Что такое метеостанция и как она работает. Метеорологическая станция: виды, инструменты и приборы, проводимые наблюдения

Метеостанция, что в селе Конь-Колодезь, - одна из самых старых в Липецкой области. За погодой здесь затеяли наблюдать более 120 лет назад ещё в сельхозшколе, открытой Воронежским земством совместно с департаментом земледелия и сельской промышленности.

2. Метеостанция несколько раз меняла место дислокации, а этот домик на улице Ленина занимает с 1957 года.

3. Метеорологи наблюдают здесь за состоянием погоды, температурой, направлением и скоростью ветра, атмосферным давлением, видимостью, влажностью, количеством осадков. Полученную информацию сотрудники 8 раз в сутки передают в межрегиональный центр гидрометеорологии ЦЧО в Курске.

4. По характеристике станция в Конь-Колодезе относится к реперным, то есть базовым станциям. Наблюдение осуществляется на небольшой огороженной площадке, где установлены метеорологические приборы.

Посмотрим поближе на некоторые из них.

5. Вытяжные почвенно-глубинные термометры - для измерения температуры почвы на различной глубине. Это ртутные термометры, помещенные в специальные трубочки. Их видно на переднем плане, и всего их здесь 8. Самый длинный термометр измеряет температуру на глубине аж 3,20 метра.

6. Метеорологическая будка, предназначенная для защиты приборов от действия атмосферных осадков, ветра, солнечной радиации.

Будку делают из дерева и окрашивают в белый цвет, чтобы она максимально отражала солнечные лучи и как можно меньше нагревалась. Для вентиляции стенки будки делают в виде жалюзи, состоящих из отдельных планок: воздух должен проходить, не застаиваясь. Кроме того, имеет значение высота установки будки от поверхности земли - она принята равной 2 метрам.
В такую будку помещают, к примеру, психрометр, гигрометр - приборы для измерения влажности воздуха, а также термограф - самописец, фиксирующий изменение температуры воздуха.

7. Термометры для измерения температуры поверхности почвы, для этого используется участок без растительного покрова. Термометров здесь несколько: максимальный, минимальный и срочный. Максимальный - ртутный, где есть капилляр с сужением, препятствующим обратному течению ртути при понижении температуры. Таким образом, измеряется наивысшая температура за период наблюдения.

Минимальный - спиртовой, тоже с особой конструкцией, позволяющей измерять наименьшую температуру за период.
Срочный - без хитростей, он показывает текущую температуру поверхности почвы.

8. Осадкомер Третьякова - прибор для измерения количества осадков. Конструкция представляет собой сосуд, который защищается от ветра металлическими планками-лепестками. А количество выражается толщиной слоя попавших в сосуд осадков, в миллиметрах.

9. На высоких мачтах - приборы, наблюдающие за ветром.

10. Флюгер Вильда - непременный атрибут любой метеостанции.

Снизу вверх здесь: горизонтальные штифты, ориентированными по основным сторонам горизонта, буква "С", соответственно указывает на север; флюгарка, свободно вращающаяся под действием ветра, ее шарик-противовес показывает направление ветра; на верхушке - металлическая пластина, отклоняющаяся от вертикали под действием ветра - по углу отклонения судят о скорости ветра.

В настоящее время такой прибор обычно используется как резервный, например, в случае выхода из строя более современного анеморумбометра.

11. Анеморумбометр используется для дистанционного измерения скорости и направления ветра. На матче - датчик ветра, а на рабочем столе метеоролога - пульт. Надежный и точный прибор, работающий при любой погоде.

12. Пропеллерный анемометр - измеряет скорость ветра, которая определяется по числу оборотов вертушки.

13. Самый интересный прибор - гелиограф, для регистрации интенсивности и продолжительности солнечного сияния в течение дня.

14. Стеклянный шар-линза собирает солнечные лучи, фокусирует их и направляет на вогнутую ленту. Если солнце не закрыто облаками, то в результате суточного движения солнца на ленте прожигается четкая прямая полоса. При покрытии солнца облаками прожог становится слабым или вообще прекращается. По суммарной длине прожога на ленте определяется продолжительность солнечного сияния в часах за сутки.

