρού, αλλά χωρίς ακριβείς μετρήσεις μετεωρολογικών στοιχείων. δεν μπορούσαν να παράσχουν υλικό για επιστημονικές γενικεύσεις.

Η αποφασιστική ώθηση για να ξεπεραστεί η καθαρά περιγραφική φύση των καιρικών παρατηρήσεων ήρθε με την εφεύρεση του θερμόμετρου από τον Γαλιλαίο (το 1597). Το 1643, ο Τοριτσέλι εφηύρε το βαρόμετρο.

Αργότερα εμφανίστηκαν και άλλα όργανα που μετρούσαν τα χαρακτηριστικά του ανέμου, της υγρασίας κ.λπ. Αυτό άνοιξε τη δυνατότητα για μια ποσοτική περιγραφή των ατμοσφαιρικών φαινομένων. Τα πρώτα αρχεία μετρήσεων μετεωρολογικών δεδομένων όπως η θερμοκρασία του αέρα, η ατμοσφαιρική πίεση και η βροχόπτωση χρονολογούνται από το 1653. Ο Ferdinand II στην Τοσκάνη διοργάνωσε το πρώτο δίκτυο καιρού από 11 σταθμούς παρακολούθησης που βρίσκονται σε αρκετές ευρωπαϊκές χώρες (η Φλωρεντία "Ακαδημία Εμπειρίας" στην Ιταλία).

Η στιγμή που άρχισαν οι εντελώς μονότονες και συγκρίσιμες παρατηρήσεις ήταν η εγκατάσταση το 1780 της Μετεωρολογικής Εταιρείας Mannheim (Societas Meteorologica Palatina), οι οποίοι ενωμένοι 40 σταθμοί καιρού. Αυτή η κοινωνία έθεσε ως καθήκον της την οργάνωση σωστών μετεωρολογικών παρατηρήσεων. Για το σκοπό αυτό, προσέλκυσε τους υπαλλήλους, έστειλε αποδεδειγμένα μέσα, υποχρέωσε τους ανταποκριτές της να κάνουν αναγνώσεις τρεις φορές την ημέρα τις ίδιες χρονικές στιγμές: 8 π.μ., 2 μ.μ., 9 μ.μ. Λαμπραντόρ, Σιβηρία, Ινδία. Τα έργα αυτής της κοινωνίας, γνωστά ως Mannheim ή Palatinate Ephemeris, παρά τη σύντομη ύπαρξή του (1780-92), αποτέλεσαν τη βάση των πρώτων μεγάλων έργων στον τομέα της μετεωρολογίας.

Εθνικά δίκτυα μετεωρολογικών σταθμών άρχισαν να εμφανίζονται σε διάφορες χώρες στις αρχές του 19ου αιώνα και έγιναν ευρέως διαδεδομένα στα μέσα του αιώνα. Η οργάνωση των ταυτόχρονων παρατηρήσεων σε διάφορες γειτονικές χώρες επέτρεψε να καταρτιστούν συνοπτικοί χάρτες που απαιτούνται για την πρόβλεψη των καιρικών συνθηκών. Οι πρώτοι τέτοιοι χάρτες Brandeis δημιουργήθηκαν το 1820 στη Γερμανία.

Στη Ρωσία, από τον 17ο αιώνα, στη βασιλική αυλή της Μόσχας, τα παρατηρούμενα φυσικά φαινόμενα καταγράφονταν τακτικά στα «βιβλία απαλλαγής». Αυτή ήταν η αρχή των μετεωρολογικών παρατηρήσεων στη Μόσχα. Οι επιστημονικά οργανωμένες μετεωρολογικές παρατηρήσεις στη Ρωσία ξεκίνησαν το πρώτο μισό του 18ου αιώνα. Παρουσιάστηκαν από τον Πέτρο Α΄ στις 28 Μαρτίου 1722, ο οποίος διέταξε «να έχουμε μια δίκαιη περιγραφή του ημερολογίου, του καιρού και των ανέμων». Η οργάνωση των παρατηρήσεων σε ένα ευρύτερο πρόγραμμα χρονολογείται από το 1725 - την ημερομηνία ίδρυσης της Ακαδημίας Επιστημών, στην οποία ο Πέτρος Α' πρότεινε «να πραγματοποιηθούν μετεωρολογικές παρατηρήσεις παντού και στα πιο σημαντικά μέρη να εμπιστευτεί τη συνέχισή τους σε αξιόπιστα άτομα .» Οι επιστήμονες της Ακαδημίας Επιστημών πραγματοποίησαν τακτικές παρατηρήσεις της θερμοκρασίας του αέρα από το 1726 (έχασε μέχρι το 1743), των βροχοπτώσεων από το 1741. Οι μετεωρολογικές παρατηρήσεις για το άνοιγμα και το πάγωμα του Νέβα ξεκίνησαν με εντολή του Μεγάλου Πέτρου το 1706 και συνεχίστηκαν συνεχώς για το 190 χρόνια? Αυτή είναι η μεγαλύτερη σειρά παρατηρήσεων που υπάρχει οπουδήποτε.

