Сайт кафедри  географії ДНУ
Кафедра географії історичного факультету Дніпровського національного університету імені Олеся Гонара     
.
Навігація


Форма входу
    Вітаємо на нашому сайті!

Путилина Т.Ю.*, Козина О.В.**

Волгоградский госуд. педагогич. ун-т, естественно-географический фак-т,

* студ. I курса; ** к.геогр.н., доц. каф. физической географии и геоэкологии

Обработка и анализ метеорологических данных: историография вопроса

 

Ещё на заре своего существования человек пытался разобраться в окружающей его природе, в том числе и в явлениях погоды. Обычно столь «выгодным» делом занимались колдуны, шаманы, знахари, жрецы, то есть люди, в своем окружении талантливые и наблюдательные. Передавая знания и опыт своим последователям, они подмечали, какие местные признаки (ветер со стороны, на которой мох у деревьев – к похолоданию, иногда не выпавшая утром роса на траве – к образованию тумана, перемена ветра перед сильным дождем и т.д.), означают то или иное состояние погоды. Были в их предсказаниях ошибки, но их списывали на волю богов, которым поклонялся данный народ.

Огромную роль в создании простейших метеорологических приборов сыграл научно-технический прогресс. Появились первые приборы, которые выдавали точные физические параметры. Это термометр Реамюра и Цельсия, барометры Торричелли и Бойля, гигрометр Делюка, флюгер Лейтмана. Принцип измерений параметров атмосферы этих приборов и до сегодняшнего дня является основой для современных технологий.

Предвидеть будущую погоду можно, если постоянно следить за всеми изменениями температуры воздуха, влажности, характера облачности, направления и скорости ветра. Этим занимаются метеорологи на метеорологических станциях, оборудованных специальными приборами.

Современный прогноз погоды складывается из 3 неразрывно связанных между собой этапов.

Первый – сбор данных наблюдений за погодой. Необходимо собрать в одно место сведения о состоянии атмосферы от наземных и радиозондирующих станций, пунктов штормооповещаний, оборудованных радиолокаторами, метеорологических спутников, самолетов и т.д. Это сложная оперативная задача, требующая применение современных средств связи.

Второй – обработка и анализ полученных данных, т.е. составление и анализ карт погоды: выявление областей низкого и высокого давления (циклонов и антициклонов), проведения линий атмосферных фронтов, с которыми обычно связаны наиболее резкие изменения погоды, определение районов дождей, туманов, гололёдов, гроз, градов, шквалов, пыльных бурь, сильных ветров и т.д.

Третий – наиболее трудный – составление прогноза погоды, качество и полнота наблюдений за погодой зависят от новой техники и наблюдательных станций, от разработки новых и совершенствования действующих приборов, от методики наблюдений. Скорость обработки данных наблюдений и анализ их обеспечиваются применением электронно-вычислительных машин, автоматизаций всех звеньев, передающих сведения о погоде. Чтобы достичь более высокого качества и полноты наблюдений за погодой, теперь обычные наблюдательные станции заменяются автоматическими, которые включены в общую систему сбора и обработки первичной информации. Кроме того, широко используется информация с искусственных спутников Земли.

Фактические сведения об атмосфере, погоде и климате получают из наблюдений. Поэтому основным методом исследования, применяемым в метеорологии, является наблюдение. Непрерывно наблюдая за атмосферными процессами, человек является зрителем и регистратором тех грандиозных отчётов, которые ставит сама природа, без его участия.

В ограниченных пределах в метеорологии применяется и эксперимент. К числу метеорологических экспериментов относятся, например, опыты осаждения облаков и рассеяния туманов путём различных физико-химических воздействий на них. Такие опыты преследуют практические цели, но они позволяют глубже разобрать в природе явления. Насаждение лесных полос, создания водохранилищ, орошение местности и т.п. вносят некоторые изменения в состояние приземного слоя воздуха. Тем самым и они в некоторой степени являются средствами метеорологического (точнее, климатологического) эксперимента.

Результаты наблюдений подвергаются анализу в целях выяснения закономерностей, существующих в атмосферных процессах. Первостепенное значение имеет в метеорологии статистический анализ большого материала наблюдений. Велика роль этого метода для климатологии. Климатология берёт в качестве исходного материала результаты метеорологических наблюдений; эти результаты сопоставляются, сравниваются во времени и пространстве. Для полного представления о климате недостаточно наблюдений единовременных или в течение коротких промежутков времени. Атмосферные процессы настолько изменчивы и многообразны, что для изучения современного климата во всех его особенностях необходимо наблюдать их в течение длительного, многолетнего периода.

Поскольку в метеорологии рассматриваются физические явления, их объединение может быть дано на основании законов физики. Наиболее совершенный путь для этого – физико-математический анализ. В XX столетии были достигнуты большие успехи в его применении к задачам метеорологии. На основе общих законов физики составляются дифференциальные уравнения, описывающие атмосферные процессы. Подставляя в эти уравнения исходные данные, полученные из наблюдений, и решая уравнения, можно находить качественные закономерности атмосферных процессов и даже прогнозировать их дальнейшее лечение. В одних разделах метеорологии этот метод применяется широко, в других – ещё недостаточно.