15. Гололедный станок - установка для измерения отложений гололеда, изморози и мокрого снега на проводах; состоит из проводов, натянутых на столбы в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Как только появляются какие-то отложения - наблюдатель периодически измеряет их толщину и даже вес.

16. Это, похоже, пиранометр, для измерения солнечной радиации.

17. Калитка метеоплощадки.

Первый "свод" экстремальных погодных явлений в России был собран еще в 16 веке по указу Ивана IV Грозного, эти данные попали в состав Лицевого летописного свода. А уже в середине 17 века по указу царя Алексея Михайловича начали ежедневно наблюдать за погодой в разных частях государства. Составлять первые климатические особенности регионов помогали наблюдатели-добровольцы. В начале 19 века талантливый российский ученый Адольф Купфер взялся за создание службы регулярных гидрометеорологических наблюдений, и в середине века была создана Главная физическая обсерватория. С этого времени на регулярной основе начали проводить метеорологические и магнитные наблюдения, создавать новые метеорологические приборы и системы их поверки.

А как измеряют погоду в России сегодня? Мы собрали самые интересные данные о современном процессе прогнозирования на примере столичного региона.

Опорная станция

В Москву основные данные поступают с 6 метеостанций. Из них самая древняя и, на данный момент, опорная (или реперная) - станция ВВЦ. Полученные с нее данные являются официальными для публикации фактической погоды и температурных рекордов. Она была открыта 1 августа 1939 года и работала до июля 1940 года, затем ее переместили в затененное место, начали модернизировать…. но не успели. Открыли ее уже после войны, в 1949 году, уже как агрометеорологическую станцию. С тех пор она и работает.

Внешне – это площадка с белыми (этот цвет не притягивает солнечные лучи) приборчиками и шкафчиками, которые на первый взгляд кажутся очень странными. Впрочем, аналогично выглядит любая метеоплощадка в мире.

Главные приборы станции

Обязательный прибор метеостанции – термометр. На ВВЦ их несколько: некоторые воткнуты прямо в почву на разную глубину, другие размещены над землей в так называемой психометрической будке. Один из «будочных» термометров постоянно находится в дистиллированной воде, это позволяет определять влажность воздуха. Кстати, прибор, измеряющий влажность воздуха, называется еще гигрометр, и изобрел его Орас Бенедикт де Соссюр, швейцарский естествоиспытатель, совершая в 19 веке восхождение на Монблан.

Обязательным прибором для любой метеоплощадки является также барометр. Флюгеров, измеряющих скорость и направление ветра, обычно несколько, некоторые подняты на высоту около трех метров, другие расположены в метре от земли.

На высоте двух метров, на специальном столбе, расположен осадкометр. Именно так замеряют осадки, сыплющиеся на головы прохожих, а вовсе не по глубине луж или толщине снега на тротуаре, как думают некоторые. Современную конфигурацию прибора придумал российский ученый В.Д. Третьяков. Прибор состоит из ведра и специальной защитной юбки, напоминающей полураспустившуюся ромашку. К ним с земли ведет лестница, чтобы метеорологу удобнее было делать замеры.

Есть на метеоплащадке и гололедный станок, издали который легко принять за хрупкую версию спортивного снаряда «рукохода». Прибор гелиограф, внешне напоминающий прозрачный глобус, измеряет частоту солнечного сияния. Есть еще инструменты для измерения высоты и плотности облаков. Все получаемые данные с этих приборов записывают в постоянном режиме: термограф, гигрограф, психометр, барограф.

Обработка данных

Раз в три часа, одновременно по всему миру, метеорологи поднимаются со своих стульев и идут на метеоплощадку снимать данные с приборов. Затем, данные обрабатывают и в виде телефонограмм отправляют в головные центры. В столице России такой центр – Метеобюро Москвы и области, куда стекается вся информация, как с метеостанций, так и с метеопостов, автономных метеодатчиков и прочих приспособлений. Такие приспособления расположенны во всем столичном регионе на крышах зданий, автотрассах и опорах освещения. Общее число этих приборов только в московском регионе достигает нескольких тысяч.