Η Μεγάλη Βόρεια Αποστολή (1733) δημιούργησε έναν αριθμό μετεωρολογικών σταθμών στα Ουράλια και τη Σιβηρία. Ήταν το πρώτο μετεωρολογικό δίκτυο στον κόσμο που διεξήγαγε παρατηρήσεις σύμφωνα με ένα μόνο πρόγραμμα. Το ρωσικό δίκτυο ήταν επίσης μέρος του Palatine Meteorological Association, που οργανώθηκε στο Mannheim το 1781 και διέθετε ένα εκτεταμένο δίκτυο μετεωρολογικών σταθμών. Στο έδαφος της Ρωσίας, οι σταθμοί αυτής της ένωσης βρίσκονταν στην Αγία Πετρούπολη, στη Μόσχα και στα Ουράλια - το εργοστάσιο Pishmensky. Το 1799 αυτή η κοινωνία κατέρρευσε.

Οι δραστηριότητες του M.V. Lomonosov έπαιξαν σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της μετεωρολογίας. Ο Λομονόσοφ, στις εκθέσεις του προς την Ακαδημία Επιστημών, υποστήριξε την ανάγκη να οργανωθεί ένα δίκτυο μετεωρολογικών σταθμών ενωμένοι από μια κοινή ηγεσία. Διατύπωσε επίσης τις βασικές αρχές που είναι απαραίτητες για σωστή πρόβλεψη καιρού. Ο Λομονόσοφ πίστευε ότι οι σωστές καιρικές προβλέψεις «θα πρέπει να αναμένονται από μια αληθινή θεωρία για την κίνηση των υγρών σωμάτων σε όλο τον κόσμο, δηλαδή του νερού και του αέρα». Με αυτό, φάνηκε να υποδεικνύει την πορεία ανάπτυξης της δυναμικής μετεωρολογίας, την οποία έχουν πλέον ξεκινήσει οι μετεωρολόγοι. Ο Lomonosov έδωσε επίσης ένα διάγραμμα του σχηματισμού καταιγίδων και εξήγησε την εμφάνισή τους από την ανάπτυξη κατακόρυφων ρευμάτων στην ατμόσφαιρα. Ο M.V. Lomonosov συνέβαλε επίσης πολύ στην οργανική μετεωρολογία. Εφηύρε και κατασκεύασε μια σειρά από μετεωρολογικά όργανα πρωτότυπου σχεδίου: ένα ανεμόμετρο, ένα βαρόμετρο θαλάσσιου αέρα (αναίσθητο στη θαλάσσια κίνηση), μια μηχανή "αεροδρόμιο" - ένα ελικόπτερο - για τη μελέτη των ανώτερων στρωμάτων της ατμόσφαιρας με ανύψωση μετεωρολογικών οργάνων ( ο πρώτος στον κόσμο προκάτοχος ενός μετεωρογράφου και ενός ελικοπτέρου).

Οπαδός του Lomonosov στην προώθηση και οργάνωση ενός δικτύου σταθμών και του Κεντρικού Αστεροσκοπείου ήταν ο V. N. Karazin (1810), ιδρυτής του Πανεπιστημίου Kharkov. Το 1810 ο V.N. Ο Karazin παρουσίασε στον αυτοκράτορα Αλέξανδρο Α' ένα έργο για την πλήρη οργάνωση ενός δικτύου μετεωρολογικών παρατηρήσεων, επισημαίνοντας τα οφέλη τους για την επιστήμη και την πρακτική ζωή. Υπήρχαν αρκετά άλλα σημεία όπου οι παρατηρήσεις πραγματοποιήθηκαν ικανοποιητικά: Abo, Astrakhan, Βαρσοβία, Μόσχα, Pyshminsk, Riga, Solikamsk, Okhotsk.

Στη δεκαετία του 1920, το Υπουργείο Δημόσιας Παιδείας εξέδωσε εντολή για τη διεξαγωγή μετεωρολογικών παρατηρήσεων σε όλα τα εκπαιδευτικά ιδρύματα της Ρωσίας, ακολουθώντας το παράδειγμα του Πανεπιστημίου της Βίλνα, όπου είχαν οργανωθεί παρόμοιες παρατηρήσεις νωρίτερα. Ωστόσο, η εντολή του υπουργείου έμεινε χωρίς ισχύ και μόλις το 1832, μετά την επανάληψή της, άρχισε η κατασκευή σταθμών και η παραγωγή παρατηρήσεων.

Στη δεκαετία του '30, με πρωτοβουλία του ακαδημαϊκού Kupfer, με την οικονομική βοήθεια του Τμήματος Μεταλλείων, ιδρύθηκαν μαγνητικά μετεωρολογικά παρατηρητήρια στην Αγία Πετρούπολη, στο Αικατερίνμπουργκ, στο Barnaul, στο Nerchinsk, στο Bogoslovsk, στο Zlatoust, στο Lugan. Ταυτόχρονα, παρόμοια παρατηρητήρια κατασκευάστηκαν στη Μόσχα, το Καζάν, την Τιφλίδα, το Πεκίνο και στο νησί Sitkha.

Το 1849 οργανώθηκε στην Αγία Πετρούπολη το Κύριο Φυσικό (τώρα Γεωφυσικό A.I. Voeikov) Παρατηρητήριο. Το Κύριο Φυσικό Παρατηρητήριο οργάνωσε παρατηρήσεις σε ένα δίκτυο σταθμών χρησιμοποιώντας μια ενοποιημένη μεθοδολογία. Αυτές οι παρατηρήσεις ελέγχθηκαν προσεκτικά, υποβλήθηκαν σε επεξεργασία και δημοσιεύτηκαν. Τα χρονικά του Κύριου Φυσικού Παρατηρητηρίου απέκτησαν παγκόσμια φήμη και υιοθετήθηκαν ως πρότυπο από άλλες χώρες.

