Материал: kursovaya_Sokolov_GM-B20_1_GMI
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Российский государственный гидрометеорологический университет» (РГГМУ)
Кафедра метеорологии, климатологии и охраны атмосферы
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Гидрометеорологические измерения»»
на тему:
«Сеть метеорологических постов и станций»
Студент: Соколов Данила Александрович
Преподаватель: Симакина Татьяна Евгеньевна
Дата сдачи: _______________
Дата защиты: _____________
Оценка: __________________
Санкт-Петербург 2022
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Метеорологическая станция – это специальное учреждение, обладающее метеоплощадкой, удовлетворяющей определённым требованиям, на которой установлены стандартные приборы для непрерывных метеорологических измерений (наблюдений за погодой и климатом) в установленные сроки по единой методике в определённой последовательности, и передаче собранных данных в Гидрометцентр или иным потребителям.
В настоящий момент все измерительные процессы осуществляются посредством высокоточного электронного оборудования. Поэтому современные метеостанции — предельное компактная система датчиков и измерительных приборов. С их помощью можно получить подробное представление о текущих погодных явления, а также сделать достоверные прогнозы.
В стране существует сеть гидрометеорологических станций и постов, которые распределены по всей территории и подчинены Российскому комитету по гидрометеорологии и контролю природной среды. Кроме станций и постов метеорологические наблюдения проводят также и обсерватории, которые ведут наблюдения по самой обширной программе.
На метеорологических станциях проводятся визуальные и инструментальные наблюдения как за свойствами погоды (температурой и влажностью воздуха, атмосферным давлением, ветром, облачностью, осадками), так и над явлениями погоды (грозой, туманами, росой, инеем, снегопадом, радугой, штилем).
Сведения о погоде в тех местах, где нет метеостанций, помогают собирать самолёты и корабли. В труднодоступных районах, где невозможно постоянно держать наблюдателей за погодой, размещаются автоматические метеостанции.
Наблюдения за атмосферой на больших высотах (до 40 км) носят название аэрологических и проводятся с помощью радиозондов, передающих информацию о температуре атмосферного воздуха, давлении и влажности.
Практические задачи, которые решает Метеорологическая станция:
Все замеры делаются ежедневно и при этом используются метеорологические измерительные инструменты и приборы. Но без помощи человека эти замеры невозможно, поэтому каждое из современных государств создаёт у себя подчинённые метеорологические службы, которые включают в свой состав метеорологические учреждения и сеть специально созданных станций.
К их задаче относится:
Проведение научных исследований, происходящих в атмосфере явлений для их практического использования в народном хозяйстве;
Получение данных, касающихся климатических условий
Информация о погоде и её прогнозы.
Запись всех поступающих от метеорологических приборов данных происходит в постоянном режиме и снимается через каждые 180 минут.
Таким же образом информация собирается во всем мире. После этого она отправляется в основной центр. На территории РФ информация стекается в Метеобюро Москвы и Московского региона. После этого все данные обрабатываются и заносятся в компьютер. На последнем этапе создаются суточные прогностические метеокарты. Для вычисления происходящих атмосферных фронтов используются приземные и высотные данные. Полученные в результате данные со всех регионах уходят в Гидрометцентр РФ, где происходит их обработка. При помощи спутниковых данных информация передается во Всемирную метеоорганизацию, в которую входит 185 стран.
Приборы, используемые на метеорологических станциях:
Некоторые измерения необходимо проводить непрерывно. Для этого используют показания приборов. Все они фиксируются и заносятся в специальные журналы, после чего сведения предаются в Росгидромет.
На метеостанции устанавливаются следующие приборы и датчики:
– термометры для измерения температуры воздуха, почвы на поверхности и на разных глубинах, воды в море, прудах, озерах, ручьях или реках на поверхности и на разных глубинах.
Термометр – прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и пр. веществ и материалов. Термометры бывают жидкостные, ртутные, механические, электронные, оптические, газовые, инфракрасные;
– барометр для измерения атмосферного давления.
