Тема: Использование автоматических комплексов при измерении актинометрических величин

Актинометрия— это наука о солнечном и земном излучении в условиях атмосферы. Она рассматривает энергию, излучаемую солнцем, поверхностью земли и ее преобразования в атмосфере. [1]
Известно, что солнечная радиация является основообразующим фактором для всех без исключения погодных процессов. В наше время актинометрические данные используются не только в метеорологии. Они необходимы во многих отраслях деятельности человека, например в сельском хозяйстве, или для внедрения альтернативных источников энергии (солнечных батарей). Кроме этого, солнечная радиация непосредственно влияет на самочувствие и здоровье человека. Известно, что ультрафиолетовое излучение может вызвать ожог тела, вплоть до онкологических заболеваний. Таким образом, проведение актинометрических измерений приобретает особое значение. [2]
Актинометрические станции расположены неравномерно по территории Российской Федерации, особенно это заметно в восточных и северных районах страны. [2,3,4] Виной этому устаревание и выход из строя актинометрического оборудования, используемого еще на актинометрической сети СССР, упадок метеорологической отрасли в конце 90-х годов прошлого века и малая плотность населения в отдельных районах Российской Федерации.
После 2010 года сеть актинометрических станций, как и сеть станций общего назначения была подвергнута модернизации в соответствии с современными требованиями. В результате модернизации, на сети началась эксплуатация современных метеорологических актинометрических комплексов.[2,4]
Автоматизированные актинометрические комплексы прошли тестовые испытания в Главной Геофизической Обсерватории им. Воейкова (ГГО им. Воейкова). В результате внедрения автоматизированных комплексов объем получаемой информации об измеренных величинах увеличился в несколько десятков раз. Во-первых, резко возросла дискретность данных. Во-вторых, появилась возможность получать информацию о величинах, не измеряемых ранее в автоматическом режиме.
Цель работы заключается в исследовании изменчивости некоторых актинометрических параметров и, на основе данных исследования, рассмотрении возможностей автоматических комплексов при их измерении.
Для достижения цели исследования были определены следующие задачи:
- подготовить обзор актинометрических комплексов, внедренных на сеть Росгидромета в процессе модернизации;
- ознакомиться с работой, составом и выполняемыми функциями автоматического актинометрического комплекса (ААК);
- собрать и подготовить для исследования архивную информацию, полученную с ААК;
- исследовать изменчивость актинометрических величин за выбранный временной период;
- провести анализ полученной информации;
- определить возможности современных актинометрических комплексов.
Работа будет выполнена с использованием данных автоматизированного актинометрического комплекса, установленного в актинометрической лаборатории ГГО за 2021 год.

Купить

В наше время результаты изучения актинометрии применяются не только в аэрологии и метеорологии, но и во многих областях повседневной жизни, например, на основе актинометрических данных выводятся климатические тенденции. Непосредственно от этих данных зависит эффективность сельского хозяйства и некоторых отраслей промышленности. Медицина, архитектура, транспорт так же не обходятся без статистики поступающей и отраженной радиации. Само изучение актинометрии тесно связано с атмосферной оптикой, спектроскопией и имеет много общего с гелиофизикой. Конечно, для точных прогнозов и правильного ведения учета данных, необходимы хорошие приборы.
В работе подробно рассмотрены составляющие актинометрических станций России, принцип работы основных приборов и диапазон их измерений, изучен состав ААК и подготовлен ежеминутный архив актинометрических данных и метеопараметров за лето 2021 года
На основе данных современного актинометрического комплекса проведено исследование изменчивости прямой, рассеянной и суммарной радиации, а также температуры воздуха за летний период (июнь, июль, август) 2021 года.
При выполнении комплексного анализа кроме базы ААК были использованы архивы метеорологической станции Воейково [8].
В результате исследования выявлено, что
- самый большой приток радиации пришёлся на июнь 2021 года;
- июль является самым тёплым месяцем лета 2021 года (средняя температура выше почти на 2°С, чем в июне), но приток суммарной радиации несколько ниже, поскольку дней с плотной облачностью было достаточно много;
- в августе значительно ниже, чем в двух предыдущих месяцах, показатели и суммарной радиации (почти в два раза), и температуры (среднее значение на 6°С ниже, чем в июле).
Надо сказать, что автоматизация актинометрических измерений сильно упростила работу метеоролога на станции, а также позволило получать более точные данные о приходящей радиации за счет более частых измерений. Кроме того, полученные данные имеют меньшую погрешность, чем снятые вручную.

Купить