Αμέσως μετά την ίδρυσή του, το Κύριο Φυσικό Παρατηρητήριο συγκέντρωσε ουσιαστικά στα χέρια του τη διαχείριση όλων των παρατηρήσεων και την επεξεργασία των υλικών που παραδίδονταν από τους σταθμούς. αλλά με τον περιορισμένο αριθμό του προσωπικού της και τα κονδύλια που διατέθηκαν για αυτήν, δεν μπόρεσε να διευρύνει σημαντικά τον αριθμό των σταθμών κατά την πρώτη περίοδο της ύπαρξής της. Το 1856, εισήχθη μια καινοτομία που επηρέασε σημαντικά την ακρίβεια και την ταχύτητα των καιρικών προβλέψεων - τα καιρικά δεδομένα από μετεωρολογικούς σταθμούς άρχισαν να αποστέλλονται με τηλέγραφο σε ένα μόνο κέντρο.

Στις 13 Ιανουαρίου (1η Ιανουαρίου, παλαιού τύπου), 1872, ξεκίνησε η τακτική δημοσίευση των καθημερινών δελτίων καιρού στο Κύριο Γεωφυσικό Παρατηρητήριο της Αγίας Πετρούπολης. Αυτή η ημέρα είναι πλέον αποδεκτή ως η επίσημη ημερομηνία για την έναρξη της μετεωρολογικής υπηρεσίας στη Ρωσία. Για το πρώτο δελτίο καιρού, που ονομάζεται «Ημερήσιο Μετεωρολογικό Δελτίο», χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα καιρού που ελήφθησαν μέσω τηλεγράφου όχι μόνο από ρωσικές περιοχές, αλλά και από δύο ξένους μετεωρολογικούς σταθμούς. Ο αριθμός των μετεωρολογικών σταθμών στη Ρωσία ήταν: το 1820-1835. Ο αριθμός των σταθμών ήταν περίπου 30. το 1870 - 47? Το 1880 - 114; το 1890 - 4 21; το 1894 - 624.

Οι περισσότεροι από τους σταθμούς του ρωσικού μετεωρολογικού δικτύου οργανώνονται και συντηρούνται με έξοδα μεμονωμένων κρατικών ή ιδιωτικών ιδρυμάτων, όπως: εκπαιδευτικά ιδρύματα, zemstvos, διοικήσεις σιδηροδρόμων και εργοστασίων κ.λπ. Μόνο ένας σχετικά μικρός αριθμός σταθμών είναι εξοπλισμένοι με όργανα που λαμβάνονται δωρεάν από το Κύριο Φυσικό Παρατηρητήριο. Η ομάδα των παρατηρητών αποτελείται από εκπαιδευτικούς εκπαιδευτικών ιδρυμάτων, κληρικούς, ανήλικους υπαλλήλους σε ιδρύματα κ.λπ., οι οποίοι δίνουν το χρόνο τους δωρεάν σε παρατηρήσεις.

Στις αρχές του 20ου αιώνα, η Ρωσία κατείχε την πρώτη θέση στον κόσμο στην ακρίβεια πρόγνωσης του καιρού, έχοντας το πιο εκτεταμένο δίκτυο μετεωρολογικών σταθμών.

Με βάση έναν μεγάλο αριθμό παρατηρήσεων που ελήφθησαν από ένα δίκτυο μετεωρολογικών σταθμών, γράφτηκαν κλασικά έργα: K. S. Veselovsky "On the Clim of Russia" (1857), G. I. Wild "Air temperature in the Russian Empire" (1881 -1882 gg.) κτλ. Στα μέσα του 19ου αιώνα δημοσιεύτηκε το έργο του M. F. Spassky «On the Climate of Moscow» (1847), που εξηγούσε τα κλιματικά χαρακτηριστικά ως αποτέλεσμα της πάλης διαφόρων μαζών αέρα και ήταν πολύ μπροστά από την μετεωρολογική επιστήμη στο εξωτερικό στο Όροι μεθόδων μελέτης. Στα τέλη του 19ου και στις αρχές του 20ου αιώνα, πραγματοποιήθηκαν οι δραστηριότητες του ιδρυτή της ρωσικής κλιματολογίας, του μεγαλύτερου μετεωρολόγου A.I. Voeikov (1842-1916). Το κλασικό έργο του A. I. Voeikov «Κλίματα της υδρογείου, ιδιαίτερα η Ρωσία» (1884) ήταν το πρώτο που παρείχε μια φυσική εξήγηση για τα κλίματα του πλανήτη. Το έργο αυτό δεν έχει χάσει τη σημασία του ακόμη και τώρα. Ο A. I. Voeikov αφιέρωσε μια σειρά από μελέτες στη γεωργική μετεωρολογία, ιδρυτής των οποίων ήταν μαζί με τον P. I. Brounov (L852-1927), καθώς και τη μικροκλιματολογία, την κλιματολογία του θερέτρου κ.λπ. Ο P. I. Brounov ήταν ο διοργανωτής ενός ειδικού δικτύου γεωργικών μετεωρολογικών σταθμών.

Το δίκτυο των εγχώριων μετεωρολογικών σταθμών αυξάνεται και αναπτύσσεται συνεχώς. Τα τοπικά δίκτυα έχουν λάβει ιδιαίτερα μεγάλη ανάπτυξη: Novorossiysk (διοργανωτής A.V. Klossovsky), Kiev-Pridneprovskaya (διοργανωτής P.I. Brounov), Kharkovskaya (διοργανωτής N.D. Pilchikov) κ.λπ. Ορισμένοι κλάδοι της μετεωρολογίας έχουν σημειώσει σοβαρή επιτυχία. Στον τομέα της αερολογίας, είναι απαραίτητο να σημειωθεί η πρώτη επιστημονική πτήση σε αερόστατο από τον Ya. D. Zakharov (1804), μαζικές μελέτες της ατμόσφαιρας χρησιμοποιώντας μπαλόνια που πραγματοποιήθηκαν από τους M. A. Rykachev και M. M. Pomortsev με τη συμμετοχή του D. I. Mendeleev.

