Вопросы о погоде - Павел Астапенко

ЦЗП – это крупные, оснащенные современными средствами связи и ЭВМ специализированные бюро погоды, способные принимать и обрабатывать большой объем метеорологической информации, необходимой для обеспечения безопасности полетов воздушных судов. Они функционируют в тесном взаимодействии с другими зональными ЦЗП и всей сетью аэродромных метеорологических станций и находятся в ведении национальных метеорологических служб тех стран, на территории которых они дислоцированы.

9.6. Что представляет собой глобальная система наблюдений ВСП?

К началу 80-х годов глобальная система наблюдений состояла более чем из 10 000 наземных метеорологических станций и 800 аэрологических пунктов радиозондирования атмосферы. Результаты их наблюдений используются для обмена метеорологической информацией в масштабах земного шара. Помимо этой международной сети станций, в глобальную систему наблюдений входят суда погоды (четыре в Атлантическом океане и одно в Тихом), а также торговые суда (более 2000), на борту которых ведутся метеонаблюдения, и самолеты гражданской авиации (более 1500), сообщающие информацию при выполнении рейсов.

В океанах южного полушария между 20 и 65° широты регулярно сообщают погоду около 300 буйковых станций, кроме того, около 50 буев функционирует в тропических водах и в Северной Атлантике.

Предусмотрен выпуск дрейфующих буев в период проведения отдельных международных экспериментов. Намечается также использование уравновешенных шаров-зондов и сбрасываемых с самолетов радиозондов. Все это входит в комплекс наблюдений по научной программе ВСП.

Не менее четырех полярноорбитальных искусственных спутников Земли и пяти спутников на геостационарных орбитах ведут постоянные наблюдения за погодой, результаты которых также включаются в систему международного обмена метеоинформацией. По данным Секретариата ВМО за 1979 год, данные наземных наблюдений поступали регулярно с 80% станций, а аэрологических наблюдений – с 85% станций международной сети. К сегодняшнему дню поток данных стал еще более полным и охватывает почти 90% станций.

9.7. Как функционирует глобальная система обработки данных ВСП?

Глобальная система обработки данных к 1984 году состояла из трех действующих Мировых метеорологических центров (ММЦ), находящихся в Москве, Вашингтоне и Мельбурне, 31 Регионального метеорологического центра (РМЦ) и более 120 Национальных метеорологических центров (НМЦ). Все эти центры оснащены современными ЭВМ, с помощью которых осуществляется контроль, обработка и анализ всей метеорологической информации два раза в сутки для стандартных уровней атмосферы от земной поверхности до высоты 30 км. Четыре раза в сутки составляются прогностические карты – приземные, опасных явлений погоды и высотные – для разных уровней вплоть до высоты 21 км, а также карты тропопаузы и максимальной скорости ветра. Вся система обработки метеоинформации рассчитана на использование оптимально полной информации, обрабатываемой с максимально возможной быстротой и доступной всем ее потребителям.

9.8. Что представляет собой глобальная система телесвязи?

Проект ВСП предусматривает создание системы быстродействующих линий связи, соединяющих между собой Мировые метеорологические центры, а также Региональные метеорологические центры и Региональные узлы телесвязи. Эта система получила название глобальной системы телесвязи. К ее линиям подключаются и национальные метеорологические центры, и, таким образом, обеспечивается обмен метеорологической информацией на всей поверхности земного шара.

Передача данных наблюдений за погодой и прогнозов погоды глобальной системой телесвязи производится как в цифровой (кодированной) форме, так и в виде факсимильных карт погоды. Линии связи действуют как проводные, так и радио, в том числе работающие с использованием высокоорбитальных спутников связи.

9.9. В каком направлении идет реконструкция национальных служб погоды по проекту ВСП?

Техническая реконструкция метеорологической службы всех стран затрагивает как систему производства наблюдений, так и систему их сбора, обработки и анализа. Предусматривается усовершенствование средств наблюдений за погодой, более широкое внедрение метеорологических радиолокаторов, автоматических метеорологических станций в труднодоступных районах и в океанах, увеличение количества станций радиозондирования атмосферы и повсеместное использование информации метеорологических спутников. Расширение сети метеостанций должно обеспечить равномерное освещение данными о погоде всей земной поверхности, включая поверхность Мирового океана (здесь метеоинформацию будут собирать буйковые автоматические метеорологические станции, а также суда погоды). Кроме того, имеется в виду широко использовать данные метеорологических наблюдений на борту торговых морских судов и самолетов гражданской авиации. Анализ и обработка метеорологической информации также в значительной мере автоматизируются благодаря внедрению ЭВМ.

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.