Метеорологические наблюдения на станции М-2 Бакчар
|
ВВЕДЕНИЕ 4
1 Метеорологическая станция Бакчар. 9
1.1 История наблюдений на метеорологической станции Бакчар. 9
1.2 География и климат в районе метеорологической станции Бакчар. 11
1.3 Техническое оснащение метеорологической станции Бакчар (перечень оборудования, фото). 15
2 Метеорологические наблюдения на станции . 24
2.1 Сроки и порядок наблюдений на станции Бакчар. 25
2.2 Примеры получаемой информации 27
3. Архив данных 30
3.1 Формирование архива метеорологической информации 30
3.2 Контроль качества временных рядов метеорологических величин
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
1 Метеорологическая станция Бакчар. 9
1.1 История наблюдений на метеорологической станции Бакчар. 9
1.2 География и климат в районе метеорологической станции Бакчар. 11
1.3 Техническое оснащение метеорологической станции Бакчар (перечень оборудования, фото). 15
2 Метеорологические наблюдения на станции . 24
2.1 Сроки и порядок наблюдений на станции Бакчар. 25
2.2 Примеры получаемой информации 27
3. Архив данных 30
3.1 Формирование архива метеорологической информации 30
3.2 Контроль качества временных рядов метеорологических величин
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Предлагаю сначала познакомиться кратко с историей метеорологии, а за тем с наблюдениями на метеорологической станции М-2 Бакчар.
Когда читаешь историю о древних цивилизациях нашей планеты, везде сообщения пронизаны зависимостью наших предков от всевозможных явлений погоды, климата. А то и история указывает об исчезновении человека при резких или чрезвычайных погодных или климатических катаклизмах.
Даже в самые древнейшие времена человек стремился в какой-то мере постоянно следить или наблюдать за изменениями погоды и климата.
Что было сотни тысяч лет назад в этом плане для нас загадка, а что было десятки тысяч лет назад - уже кое-где, кое о чем можно прочесть.
Метеорологические условия влияют на всю природную среду и, в частности, на все формы жизни. Поэтому люди всегда проявляли большой интерес к явлениям, связанными с погодой. В древности люди приписывали эти явления к деятельности различных богов. Постепенно к страху стало примешиваться любопытство, и люди, сохраняя веру в мифы, стали прибегать к логическому анализу для разумного объяснения причин и следствий явлений погоды.
Метеорологические наблюдения древних народов привели их к изучению и физических закономерностей природы. Тепло и холод, свет и тьма, их регулярная смена и взаимная зависимость были первыми физическими понятиями древности. В течение веков физика не была отделена от метеорологии.
Первая книга об атмосферных явлениях была написана одним из самых крупных ученых античной Греции Аристотелем под названием «Метеорология». Она составляла, как полагал сам автор, существенную часть общего учения о природе. В этой книге он подчеркивал важность производства наблюдений.
Ученные античного мира создали дошедшие до нас первые научные тракты, подведшие итоги знаниям, накопленным предыдущими веками. Они оставили нам свои столь важные и глубокие исследования.
В литературе нашего времени оснащены труды ученых античного и средневекового периода Греции, Рима. Как отмечают ученые, в этот период в этих регионах особенно велики успехи математики, большое внимание уделялось химии и астрономии, чему способствовали далекие плавания и путешествия. Участники этих событий везде собирали географические сведения, в частности, сведения о климате.
Важно подчеркнуть, что в литературе древности, нередко встречаются сведения о погоде, о разных атмосферных явлениях, характеризующие их авторов как внимательных наблюдателей, что отражено в литературе нашего времени.
Со времен самой глубокой древности, явления, отражавшиеся на небесном своде, привлекали к себе внимание человека. Гром и молния, проявлением своей громадной мощности, заставляли трепетать перед собой человека. С другой стороны, он изумлялся красоте той картины, которую представляет иногда небесный свод, покрытый причудливыми облаками с просветами голубого неба, считая небо местопребыванием своих богов и святых, местопребывания рая и т.п.
Текли века и тысячелетия. Настойчивый, пытливый ум человека не удовлетворялся божественным объяснениям небесных явлений. Он старался исследовать научным путем проявления сил природы, дать действительное объяснение и, если возможно употребить их на свою пользу.