Στο δεύτερο μισό του 19ου αιώνα, ο D.I. Mendeleev εργάστηκε πολύ στον τομέα της μετεωρολογίας. Ενδιαφερόταν ιδιαίτερα για τα ψηλά στρώματα της ατμόσφαιρας. Πίστευε ότι για να προβλέψουμε σωστά τον καιρό, είναι απολύτως απαραίτητο να μελετήσουμε τα ψηλά στρώματα της ατμόσφαιρας, όπου, κατά τη γνώμη του, «φτιάχνεται ο καιρός». Ο Mendeleev ήταν ο πρώτος που επεσήμανε τη δυνατότητα μελέτης των ανώτερων στρωμάτων της ατμόσφαιρας ανυψώνοντας όργανα σε μπαλόνια γεμάτα υδρογόνο. Είχε επίσης την ιδέα να κατασκευάσει ένα στρατοσφαιρικό μπαλόνι με μια ερμητική γόνδολα. Επιπλέον, ο Mendeleev εργάστηκε σε θέματα μεταφοράς υδρατμών, στη μελέτη της σχέσης μεταξύ όγκου αερίου και πίεσης και θερμοκρασίας, και εφηύρε ένα διαφορικό βαρόμετρο αερίου υψηλής ακρίβειας, με βάση την ιδέα της Βόρειας Θαλάσσιας Διαδρομής. Κοντά στην Αγία Πετρούπολη, ο V.V. Kuznetsov και ο S.I. Savinov οργάνωσαν την άνοδο των μετεωρογράφων για χαρταετούς στο τέλος του 19ου αιώνα. Έχει γίνει πολλή δουλειά στον τομέα της ακτινομετρίας. Νέα ακτινομετρικά όργανα δημιουργήθηκαν από τους O. D. Khvolson (1889) και V. A. Mikhelson (1905). Ο S. I. Savinov και ο N. N. Kalitin εργάστηκαν με επιτυχία στον τομέα της θεωρητικής και πρακτικής ακτινομετρίας. Σημαντική θεωρητική εργασία στον τομέα της πρόγνωσης καιρού διεξήχθη στις αρχές του 20ου αιώνα από τους M. A. Rykachev, B. I. Sreznevsky και P. I. Brounov, για παράδειγμα, σχετικά με τη σύνδεση μεταξύ του πεδίου πίεσης και της ταχύτητας του ανέμου και στους τύπους των μονοπατιών των κυκλώνων. , στα φυσικά θεμέλια η ανάπτυξη και κίνηση των κυκλώνων, η ισοβαρική μέθοδος πρόγνωσης καιρού κ.λπ. Στις αρχές του 20ου αιώνα, τα έργα του B.P.Multanovsky έθεσαν τα θεμέλια για την ενεργή ανάπτυξη θεμάτων μακροπρόθεσμων καιρικών προγνώσεων. Ο V. N. Obolensky σημείωσε σημαντική επιτυχία στον τομέα της μελέτης του ατμοσφαιρικού ηλεκτρισμού. Τα έργα των A. I. Voeikov, G. N. Vysotsky, A. P. Tolsky συνέβαλαν στην ανάπτυξη της δασικής μετεωρολογίας. Το 1929, δημιουργήθηκε η Υδρομετεωρολογική Επιτροπή υπό το Συμβούλιο των Λαϊκών Επιτρόπων της ΕΣΣΔ, η οποία συνένωσε τη μελέτη της ατμόσφαιρας και των υδάτων ολόκληρης της επικράτειας της ΕΣΣΔ· αργότερα μετατράπηκε σε Κύρια Διεύθυνση της Υδρομετεωρολογικής Υπηρεσίας υπό το Συμβούλιο των Υπουργών της ΕΣΣΔ. Στο Λένινγκραντ, στο Κύριο Γεωφυσικό Παρατηρητήριο (GGO), δημιουργήθηκε ένα κέντρο οικιακής κλιματολογίας, ακολουθώντας τις παραδόσεις του A.I. Voeikov. Το Κύριο Γεωφυσικό Παρατηρητήριο παρείχε στην εθνική οικονομία ομοιογενή δεδομένα για μεγάλο χρονικό διάστημα για μεμονωμένα μετεωρολογικά στοιχεία, έναν άτλαντα του κλίματος και βιβλία αναφοράς. Ένα ανώτερο σχολείο για τη μελέτη:

Δυναμική μετεωρολογία.

θεωρίες κυκλογένεσης,

προυπολογισμός των πεδίων πίεσης και θερμοκρασίας αέρα.

μελέτη του μικροκλίματος των προστατευτικών ζωνών, των αρδευόμενων εκτάσεων, της μελέτης των παγετώνων κ.λπ.