Барометр – прибор для измерения атмосферного давления. Барометры бывают жидкостные, ртутные и механические;
– гигрометр для измерения влажности воздуха.
Гигрометр – измерительный прибор, предназначенный для определения влажности воздуха и других газов. Различаются весовые, волосные, кондуктометрические, конденсационные и другие виды барометров, основанных на различных принципах работы;
– анеморумбометр (или флюгер) для измерения скорости и направления ветра. Анеморумбометр – измерительный прибор, предназначенный для оценки направления и скорости ветра исходя из величины давления воздушного потока на его подвижную часть – анемометрический флюгер, который вместе с воздушным винтом является основным элементом измерительной схемы.
Флюгер – изделие, метеорологический прибор для измерения направления (иногда и скорости) ветра или декоративный аксессуар, ранее флажок на копье (пике).
– осадкомер для измерения осадков.
Осадкомер (или дождемер) – прибор для измерения атмосферных жидких и твёрдых осадков;
– плювиограф для непрерывной регистрации жидких осадков в тёплый период года,
Плювиограф – прибор, предназначенный для непрерывной регистрации количества и интенсивности выпадающих жидких осадков с привязкой ко времени (начало осадков, окончание и т.д.);
– термограф для непрерывной регистрации температуры воздуха и воды.
Термограф – прибор для непрерывной регистрации температуры воздуха, воды и др.;
– гигрограф для непрерывной регистрации влажности воздуха.
Гигрограф – прибор для непрерывной регистрации относительной влажности воздуха.
– психрометр для измерения температуры и влажности воздуха.
Психрометр – тоже, то и гигрометр психрометрический – содержащее сухой и смоченный термометры устройство для косвенного измерения влажности газов, прежде всего воздуха, по понижению температуры смоченного твёрдого тела – датчика температуры. При этом влажность газа вычисляют посредством психрометрической формулы по разности температур сухого и смоченного термометров. Психрометры подразделяются на три категории: станционные, аспирационные и дистанционные;
– гололедный станок для измерения гололедно-изморосевых отложений;
– ледоскоп для определения измороси и инея;
– барограф для определения барометрической тенденции.
Барограф или барометрограф – самопишущий прибор для непрерывной записи значений атмосферного давления. В зависимости от принципа действия приёмной части барографы разделяют на анероидные барографы и ртутные – весовые и поплавковые;
– рейка для измерения высоты снежного покрова;
– дисдрометр для измерения распределения капель по размерам.
Дисдрометр – прибор для анализа объёмного распределения микрочастиц в контролируемой среде. Он используется для определения размеров, скорости и количества дождевых капель. Некоторые дисдрометры могут отличать дождевые капли, снежную крупу и град;
– трансмиссометр для измерения метеорологической оптической дальности,
Трансмиссометр — прибор для измерения метеорологической оптической дальности, определяемой как длина пути в атмосфере, необходимая для ослабления светового потока коллимированного пучка света до значения 0,05 первоначальной величины;
– облачный прожектор и облакомер для измерения нижней границы облаков.
Облакомер — метеорологический прибор для определения высоты нижней и верхней границ облаков. Для работы использует либо лазер, либо другой источник когерентного света.
Облачный прожектор (светолокатор) – метеорологический прибор для измерения высоты облаков ночью. Служит для измерения высоты нижней границы облаков;
– испаромер для измерения величины испарения с земной поверхности;
– гелиограф для непрерывной регистрации солнечного сияния.
Гелиограф – прибор для автоматической регистрации продолжительности солнечного сияния в течение дня, то есть когда Солнце не закрыто облаками;
– волномер-перспектрометр для измерения элементов морских и океанических волн.
Волномер-перспектрометр – прибор для измерения элементов волн: высоты, длины, периода, скорости, направления распространения и крутизны волны, типа, формы и степени волнения, состояния поверхности моря.