Полученную информацию синоптики Метеобюро обрабатывают с помощью компьютерных программ и превращают в карты: прогностические - на сутки вперед, а также приземные и высотные, для вычисления идущих атмосферных фронтов. Далее прогнозы отправляются в Гидрометцентр России, где обрабатывают данные со всех метеопостов и станций на территории страны. Затем, обработанная информация идет коллегам из Всемирной метеорологической организации (она объединяет 185 стран), а обратно наши специалисты получают данные об их измерениях. Кроме этого, собираются данные со спутников, в частности, о колебаниях температуры поверхностного слоя воды в экваториальной части Тихого океана Эль-Ниньо, имеющее заметное влияние на климат в целом.

Прогноз для обывателя

Переваривает эту глобальную информацию в общедоступные для человека прогнозы, например - «облачно и температура около нуля», метеорологический суперкомпьютер. В России последняя его версия была поставлена в 2009 году в Гидрометцентре России. Представляет собой этот механизм просторные комнаты – серверы. Суммарная мощность суперкомпьютера сейчас составляет 30 терафлопс (триллионов операций в секунду). Но, как недавно признались метеорологи, этих мощностей для переваривания получаемой информации уже не хватает.

Поэтому в конце 2014 года Гидрометцентр РФ объявит торги на закупку более мощного агрегата. С его установкой качество прогнозов, конечно, возрастет. А значит «пазлы», которые складывают эти машины будут более верными не только на предстоящие сутки, но и на неделю вперед (сейчас оправдываемость недельного прогноза не превышает 70 процентов), а может и на полгода.

Однако, как заметил почетный президент Всемирной метеорологической организации Александр Бедрицкий, самый точный прогноз будет тогда, когда к каждой молекуле приставят свою метеостанцию. Удастся ли это в будущем и нужна ли такая точность человеку - покажет время.

Метеорологическая станция представляет собой специальное учреждение, созданное для постоянного проведения наблюдения за состоянием атмосферы и происходящих в атмосфере процессов.

Эти замеры делаются при помощи специальных метеорологических приборов, которые способны определять:

• уровень солнечной радиации;
• температуру воздуха;
• влажность воздуха и почвы;
• давление атмосферы;
• направление ветра и его скорость;
• количество атмосферных осадков;
• уровень снежного покрова;
• облачность;
• иные данные.

Метеостанция включает в себя специальную площадку, на которой устанавливаются метеоприборы, а также помещение, в котором установлены автоматические приборы, регистрирующие происходящие процессы, и где производится обработка полученных в процессе наблюдения данных.

Каким образом работает служба метеостанции?

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 (от термографа, психометра, гигрографа, барографа) 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.

Существующих в России мощностей для работы метеорогогов уже не хватает. В связи с этим Гидрометцентр принимает участие в торгах по приобретению более мощного ПК.

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.

Далекие метеорологические станции России

Метеорологические станции зачастую располагаются в отдаленных от городов местностях, где есть возможность максимально точно вести наблюдения за атмосферой и погодными явлениями. Зачастую в такие места сотрудники отправляются в длительные на целый сезон командировки, работая и проживая в практически безлюдной местности в десятках и сотнях километрах от ближайших населенных пунктов.

В настоящее время на территории России имеются достаточно отдалённые метеостанции, которые расположены в Республике Бурятия, Иркутской области, Хабаровске, Владивостоке, на территории Ненецкого автономного округа

Без метеостанции невозможно производить освоение Арктики. На территории самой дальней точки России в архипелаге Новая Земля установлена автономная метеорологическая станция, добраться до которой можно только на вертолете. К её основной задаче относится проведение исследования ледовых и гидрометеорологических условий в акватории Восточно-Сибирского и Карского морей, а также моря Лаптевых.

Метеорологический день празднуется во всём мире 23 марта. Корреспонденты Sibnet.ru побывали на одной из главных в Сибири метеостанций и узнали, почему в этой сфере машины никогда не заменят людей, и сколько разновидностей облаков нужно знать наизусть, если работаешь за 7 тысяч рублей в месяц.

В Новосибирской области десятки небольших метеостанций, но есть одна многопрофильная, крупнее остальных в четыре раза. Она находится в посёлке Элитном, который, несмотря на красивое название, по сути - просто небольшая деревушка сразу за чертой города. Населённый пункт называется так потому, что в нём выращивают элитные семена, предназначенные для размножения.