Η κυκλοφορία του πρώτου radiosonde στις 30 Ιανουαρίου 1930 ήταν μια πραγματική επανάσταση στην αερολογία. Αυτές οι μελέτες συνεχίζονται στην εποχή μας στο Κεντρικό Αερολογικό Παρατηρητήριο στο Dolgoprudny, κοντά στη Μόσχα. Εδώ δημιουργήθηκαν μια σειρά από νέα όργανα (radiosonde A-22), μια νέα μεθοδολογία μελέτης της ατμόσφαιρας, μελέτης αναταράξεων κ.λπ. Από εδώ έγιναν πτήσεις ρεκόρ σοβιετικών μπαλονιών, μελετώντας την κατανομή των μετεωρολογικών στοιχείων σε υψηλά στρώματα της ατμόσφαιρας, ο μετασχηματισμός των αέριων μαζών κ.λπ.

Στη σοβιετική εποχή, δημιουργήθηκε το δόγμα των αέριων μαζών και μετώπων, δημιουργήθηκε μια μεθοδολογία πρόγνωσης καιρού και επιλύθηκαν άλλα ζητήματα που αντιμετωπίζει η συνοπτική μετεωρολογία.

Οι δραστηριότητες του Κεντρικού Ινστιτούτου Προγνώσεων (CIP) είναι αφιερωμένες στην περαιτέρω βελτίωση των καιρικών προγνώσεων (τόσο βραχυπρόθεσμες όσο και μακροπρόθεσμες). Η ταξινόμηση των τοπίων των κλίματων που δημιούργησε ο L. S. Berg, η δυναμική κλιματολογία του B. P. Alisov και η σύνθετη μέθοδος χαρακτηρισμού του κλίματος σύμφωνα με τον E. E. Fedorov έχουν παγκόσμια σημασία.

Το 1930 δημιουργήθηκε ένα δίκτυο αεροσταθμών και ξεκίνησε η σύνταξη των πρώτων υψομετρικών χαρτών. Από το 1960, οι μετεωρολογικές προβλέψεις άρχισαν να χρησιμοποιούν πληροφορίες που λαμβάνονται από δορυφόρους. Σύντομα, οι μετεωρολόγοι άρχισαν να χρησιμοποιούν εντοπιστές καιρού και να επεξεργάζονται δεδομένα χρησιμοποιώντας υπολογιστές, γεγονός που μείωσε σημαντικά τον χρόνο και βελτίωσε την πιθανότητα των μετεωρολογικών προγνώσεων.

Στον σύγχρονο κόσμο, υπάρχει ένα παγκόσμιο σύστημα παρακολούθησης που διαχειρίζεται ο Παγκόσμιος Μετεωρολογικός Οργανισμός (WMO), ο οποίος είναι ένας διακυβερνητικός οργανισμός των Ηνωμένων Εθνών. Αυτό το σύστημα περιλαμβάνει περίπου 10.000 επίγειους σταθμούς, 1.000 σταθμούς μέτρησης ανώτερου αέρα στην ξηρά και στα πλοία, 100 σταθμούς παρασυρόμενης και 600 σημαδούρες, 10 μετεωρολογικούς δορυφόρους που βρίσκονται σε πολικές και γεωστατικές τροχιές. Το παγκόσμιο σύστημα συλλέγει δεδομένα σε εθελοντική βάση από περισσότερα από 7.300 πλοία, καθώς και περίπου 3.000 εμπορικά αεροσκάφη, πραγματοποιώντας περισσότερες από 70.000 καθημερινές παρατηρήσεις. Χρησιμοποιούνται δεδομένα που λαμβάνονται από εκατοντάδες μετεωρολογικά ραντάρ εθνικών μετεωρολογικών υπηρεσιών, ενωμένα από ένα περιφερειακό δίκτυο ραντάρ (για παράδειγμα, σε χώρες της Δυτικής Ευρώπης).

Μέχρι το τέλος του εικοστού αιώνα, η παγκόσμια μετεωρολογική κοινότητα είχε σημειώσει εξαιρετική επιτυχία. Τέτοιες επιτυχίες περιλαμβάνουν:

· επιστημονικά επιτεύγματα στην κατανόηση των παγκόσμιων ατμοσφαιρικών διεργασιών και της ατμοσφαιρικής δυναμικής, στη μαθηματική περιγραφή της ακτινοβολίας που προέρχεται από τον Ήλιο, μεταφορά, ανάκλαση, απορρόφηση ακτινοβολίας βραχέων και μακρών κυμάτων, διαδικασίες συμπύκνωσης και εξάτμισης, τήξη/πάγωμα της βροχόπτωσης, μηχανισμοί ανάμειξης μαζών αέρα, συμπεριλαμβανομένης της μεταφοράς και των αναταράξεων, των διαδικασιών αλληλεπίδρασης με τη γη και τον ωκεανό·

· ανάπτυξη σε πολλές χώρες παγκόσμιων, περιφερειακών και μεσοκλίμακας υδροδυναμικών αριθμητικών μοντέλων γενικής ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας, που καθιστούν δυνατή την πρόβλεψη πεδίων μετεωρολογικών στοιχείων για 5-7 ημέρες με ακρίβεια αποδεκτή για πολλούς καταναλωτές.

· δημιουργία σε μεγάλα μετεωρολογικά κέντρα εξοπλισμένα με ισχυρούς υπολογιστές μοναδικών τεχνολογιών που καθιστούν δυνατή την εισαγωγή αυτών των μοντέλων στην επιχειρησιακή πρακτική.

· δημιουργία και οργάνωση συνεχούς λειτουργίας παγκόσμιων διεθνών συστημάτων παρατήρησης, τηλεπικοινωνιών και επεξεργασίας δεδομένων, που επιτρέπουν την παρατήρηση καιρού, τη μετάδοση δεδομένων παρατήρησης σε μετεωρολογικά κέντρα και τη διανομή προϊόντων στα προγνωστικά κέντρα των Εθνικών Μετεωρολογικών Υπηρεσιών.