– пиранометр для измерения солнечной радиации.
Пиранометр – тип актинометра, используемый для измерения солнечной радиации, попадающей на поверхность. Прибор специально разработан, чтобы измерять плотность потока солнечного излучения (то есть в ваттах на квадратный метр), исходящего со всей верхней полусферы;
– и иные приборы.
Виды метеорологических станций:
Существует три разряда метеорологических станций.
Разряд 1
Станции для проведения наблюдения, обработки полученных данных и управления работой.
Разряд 2
Станция, при помощи которой организации и предприятия получают нужные данные о метеоусловиях условиях и климату. Она способна проводить наблюдения, обработку и передачу данных.
Разряд 3
Предназначена для проведения наблюдения по сокращенной программе.
В зависимости от характера проводимых работ используются следующие виды станций:
метеорологические;
бытовые;
гидрологические;
агрометеорологические;
лесные;
болотные;
авиаметеорологические;
озёрные.
Лесные:
Лесные метеостанции служат для предупреждения возможности лесных пожаров. Чаще всего такие метеостанции работают от аккумуляторов. Станции собирают климатические данные, такие как влажность дерева, почвы и температура на различных уровнях высотности лесов. Данные обрабатываются и моделируется карта пожарной активности, что помогает легче справится пожарным с возможным воспламенением, либо предотвратить распространение пожара.
Гидрологические:
Гидрологические метеостанции ведут метеорологические и гидрологические наблюдения над состоянием погоды океанов, морей, рек, озёр и болот. Такие метеостанции располагаются на материках, на морских плавающих станциях, а также существуют речные, озёрные и болотные станции наблюдения.
Бытовые: Родоначальниками бытовых метеостанций являются обыкновенные барометры. Функциональность домашней метеостанции схожа с метеорологической станцией, только обрабатывается гораздо меньше данных, которые поступают с одного или нескольких датчиков, устанавливаемых за окном и в других помещениях. Домашние метеостанции показывают температуру в помещении, температуру вне помещения, измеряют влажность, атмосферное давление и исходя из обработки процессором полученных данных формируют прогноз погоды на сутки. Работают, как от электрической сети, так и от сменных элементов питания.
Устройство метеорологической станции:
Метеорологические станции имеют:
– метеорологическую площадку для размещения измерительных приборов и датчиков на открытом воздухе;
– служебное помещение вблизи площадки (не далее 300 м).
Наблюдения над метеорологическими элементами проводятся в специально оборудованном месте, называемом метеорологической площадкой (рис. 1).
Рисунок 1 - Схематический план метеорологической площадки
1– флюгер с лёгкой доской; 2– флюгер с тяжёлой доской или анеморумбометр; 3– гололёдный станок; 4– будка для самописцев; 5– будка психрометрическая; 6 – будка запасная; 7– плювиограф; 8 – осадкомер; 9 – столб для теодолита; 10 – гелиограф; 11 – 14 – столбы для установки актинометрических приборов; 15− оголённый участок для установки напочвенных и коленчатых термометров; 16 – участок с естественным покровом для установки вытяжных термометров; 17– снегомерная рейка;18– мерзлотомер
Место для площадки должно быть типичным, для того, чтобы результаты измерений на площадке были характерными для района в радиусе 20 − 30 км.
Метеоплощадка делается прямоугольной с минимальными размерами 16 – 20 м и максимальными 26 – 36 м. Длинная сторона ориентирована в направлении север – юг. Независимо от характера окружающей местности сама площадка должна быть по возможности ровной, находиться на открытом месте, на расстоянии не менее десятикратной высоты от ближайшего строения или деревьев и не ближе 100 м от большого водоёма. Покров метеоплощадки должен поддерживаться в естественном состоянии. Для обеспечения единства измерений приборы на площадке устанавливаются строго по схеме, в определённом порядке с ориентацией относительно сторон света и на определённой высоте.