Вопросы о погоде - Астапенко Павел Дмитриевич. Страница 39

9.10. Какая роль в проекте ВСП отводится радиозондированию атмосферы?

Радиозонд – одно из

выдающихся изобретений нашего века, совершившее революцию в метеорологии и на протяжении уже 50 лет являющееся основным средством изучения состояния атмосферы в ее нижнем 25-30-километровом слое. Первый радиозонд сконструирован советским ученым профессором П. А. Молчановым. Впервые этот прибор был выпущен 30 января 1930 года в Павловске, под Ленинградом. Современный радиозонд представляет собой очень компактную радиометеорологическую станцию, выпускаемую в свободный полет с помощью шара, наполненного водородом или гелием; оболочка шара – из тонкой эластичной резины или неопрена. Состоит радиозонд из портативных высокочувствительных измерителей атмосферного давления, температуры и влажности воздуха, оригинального устройства для кодирования результатов измерений, превращающихся в радиосигналы, и миниатюрного радиопередатчика этих сигналов. Весит все сложное оборудование современного радиозонда всего около 300 г.

Сейчас у нас в стране радиозондирование атмосферы производится ежедневно два-три раза в день на сети аэрологических станций, насчитывающей около 200 точек; мировая сеть таких станций превышает 600 точек и по проекту ВСП должна быть увеличена еще почти в два раза.

Данные радиозондирования атмосферы служат основой для составления высотных карт погоды различных уровней, от 1,5 до 20 км и выше (так называемых карт барической топографии), они же используются для предвычисления будущего состояния атмосферы – построения прогностических карт погоды для тропосферы и нижней стратосферы. Такие карты составляются в мировых, региональных и крупных национальных метеорологических центрах.

9.11. С какой точностью можно измерить давление и температуру радиозондом?

Обычные сетевые радиозонды позволяют измерять давление с погрешностью, не превышающей 100 Па, а температуру 1°C. Лучшие образцы радиозондов обеспечивают точность измерений в два раза большую. Трудность составляет не само измерение метеорологических элементов – датчики радиозонда могут обеспечить практически такую же точность, как и при измерениях у земли (то есть 0,1 гПа и 0,1° C), – а передача результатов измерений с помощью радиосигналов и их устойчивый прием на земле, а также (что самое главное) обеспечение надлежащей точности введения различных поправок в показания прибора, и прежде всего так называемой радиационной поправки.

9.12. Какими способами определяется ветер на высотах?

Самый старый способ определения ветра на высотах – наблюдение за движением облаков. Еще в первой половине нашего столетия на метеорологических станциях можно было видеть простейший прибор – нефоскоп, позволявший, помимо направления движения облаков, приближенно оценивать и скорость их перемещения (для этого нужно было одновременно определять также и высоту облаков).

При безоблачной погоде (а при облаках – только в подоблачном слое) ветер на высотах можно определять шаро-пилотным методом – наблюдая в теодолит за подъемом наполненного легким газом резинового или неопренового баллона. Скорость подъема шара-пилота принимается за постоянную, а его местоположение фиксируется через определенные промежутки времени величинами горизонтального и вертикального углов, под какими виден шар в теодолит. Этот метод, отличающийся простотой и дешевизной, не вышел из употребления и в наши дни, хотя в основном сейчас ветер на высотах определяется с применением более совершенной аппаратуры непосредственно при выпуске радиозонда.

Практически ветровое зондирование атмосферы осуществляется параллельно с зондированием температуры, влажности и давления при полете одного и того же прибора. Но измерение скорости ветра и определение его направления на разных высотах производится не самим летящим радиозондом, а радиолокатором, находящимся на земле и следящим за движением радиозонда. Фиксирование положения радиозонда через определенные промежутки времени и вычисление скорости ветра, увлекающего за собой прибор, производится автоматически: при радиолокаторе на станции приема сигналов радиозонда есть счетно-решающее устройство.

49. Буйковая автоматическая радиометеорологическая станция

Для ветрового зондирования атмосферы можно использовать и метеорологические искусственные спутники земли – МИСЗ. Во Франции разрабатывается аппаратура для сбора и передачи данных дрейфующих шаров-зондов и определения скорости и направления ветра. Такую аппаратуру предполагается устанавливать на метеорологических спутниках, летающих на невысоких орбитах – до тысячи километров над земной поверхностью.

9.13. Что представляет собой буйковая автоматическая метеорологическая станция?

Буйковые автоматические метеостанции (фото 49) предназначены для установки в океане, где нет других средств получения метеорологической информации. Они представляют собой плавучие платформы, на которых установлено оборудование для инструментальных измерений атмосферного давления, температуры и влажности воздуха, ветра, количества выпадающих осадков, наличия облаков или ясного неба. Как и в радиозонде, результаты измерений кодируются, превращаясь в систему радиосигналов, в определенное время передаваемых в эфир для прослушивания центром по сбору метеоинформации. Станция может производить и внеочередные наблюдения по команде, даваемой ей по радио. Работа станции обеспечивается блоком долговременного электропитания. Ее положение в океане стабилизируется системой якорей специальной конструкции. Буйковые станции аналогичны по устройству другим видам метеорологических автоматических станций, устанавливаемых в труднодоступных и малонаселенных местностях (в горах, пустынях, во льдах полярных областей).

Проект ВСП предусматривает широкое развитие сети таких станций в открытом океане.

9.14. Зачем нужны суда погоды для ВСП, если в море много торговых судов да еще будут устанавливаться буйковые метеостанции?

Торговые суда плавают по определенным маршрутам, связывающим между собой морские порты различных континентов. Если посмотреть на карту мировых морских путей, то в каждом океане можно увидеть значительные акватории, практически не посещаемые судами торгового флота или посещаемые очень редко и крайне нерегулярно. Между тем информацию о погоде надо иметь постоянно и наблюдения должны вестись повсеместно, в том числе и в океане, в строго определенные часы, называемые сроками наблюдений.

Автоматические буйковые метеорологические станции дают неполные сведения о погоде – на них нет людей, производящих визуальные наблюдения за очень важными метеорологическими явлениями и величинами, не фиксируемыми приборами буйковых станций (например, такими, как формы облаков, горизонтальная видимость, виды осадков и т. п.). Наконец, буйковые станции дают информацию о погоде только у водной поверхности и ничего не сообщают о состоянии атмосферы на высотах в тропосфере и нижней стратосфере.

Суда погоды и предназначены восполнить пробел в информации, получаемой с помощью остальных средств наблюдений на море; на них есть все необходимое оборудование, включая радиозонды и радиолокаторы. Конечно, это дорогостоящее средство получения метеорологической информации. Поэтому проект ВСП предусматривает ограниченное количество судов погоды – около 25 на весь Мировой океан. Получаемая от них информация вместе с информацией ИСЗ обеспечит освещение акваторий океанов данными с требуемой полнотой.