Οι ατμοσφαιρικές διεργασίες δεν έχουν εθνικά σύνορα, επομένως η μελέτη τους απαιτεί στενή συνεργασία μεταξύ επιστημόνων από όλες τις χώρες. Η διεθνής συνεργασία στον τομέα της μετεωρολογίας ξεκίνησε το δεύτερο μισό του 19ου αιώνα. Το 1873 πραγματοποιήθηκε στη Βιέννη το Πρώτο Διεθνές Μετεωρολογικό Συνέδριο, το οποίο αποφάσισε την ενοποίηση των μετεωρολογικών οργάνων και παρατηρήσεων και την ανταλλαγή πληροφοριών. Αυτό το συνέδριο έθεσε τα θεμέλια για τον μελλοντικό Παγκόσμιο Μετεωρολογικό Οργανισμό (WMO). Το Δεύτερο Διεθνές Μετεωρολογικό Συνέδριο ενέκρινε την απόφαση για τη διεξαγωγή του Διεθνούς Πολικού Έτους (1882-1883), της πρώτης ολοκληρωμένης μελέτης των πολικών εδαφών. Το 1932-33 οι εργασίες αυτές συνεχίστηκαν (Δεύτερο Διεθνές Πολικό Έτος). Φέτος, δόθηκε ιδιαίτερη προσοχή στη μελέτη της Αρκτικής, η οποία εκείνη την εποχή θεωρούνταν «κουζίνα του καιρού». Για πρώτη φορά, η εφεύρεση του P.A. χρησιμοποιήθηκε για τη μελέτη των ανώτερων στρωμάτων της ατμόσφαιρας. Μολτσάνοφ radiosonde.

Η ανάγκη για τυποποίηση των παρατηρήσεων, ανταλλαγή μετεωρολογικών πληροφοριών, ενοποίηση μορφών επιχειρησιακών υπηρεσιών με μετεωρολογικές πληροφορίες και προβλέψεις οδήγησε μετά τον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο στην επίσημη δημιουργία του Παγκόσμιου Μετεωρολογικού Οργανισμού (WMO) - μιας εξειδικευμένης διακυβερνητικής υπηρεσίας των Ηνωμένων Εθνών. Το ανώτατο όργανο αυτού του οργανισμού είναι το Κογκρέσο, το οποίο συνεδριάζει κάθε τέσσερα χρόνια, και το Εκτελεστικό Συμβούλιο, που αποτελείται από 26 διευθυντές εθνικών μετεωρολογικών ή υδρομετεωρολογικών υπηρεσιών. Το WMO είναι ένα ολοκληρωμένο σύστημα που αποτελείται από εθνικές εγκαταστάσεις και υπηρεσίες που ανήκουν σε μεμονωμένες χώρες που είναι μέλη του WMO. Τα μέλη του WMO θα δεσμευτούν, σύμφωνα με τις δυνατότητές τους, σε ένα συμφωνημένο πλαίσιο ώστε όλες οι χώρες να μπορούν να επωφεληθούν από τις συνδυασμένες προσπάθειες. Στο πλαίσιο του WMO, έχει δημιουργηθεί ένας διεθνής κλάδος προβλέψεων, αποτελούμενος από παγκόσμια (WMC) και περιφερειακά (RMC) μετεωρολογικά κέντρα εξοπλισμένα με σύγχρονα μέσα και τεχνολογίες σε βάρος χωρών που έχουν αναλάβει εθελοντικά τις υποχρεώσεις λειτουργίας τέτοιων κέντρων. Τα προϊόντα παγκόσμιων και περιφερειακών μετεωρολογικών κέντρων με τη μορφή αριθμητικών αναλύσεων και προβλέψεων μετεωρολογικών πεδίων διατίθενται για χρήση από όλα τα μέλη του WMO μέσω των Εθνικών Μετεωρολογικών Κέντρων τους (NMCs).

Τα πιο σημαντικά καθήκοντα του WMO είναι να διατηρήσουν το σωστό επίπεδο λειτουργίας του World Weather Watch (www), το οποίο ιδρύθηκε από δύο διάσημους μετεωρολόγους - V.A. Bugaev (ΕΣΣΔ) και G. Wexler (ΗΠΑ), καθώς και το Παγκόσμιο κλίμα Το πρόγραμμα, το οποίο μελετά μεταβάλλει το κλίμα υπό την επίδραση φυσικών και ανθρωπογενών παραγόντων και τις πιθανές συνέπειες αυτών των αλλαγών για τη ζωή στη Γη. Κάτω από την αιγίδα του WMO και με βάση τη διεθνή συνεργασία, υλοποιούνται μεγάλα διεθνή προγράμματα που αποσκοπούν στη μελέτη των ιδιαιτεροτήτων του σχηματισμού καιρικών συνθηκών σε διάφορες περιοχές του πλανήτη. Έτσι το 1957-58 τέθηκε σε εφαρμογή το πρόγραμμα Διεθνούς Γεωφυσικού Έτους. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, πολύπλοκη έρευνα κάλυψε ολόκληρο τον πλανήτη και πολλές από τις μελέτες που ξεκίνησαν στη συνέχεια συνεχίστηκαν στις επόμενες δεκαετίες. Η εφαρμογή αυτού του προγράμματος δημιούργησε ορισμένα προβλήματα που συντέθηκαν στο μεγαλύτερο διεθνές έργο - το ερευνητικό πρόγραμμα παγκόσμιων ατμοσφαιρικών διεργασιών (Pigap, 1978-1979). Αυτό το πρόγραμμα περιλάμβανε τα μεγαλύτερα υποπρογράμματα - πειράματα Tropical, Polar, Integrated Energy, Monsoon. Η εφαρμογή αυτού του προγράμματος περιελάμβανε τη χρήση των τελευταίων συστημάτων συλλογής και επεξεργασίας πληροφοριών, δορυφόρων πολικών τροχών και γεωστατικών, εργαστηριακών αεροσκαφών, μπαλόνια, παρασυρόμενων και σταθερών σημαντήρων και περισσότερων από 30 ερευνητικών σκάφους