Основные атмосферные процессы развёртываются на больших пространствах, а их следствия, в виде определённых условий погоды и климата, обнаруживаются в таком же крупном масштабе. Поэтому существенное значение в метеорологии и климатологии имеет сопоставление наблюдение на географических картах. Карты бывают синоптические и климатологические. На первых синоптических картах была изображена информация о состоянии небосвода, направлении и скорости ветра, температуры  и давления у поверхности земли (рис. 1).

В настоящее время объём и способы наноски информации на карты значительно изменились: объём увеличился в более, чем в 4 раза (на карте 1914 г. – 5 параметров, 2005 г. – 20). Ручную наноску сведений сменили программные компьютерные технологии (рис. 2).

Кроме этих карт, фиксирующих погоду у поверхности Земли, появились комплекты карт (на изобарических высотах), отражающие физические параметры воздушных масс нижнего слоя стратосферы.

В г. Волгограде находится пункт радиозондирования. Методика исследования такова: к шару, наполненному водородом, привязывается комплект датчиков (давления, температуры, влажности 0 и радиопередатчик. Шар выпускается в свободный полет. Мощный локатор автоматически следит за смещением радиозонда, определяя направление, скорость ветра и принимает данные.

климат1

Рис. 1. Синоптическая карта, выполненная вручную

 

климат2

Рис. 2. Синоптическая карта, выполненная на компьютере

 

Предсказание погоды с научной точки зрения – одна из сложнейших физических задач. Для её решения, в настоящее время, существует несколько методов: 1. Синоптический – на основе анализа синоптических карт погоды (приземной, барической топографии); 2. Физико-статистический – составление прогнозов в вероятностной форме. 3. Численный – путем предвычисления с использованием современных программных компьютерных технологий.

В настоящее время специалисты Гидрометслужбы г. Волгограда располагают современным аппаратно-программным комплексом «ГИС Метео». Он позволяет на основе первичных данных составлять фактические карты погоды. провести первичную обработку карт. анализ воздушных масс. барических систем и фронтальных разделов. Кроме того, «ГИС Метео» проводит расчет и составляет карты будущего положения циклонов и антициклонов, с его помощью прогнозируют опасные явления погоды: грозу, шквал, град.

Огромную роль в предсказании погоды представляет информация, полученная метеоспутниками («Метеор», «Ресурс-Ф», «Ресурс – О» и т.д.)

Для быстрой обработки исходной информации и ее анализа, в электронную систему вводят одновременно с многих линий связи метеорологические данные, закодированные в виде цифровых телеграмм. За сутки таких телеграмм проходит несколько сот тысяч. Проведя обработку всей информации, объективный анализ и расчет, система выдает готовую продукцию — расчерченные карты фактического или прогностического поля атмосферного давления. Эти карты пересылают в прогностическую сеть страны. Для большей оперативности материалы из центра на места передают с помощью фотоаппаратуры.

В дальнейшем ученые предполагают передавать значения различных предвычисленных элементов погоды в виде цифр непосредственно с компьютера. Это ускорит поступление оперативных карт на 1–1,5 ч. При составлении прогноза погоды это огромный срок! По-видимому, в недалеком будущем синоптики будут иметь весь необходимый для составления прогноза погоды материал спустя 1–1,5 ч после срока наблюдений. Сейчас на составление полных карт погоды по территории России и Европы уходит 3,5–5 часов.

На протяжении истории развития Гидрометеорологической службы России методы исследования, анализа и прогнозирования явлений воздушного океана постоянно развивались и совершенствовались. В своей исследовательской работе я попыталась отразить основные этапы изменения методов наблюдения, сбора метеорологических данных и автоматизированных технологий и обработки.

Высокий технический уровень приборов, измеряющих первичные параметры атмосферы у поверхности, в нижних слоях атмосферы, позволяют повысить качество и точность прогнозируемых метеорологических явлений, что дает возможность выполнить основную задачу службы – предупреждение опасных явлений погоды, влияющих на жизнедеятельность и безопасность населения.

 

 

Информационные источники:

1. Бедрицкий А.И., Борисенков Е.П. Очерки по истории гидрометеорологической службы России. –Т. 1­2. – Спб.: Гидрометеоиздат, 1997.

2. Бугаев В.А. Техника синоптического анализа и прогноза. – Л.: Гидрометеоиздат, 1947.

3. Воейков В.И. Современные проблемы климатологии. – Л.: Гидрометеоиздат, 1956.

4. Климат Волгограда / Под ред. Ц.А. Швер, В.Н.Карпенко. – Л.: Гидрометеоиздат, 1989.

5. Метеоспектр. Информационно-аналитический журнал. №1. – 2000.

6. Хриган А.Х. Физика атмосферы. – Л.: Гидрометеоиздат, 1969.

7. Хромов С.П., Мамонтова Л.И. Метеорологический словарь. – Л.: Гидрометеоиздат, 1974.

 

8. Хромов С.П. Основы синоптической метеорологии. – Л.: Гидрометеоиздат, 1948.


Новини


  Погода

  Партнеры

  Реклама

  Календарь

  Погода

.
Кафедра географії, історичний факультет Дніпровського національного університету імені Олеся Гончара (106 Географія, 242 Туризм, 014.07 Середня освіта (Географія))
© 2006-2019. Поширення матеріалів сайту дозволяється за умови посилання на www.ggf-dnu.org.ua
© Розроблення та підтримка сайту - Гаврюшин Олександр (admin@ggf-dnu.org.ua)