Издалека метеостанцию не отличить от остальных домов Элитного. Узнать её можно лишь благодаря близости с площадкой, заставленной разными необычными приборами. Большинство из них стоит в этом поле с советских времён - станция появилась в 1956 году.

Станция в посёлке Элитном появилась в 1956 году, но называется она «Агрометстанция Огурцово», так как неоднократно переносилась.

«Так как природная среда изменяется во времени и пространстве, наблюдения надо вести постоянно. Метеорологи выполняют наблюдения каждые три часа в любое время суток, в одно и то же время по всему миру», - рассказывает начальник станции Пётр Нечипоренко.

Сотни облаков

Станция находится в поле за городом неслучайно - для точности ничто не должно закрывать обзор, мешать движению ветра. На метеоплощадке, соединённые узкими дорожками, где легко оступиться и оказаться по колено в снегу, - деревянные будки на ножках. В них находятся самописцы, которые фиксируют температуру, влажность и другие показатели.

За солнцем «наблюдает» гелиограф - он следит за продолжительностью солнечного дня. С помощью линзы солнце прожигает дырочки в ленте, по которым можно определить, как долго и сильно оно светило.

Количество дождя измеряется с помощью специального ведра-осадкомера, высота снежного покрова - благодаря рейкам. Есть и термометры, которые находятся в земле - эти данные нужны сельскому хозяйству и энергетике, поскольку на глубине 1,6 метра пролегают теплосети.

По каждому виду наблюдений станция регулярно подаёт информацию в Новосибирск с помощью АМК (автоматизированного метеокомплекса). Но иногда возникают проблемы с электричеством.

«Свет выключили - значит, всё по старинке, в будку. Перебои бывают часто, это не от нас зависит. Особенно, когда сильный ветер, бывает - раз, и во всей деревне вырубился свет», - говорит метеоролог Людмила Кузьменко.

Постоянного наблюдения требует не только погода, но и сами приборы, которые её измеряют. Например, термометры на снегу или земле должны лежать строго в определённом положении, а при непогоде они постоянно смещаются - приходится регулярно поправлять.

Но есть и данные, которые АМК не определит никогда, уверены метеорологи. Это, например, видимость, вид и количество облаков - всё это устанавливается «на глаз». В тесной комнате метеостанции Пётр Нечипоренко листает специальные «облачные атласы».

«Представляете, сколько облаков надо знать - их больше сотни... И всё по латыни, чтобы передавать данные по всему миру», - поясняет начальник станции. В этом году день метеоролога проходит под девизом «Познавая облака», добавляет Нечипоренко.

Зарплата в два термометра

На станции работает около десятка человек. Кадровый вопрос стоит очень остро, признают метеорологи. Сейчас в Новосибирске специалистов в этой сфере готовят только в техникуме, да и то всего в одной группе.

«Раньше из училищ мы не брали, сейчас готовы брать хоть с улицы, после средней школы - лишь бы математику и физику более-менее знали», - признаёт Нечипоренко.

Молодёжь на станции появляется, но долго не задерживается. Почему? Вопрос в зарплате. Техник получает чуть более 7 тысяч, зарплата специалиста с высшим образованием - как, например, у Людмилы Кузьменко, которая работает на этом месте больше 30 лет - 9 тысяч 800 рублей.

«Я тут рядом живу, да и до пенсии недалеко, ну куда я побегу… » - объясняет собеседница.

График техников-метеорологов суточный - наблюдения нужно вести в том числе и ночью, вне зависимости от условий.

«Метеорологу всё равно, какая бы ни была погода, когда пришло время выходить на площадку - дождь, снег, град, камни с неба - собрался и пошёл в одно и то же время, перенести нельзя», - рассказывает Кузьменко.

Расположенная в посёлке станция никак не охраняется. «Мы сами кого угодно охраним», - улыбается метеоролог.

Есть проблемы и с оборудованием. Например, один специальный термометр стоит более 3 тысяч рублей. Бывает так, что в год его как раз один на станцию и выделяют, а разбивается порой до двух десятков. Особенно часто такое случается с молодыми специалистами.

«Человек разбил два термометра и остался без зарплаты», - резюмирует Пётр Нечипоренко.

Растениям не повезёт?