Κατά το δεύτερο μισό του 20ού αιώνα, τα προβλήματα της ατμοσφαιρικής ρύπανσης και η εξάπλωση των ακαθαρσιών τόσο της φυσικής όσο και της ανθρωπογενούς προέλευσης έγιναν σημαντικές. Σε πολλές χώρες δημιουργήθηκαν ειδικές υπηρεσίες για την παρακολούθηση της κατάστασης του ατμοσφαιρικού αέρα. Στη Ρωσία δημιουργήθηκε υπό την ηγεσία του E.K. Fedorov και Yu.A. Ισραήλ (Roshydromet).

Το σύνολο των δραστηριοτήτων των μετεωρολογικών υπηρεσιών των χωρών του κόσμου, οι οποίες περιλαμβάνουν επί του παρόντος σημαντικά ποσά πληροφοριών που προέρχονται από το διάστημα και από εξειδικευμένους δορυφόρους, μπορούν να θεωρηθούν ως παγκόσμια παρακολούθηση του καιρού και της γενικής κατάστασης της ατμόσφαιρας. Τα δεδομένα αυτής της παρακολούθησης είναι ανεκτίμητες πληροφορίες για την οικολογία και το ίδιο το σύστημα παρακολούθησης είναι ένα πρωτότυπο των παγκόσμιων συστημάτων παρακολούθησης για την κατάσταση των μεμονωμένων σφαιρών της γης - της υδροσφαίρας, της βιόσφαιρας κλπ.

Μετεωρολογικές ποσότητες

Οι μετεωρολογικές ποσότητες είναι:
θερμοκρασία, πίεση, υγρασία, ταχύτητα ανέμου και κατεύθυνση, βροχόπτωση, ύψος της βάσης σύννεφων, πάχος (πάχος) του στρώματος σύννεφων κ.λπ.

