Сокращения 3
Введение 4
1 Автоматические метеорологическиие станции 7
1.1 Автоматические метеорологическиие станции общего 7
назначения
1.2 Автоматические дорожные метеорологические станции 9
1.3 Структура АДМС для КАД Санкт-Петербурга и примеры информации 14
2 Временные ряды, получаемые от АДМС 18
2.1 Описание станций 18
2.2 Контроль качества 21
3 Анализ данных, полученных в процессе исследования временных рядов от АДМС 25
3.1 Контроль по отрезкам 25
3.2 Анализ показателей описательной статистики 31
3.3 Корреляция 35
Заключение 39
Список использованных источников 41
Атмосферой называется воздушная оболочка, которой со всех сторон окружен Земной шар. В результате воздействия тепла, которое поступает от Солнца, в атмосфере всегда совершаются физические процессы: изменяется температура, усиливается и затихает ветер, выпадают осадки, образуются и исчезают облака, часто возникают грозы и т.п. Метеорология изучает физические явления в атмосфере. Можно сказать, что она, в широком понимании, является учением о погоде и климате.
Погода - состояние атмосферы в определенный момент времени, характеризуемое совокупностью метеорологических элементов. К их числу относятся атмосферное давление, температура, влажность воздуха, ветер, облачность, осадки, видимость, а также грозы, шквалы, туманы и т.д.
Если задуматься о том, насколько погода влияет на нашу жизнь, можно сказать, что она оказывает воздействие почти на все сферы деятельности, например, транспорт, строительство, спорт, туризм, торговля и т.п.
Мы рассчитываем на прогноз погоды всякий раз, когда куда-то отправляемся, чтобы понять, в какой одежде выйти на улицу, от этого будет зависеть наше настроение и комфорт.
С давних времен люди разными способами пытались предугадать явления погоды, в том числе, полагаясь на приметы. С течением времени они начали проявлять больший интерес к изучению окружающей среды, а также к явлениям, происходящим в атмосфере. После чего, человеку пришло осознание, что погодные условия играют огромную роль в хозяйственной сфере деятельности, особенно в сельском хозяйстве и торговле. Так, например, если знать, какие погодные явления ожидать, можно сократить ущерб, который может быть ими нанесен.
В последующем был введен ряд величин, которые понесли общее название метеорологических элементов.
Толчком для дальнейшего развития данной области стало то, что люди научились собирать нужные метеорологические сведения и вести их учет.
Гидрометеорологическое обеспечение в настоящее время находится на высшем уровне. Гидрометцентр России представляет собой многоуровневую структурную организацию, охватывающую всю страну.
Главные задачи Гидрометцентра России:
- получение новых знаний о погодообразующих процессах в системе "атмосфера-океан-суша";
- оперативное обеспечение жителей страны, государственных и коммерческих структур гидрометеорологической информацией, включая предупреждения о неблагоприятных и опасных явлениях погоды.
На данный момент в Гидрометслужбе осуществляется комплексная автоматизация, включающая создание автоматических систем сбора и обработки первичной метеорологической информации, которые выполняет персонал гидрометеорологических станций.
Представление общей структуры устройства для обработки и передачи метеорологической информации позволяет анализ функций автоматической метеостанции.
Основным источником информации на дорогах являются автоматические дорожные метеорологические станции, им и будет посвящена данная работа.
На сегодняшний день происходит быстрый рост объёма транспортных перевозок, и всё более серьёзной становится проблема безопасности на автодорогах, что напрямую зависит от метеорологических условий. Этим и объясняется актуальность выбранной темы.
...
В ходе данной работы были изучены принципы работы автоматических метеорологических станций, а особое внимание уделено дорожным АМС. Были рассмотрены их особенности и назначение.
Именно для данного исследования было выбрано две АДМС, и одна дана дополнительно, для сравнения показателей метеорологических величин. Все станции располагаются на участке КАД Санкт-Петербурга. Была рассмотрена структура АДМС для КАД Санкт-Петербурга и примеры получаемой метеорологической информации.
Чтобы понять, как окружающая местность влияет на метеорологические величины, получаемые с данных АДМС, рассмотрели месторасположение каждой АДМС.
Из архивов были получены данные измерений и выполнен их анализ.
В результате проведения контроля качества временных рядов были обнаружены небольшие разрывы и «выбросы». Устранили их, пользуясь методом линейной интерполяции. Полностью отсутствуют данные по температуре грунта (TG), поэтому дальнейший анализ этого параметра невозможен.
Для того, чтобы произвести статистический анализ метеопараметров, нужно было убедиться, что временной ряд больше не содержит разрыва данных. Для этого произвели проверку полученных рядов с помощью программы «Контроль по отрезкам» на наличие оставшихся пропусков и «выбросов». Заполнили их, пользуясь средним арифметическим.
Следующим этапом был расчет показателей описательной статистики. В результате были сделаны выводы:
- «выбросов» было больше не выявлено;
- некоторые ряды являются стационарными, а некоторые не являются.
Также было замечено, что по трём станциям существуют статистически значимые отличия.
Далее, были вычислены коэффициенты корреляции и сделан вывод о том, что связь между параметрами на стациях №220 и №321 является функциональной и возможно прогнозирование метеорологических параметров на участке дороги между данными стациями.
Таким образом, проанализировав измерения, полученные с АДМС №220, №313 и №321 можно сказать, что данные станции имеют целесообразную установку на данных участках, несмотря на то, что они находятся на близком расстоянии друг от друга. Соответственно, не являются избыточными на данном участке КАД Санкт-Петербурга, а также несут существенный вклад в систему прогнозирования, в планирование дорожных работ, в решения вопросов безопасности на автодорогах.