Среди явлений, происходящих на небе, которые привлекают наше внимание, большую роль играют облака. И в настоящее время признано, что важным элементом погоды и климата являются облака.
Облака - наиболее легко и естественно наблюдаемое атмосферное явление - привлекали к себе внимание еще первых натурфилософов.
Внимательные наблюдатели понимали, что разнообразие облачных форм связано с погодой, то есть с состоянием атмосферы, которая постоянно изменяется.
История простейшего из всех метеорологических приборов - дождемера восходит к несравненно более ранним векам, чем история барометра и термометра, утверждают авторы ряда фундаментальных работ. По сообщениям А.Х. Хргиана в древней Индии уже 2000лет назад велись регулярные наблюдения над количеством осадков, в Палестине впервые века нашей эры священники измеряли количество осадков с помощью специальных сосудов. Весьма давно измерение количества осадков было начато в Китае, примерно в этот же период такие наблюдения начались в Корее.
Современный дождемер (у нас в стране осадкомер Третьякова, используется в наблюдениях с 1950 г.) ведет свое начало от ученика Галилея профессора математики в Риме Бендетто Кастелли (1577-1643 гг.), начавшего подобные наблюдения в Перунджии в 1639 г.
Длительный период длилось экспериментирование на какой же высоте надо располагать приемную часть дождемера. Очень подробное сравнение работы дождемеров, установленных на высоте 1,2,3,4,5,и 12 м., сделал Вильд в Петербурге. Влияние высоты оказалось наибольшим зимой и совсем незначительным в летние месяцы.
Выводы из этих сравнительных наблюдений в свое время приводили некоторых ученых к ошибочным рассуждениям, что холодные капли дождя, падая конденсируют на себе водяные пары и при этом растут. Это объяснение было признано нелепым.
В современном мире метеорологам хорошо известно, что сильнее всего выдувается из дождемера снег, а не дождь. Поэтому в странах, где снегопады редки, до сих пор обычно обходятся без каких-либо защит дождемера. Методы борьбы с выдуванием снега изобретались главным образом русскими и американскими учеными. В 1877 г. Вильд предложил помещать в ведро дождемера крестовину. Устранить ошибки дождемера удалось Ф. Ниферу, профессору физики в университете Сен-Луи (США), В 1879 г. Для защиты дождемера от ветра Нифер окружил его воронкообразной защитой. В России был предложен другой вид защиты - забор высотой 2,5 м., окружающий площадку 5х5м. На середине устанавливался дождемер. Из-за громозкости заборная защита не получила большого распространения. С начала 90-х годов XVIII в. Защита Нифера (состоящая из 4-х железных листов) стала широко вводится на русских дождемерных станциях. Металлическое ведро в форме цилиндра с площадью 500см2, внутренний диаметр измерительного стакана 6 см. На смену дождемеру с защитой Нифера пришел с середины XX в. осадкомер Третьякова: защита из металлических пластин, приемная площадь цилиндрического ведра 200см2.
Фундаментальные законы физики, открытые и сформулированные в XVII в., позволили во второй половине этого столетия подойти к созданию количественной теории некоторых метеорологических явлений. Но важно отметить, что создание приборов дало возможность другой группе ученых XVII и XVIII вв. изучить некоторые основные физические законы, без знания которых не могли быть достигнуты дальнейшие успехи в изучении метеорологических явлений. Упомянем хотя бы некоторых из этих ученых.
Воздушная оболочка, оцепляющая Землю, из-за своего веса выражает давление на поверхность земли. Когда воздух находится в состоянии покоя, то любой его слой находится под давлением, которое равно весу всех вышележащих слоев воздуха. Давление уравновешивается упругостью воздуха и, следовательно, в состоянии покоя давление и упругость воздуха равны между собой. Поэтому измеряя упругость воздуха в некотором слое, мы тем самым определяем давление, которое оказывают все вышележащие над ним слои воздуха - определяем их вес. Это будет справедливо при неподвижном воздухе. В тех случаях, когда в воздухе имеются восходящие точки, давление на основании воздушного столба будет уменьшаться, и, наоборот, при нисходящем потоке - увеличиваться. Короче: атмосферное давление - давление, оказываемое атмосферой на все находящиеся в ней предметы и на земную поверхность.