Ας εξετάσουμε τις βασικές μετεωρολογικές ποσότητες που χαρακτηρίζουν την κατάσταση αέρα, τις ατμοσφαιρικές διεργασίες και το καθεστώς ακτινοβολίας, δίνοντας ιδιαίτερη προσοχή στις μονάδες, τη μέτρηση και την ακρίβεια επεξεργασίας.
Χρησιμοποιώντας την έννοια της ακρίβειας μέτρησης ως τη μικρότερη τιμή που μπορεί να προσδιοριστεί με εμπιστοσύνη στην ορθότητα των αποκτώμενων αποτελεσμάτων. Η βάση για μια τέτοια εμπιστοσύνη είναι η αξιολόγηση των σφαλμάτων.
Θερμοκρασία(t,T)είναι χαρακτηριστικό της θερμικής κατάστασης των σωμάτων. Στις μετεωρολογικές παρατηρήσεις εκφράζεται σε βαθμούς Κελσίου (t°C). Για την αξιολόγηση της θερμοδυναμικής κατάστασης του συστήματος, χρησιμοποιείται η θερμοδυναμική κλίμακα θερμοκρασίας Kelvin (T, K). Και οι δύο κλίμακες χαρακτηρίζουν μια ισοδύναμη μεταβολή της θερμικής κατάστασης των σωμάτων όταν η θερμοκρασία αλλάζει με ίσο αριθμό βαθμών, αλλά έχει διαφορετικές τιμές αναφοράς που αντιστοιχούν στο μηδέν της κλίμακας. Η μετάβαση από την κλίμακα Κελσίου στην κλίμακα Κέλβιν είναι απλή: T K=273,15+t°C. Είναι απαραίτητο να γίνει διάκριση μεταξύ των τιμών θερμοκρασίας που χρησιμοποιούνται στη μετεωρολογία, οι οποίες χαρακτηρίζουν τη θερμική κατάσταση του περιβάλλοντος (αέρα, εδάφη, θερμοκρασία νερού) και η θερμοκρασία που εξαρτάται από τις πρόσθετες συνθήκες για τον σχηματισμό της θερμικής ισορροπίας του η δεξαμενή του θερμομέτρου, για παράδειγμα, εμποτισμένη σε ένα ψυχόμετρο, αποτελεσματικό στην ακτινοβολία. ή θερμοκρασία που είναι πλασματική και δεν μετριέται (εικονική, δυναμική κ.λπ.).
Επί του παρόντος, στην πρακτική μετεωρολογία με τυπικές μετρήσεις δικτύου η θερμοκρασία προσδιορίζεται με ακρίβεια 0,1°C. Εξαίρεση αποτελούν οι μετρήσεις θερμοκρασίας με χρήση απομακρυσμένου μετεωρολογικού σταθμού (RMS) και η καταγραφή με θερμογράφο, όπου η ακρίβεια είναι 1°C.
Ατμοσφαιρική πίεση(R).Μια μονάδα ατμοσφαιρικής πίεσης θεωρείται ότι είναι μια τέτοια ομοιόμορφα κατανεμημένη πίεση στην οποία υπάρχει μια μονάδα δύναμης ανά μονάδα επιφάνειας. Η μονάδα πίεσης είναι το pascal (Pa). 1Pa=1N/m2.
Είναι πιο βολικό να εκφράζεται η ατμοσφαιρική πίεση σε εκτοπασκάλ (hPa). Το hectopascal ισοδυναμεί με millibar, Ωστόσο, το τελευταίο (όπως το χιλιοστό του υδραργύρου) είναι μια μη συστημική μονάδα και δεν χρησιμοποιείται στη σύγχρονη βιβλιογραφία. Η ατμοσφαιρική πίεση προσδιορίζεται με ακρίβεια 0,1 hPa.
Υγρασία αέρα, χαρακτηρίζεται από τη μερική πίεση των υδρατμών (e), εκφρασμένη στις ίδιες μονάδες με την ατμοσφαιρική πίεση με ακρίβεια 0,1 hPa. Το έλλειμμα υγρασίας εκφράζεται σε αυτές τις ίδιες μονάδες.
Σχετική υγρασία(φά)- η αναλογία της πραγματικής υγρασίας κορεσμού στην ίδια θερμοκρασία. Υπολογισμένο σε ολόκληρο το ποσοστό. Οι άμεσες μετρήσεις που χρησιμοποιούν υγρόμετρα δεν μπορούν να παρέχουν μεγαλύτερη ακρίβεια στον προσδιορισμό της σχετικής υγρασίας.
Απόλυτη υγρασία αέρα(α), πυκνότητα υδρατμών,εκφράζεται με ακρίβεια 0,1 g/m3.
Ειδική υγρασία(ιζ)- κλάσμα μάζας υδρατμών - ο λόγος της πυκνότητας των υδρατμών p προς την πυκνότητα του υγρού αέρα r στον ίδιο όγκο. Αναλογία ανάμειξης (m)- η αναλογία της μάζας των υδρατμών προς τη μάζα του ξηρού αέρα στον ίδιο όγκο. Η ειδική υγρασία και η αναλογία μείγματος προσδιορίζονται με ακρίβεια 0,0001.
ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΑΝΕΜΟΥ(u)μετράται με χρήση ανεμόμετρου με ακρίβεια 1 m/s και έως 0,1 m/s με χρήση ανεμόμετρων χειρός.
Η κατεύθυνση του ανέμου χρησιμοποιώντας το ανεμορόμετρο προσδιορίζεται στις γεωδαιτικές γωνίες αζιμουθίου με ακρίβεια 5°. Η κατεύθυνση του ανέμου κατά μήκος του ανεμοδείκτη προσδιορίζεται με ακρίβεια στο σημείο αναφοράς.
Κατακρήμνιση μετρημένο σε απόσταση 0,1 mm από το στρώμα νερού.
Αριθμός σύννεφων - καθορίζεται σε σημεία με ακρίβεια 1 σημείου και σε κλάσματα ενός - 0,1.
Το εύρος της μετεωρολογικής ορατότητας υπολογίζεται σε σημεία ή σε χιλιόμετρα έως (0,1 km).
Διάρκεια ηλιοφάνειας χρησιμοποιώντας ηλιογράφο ή άλλους καταγραφείς, προσδιορίζεται με ακρίβεια έως 5 λεπτά.
Ο χρόνος έναρξης και λήξης των ατμοσφαιρικών φαινομένων καταγράφεται από τον παρατηρητή με ακρίβεια ολόκληρων λεπτών.
Η μονάδα μέτρησης για στιγμιαίες τιμές ροών ακτινοβολίας, δηλ. την επιφανειακή τους πυκνότητα, είναι watt ανά τετραγωνικό μέτρο (W/m2). Στις ακτινομετρικές μετρήσεις, οι ροές ακτινοβολίας προσδιορίζονται με ακρίβεια 10 W/m2). Ωριαία και ημερήσια ποσότητα ροές ακτινοβολίαςεκφράζεται σε megajoule ανά τετραγωνικό μέτρο (MJ/m2). Οι τυποποιημένες ακτινομετρικές μετρήσεις παρέχουν τον προσδιορισμό των ωριαίων και καθημερινών ροών με ακρίβεια μέχρι το σύνολο και ετήσιες ροές - μέχρι δεκάδες MJ/m 2.
Να υπολογίσετε το ύψος του Ήλιου πάνω από τον ορίζοντα η ή απόσταση ζενίθ Ζ καταγράφεται ο χρόνος παρατήρησης με ακρίβεια 1 λεπτό.Το υψόμετρο, η απόσταση ζενίθ και η ωριαία γωνία του Ήλιου υπολογίζονται ή μετρώνται ακρίβεια 0,1°. Είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι το αζιμούθιο του φωτισμού στην ακτινομετρία, όπως στην αστρονομία, μετράται από το μέγιστο σημείο του φωτιστικού, δηλαδή στο βόρειο ημισφαίριο που διαφέρει από το γεωδαιτικό κατά 180 °, καθώς μετράει επίσης ρολογό , αλλά από την κατεύθυνση του νότου. Οπτικά χαρακτηριστικά της ατμόσφαιρας- συντελεστής διαφάνειας, συντελεστής θολότητας, οπτικό πάχος και οπτική πυκνότηταυπολογίζονται με ακρίβεια 0,01.

Βασισμένο στο σχολικό βιβλίο "Φυσική Μετεωρολογία"
B.A. Σέμενιτσενκο