Станция выполняет в том числе и агрометеорологические задачи - работает для нужд сельскохозяйственной академии, расположенной совсем неподалёку, в Краснообске.

«Все наблюдения должны быть привязаны к росту, развитию растений - от погоды зависят высота, густота, как формируется урожай», - объясняет агрометеоролог Людмила Нечипоренко.

«И жена начальника станции!» - услышав должность, приходит из соседнего кабинета Пётр Нечипоренко. Сразу после института молодые специалисты 45 лет назад приехали в Новосибирск из Украины - только здесь они начали общаться, и с тех пор живут и работают вместе.

По словам Людмилы Нечипоренко, в этом году агрономические прогнозы неутешительны. «Из-за большого количества снега температуры в почве недостаточно низкие, чтобы сохранить растения. Большая вероятность того, что будет выпревание и вымокание посевов», - комментирует собеседница.

Аномальный снег

Что касается общей погодной ситуации - она и вовсе шокирует специалистов, которые работают на метеостанции десятки лет.

«Этот год, начиная где-то с 1950, самый снежный. Такого не было ещё. По данным станции, в этом году запасы воды в снеге - 193 миллиметра, а норма около 100», - говорит Пётр Нечипоренко.

По его словам, в прошлый раз подобная ситуация была лишь в 2001 году, но показатель был на 7 миллиметров меньше, это довольно существенно. Бывает, что годовой показатель составляет и 40 миллиметров. Как скоро затопит Новосибирск?

«Взять квадратный метр снега, взвесить, будет 193 килограмма. А в городе, посчитайте, сколько снега? Почему крыши у нас ломаются? Потому что снег плотный, в нём очень много веса. Казалось бы, снег лёгонький, а вот…» - рассуждает собеседник.

По его словам, несмотря на жалобы местных жителей, прогнозы синоптиков довольно точны - краткосрочные оправдываются более чем в 90% случаев.

Но бывает, что общие данные по городу и области не совпадают с ситуацией в конкретной точке.

«Бывает, передают осадки, а какая-то бабушка звонит, говорит - у нас не было. Относиться к прогнозу надо творчески чуть-чуть, думая. Не может синоптик в каждую точку дать прогноз, нет у него такой возможности», - поясняет начальник метеостанции.

Различают аналоговые и цифровые метеорологические станции.

На классической (аналоговой) метеостанции имеется:

• термометр для измерения температуры воздуха и почвы
• анеморумбометр (или флюгер) для измерения скорости и направления ветра
• плювиограф для непрерывной регистрации осадков на период жидких осадков
• термограф для непрерывной регистрации температуры воздуха
• гигрограф для непрерывной регистрации влажности воздуха
• психрометр для измерения температуры и влажности воздуха
• гололедный станок для измерения гололедно-изморосевых отложений
• ледоскоп для определения измороси и инея
• барограф для определения барометрической тенденции давления

При больших объемах работы метеостанций используют

• испаромер ГГИ-3000 для измерения величины испарения с земной поверхности
• гелиограф для непрерывной регистрации солнечного сияния

В узком смысле метеостанция - учреждение , проводящее метеорологические наблюдения. Основным официальным метеостанциям мира присвоены синоптические индексы . В России большинство метеостанций находятся в ведении Росгидромета. В зависимости от установленного объёма наблюдений, метеостанции имеют определённый разряд. Данные метеостанций СССР публиковались в «Метеорологическом ежемесячнике ».

Классификация цифровых метеостанций

Дорожные метеорологические станции

Помимо перечисленных выше датчиков в дорожных метеорологических станцраа используют датчик температуры поверхности и датчик температуры на глубине 30см (под покрытием), а также контроллер и GPRS модуль для передачи данных в информационные центры. Для информирования водителей о погодной обстановке используют информационные табло, с температурой поверхности и воздуха. Так же могут на табло могут появляться предупреждения (МОКРАЯ ДОРОГА, БОКОВОЙ ВЕТЕР и т. п.)

Лесные метеорологические станции

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 метеорологические станции

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 домашние метеостанции

Появились на рынке сравнительно недавно. 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.

Ссылки

• Ольга Тимофеева ... и о погоде . Русский репортер (май 2009). Архивировано из первоисточника 24 февраля 2012.
• Данные профессиональных и любительских метеостанций в реальном времени [}