Изобретение барометра принадлежит итальянцу Эванжелиста Торичелли (1608 - 1647гг.), физику и математику, ученику Г.Галилея. Он открыл и пустоту и форму определения скорости истечения жидкости из малого круглого отверстия в открытом сосуде под воздействием силы тяжести. В 1643 г. он изобрел ртутный барометр (от греч. - baros - тяжесть).
Замечу, что в метеорологии используются четыре рода приборов при измерении атмосферного давления:
- барометры с жидкостями, действующие на основании закона гидростатики;
- приборы второго рода используются упругие свойства твердых тел. Эти приборы называются анероидами или металлическими барометрами;
- в приборах третьего рода действуют упругие силы газа - газовые барометры.
- в приборах четвертого рода используется зависимость точки кипения от внешнего давления. Эти приборы называются гипсотермометрами или термобарометрами.
Совершенствование средств измерения велось постоянно и продолжается по настоящее время.
Когда читаешь историю о древних цивилизациях нашей планеты, везде сообщения пронизаны зависимостью наших предков от всевозможных явлений погоды, климата. А то и история указывает об исчезновении человека при резких или чрезвычайных погодных или климатических катаклизмах.
Даже в самые древнейшие времена человек стремился в какой-то мере постоянно следить или наблюдать за изменениями погоды и климата.
Что было сотни тысяч лет назад в этом плане для нас загадка, а что было десятки тысяч лет назад - уже кое-где, кое о чем можно прочесть.
Метеорологические условия влияют на всю природную среду и, в частности, на все формы жизни. Поэтому люди всегда проявляли большой интерес к явлениям, связанными с погодой. В древности люди приписывали эти явления к деятельности различных богов. Постепенно к страху стало примешиваться любопытство, и люди, сохраняя веру в мифы, стали прибегать к логическому анализу для разумного объяснения причин и следствий явлений погоды.
Метеорологические наблюдения древних народов привели их к изучению и физических закономерностей природы. Тепло и холод, свет и тьма, их регулярная смена и взаимная зависимость были первыми физическими понятиями древности. В течение веков физика не была отделена от метеорологии.
Первая книга об атмосферных явлениях была написана одним из самых крупных ученых античной Греции Аристотелем под названием «Метеорология». Она составляла, как полагал сам автор, существенную часть общего учения о природе. В этой книге он подчеркивал важность производства наблюдений.
Ученные античного мира создали дошедшие до нас первые научные тракты, подведшие итоги знаниям, накопленным предыдущими веками. Они оставили нам свои столь важные и глубокие исследования.
В литературе нашего времени оснащены труды ученых античного и средневекового периода Греции, Рима. Как отмечают ученые, в этот период в этих регионах особенно велики успехи математики, большое внимание уделялось химии и астрономии, чему способствовали далекие плавания и путешествия. Участники этих событий везде собирали географические сведения, в частности, сведения о климате.
Важно подчеркнуть, что в литературе древности, нередко встречаются сведения о погоде, о разных атмосферных явлениях, характеризующие их авторов как внимательных наблюдателей, что отражено в литературе нашего времени.
Со времен самой глубокой древности, явления, отражавшиеся на небесном своде, привлекали к себе внимание человека. Гром и молния, проявлением своей громадной мощности, заставляли трепетать перед собой человека. С другой стороны, он изумлялся красоте той картины, которую представляет иногда небесный свод, покрытый причудливыми облаками с просветами голубого неба, считая небо местопребыванием своих богов и святых, местопребывания рая и т.п.
Текли века и тысячелетия. Настойчивый, пытливый ум человека не удовлетворялся божественным объяснениям небесных явлений. Он старался исследовать научным путем проявления сил природы, дать действительное объяснение и, если возможно употребить их на свою пользу.
Среди явлений, происходящих на небе, которые привлекают наше внимание, большую роль играют облака. И в настоящее время признано, что важным элементом погоды и климата являются облака.
Облака - наиболее легко и естественно наблюдаемое атмосферное явление - привлекали к себе внимание еще первых натурфилософов.
Внимательные наблюдатели понимали, что разнообразие облачных форм связано с погодой, то есть с состоянием атмосферы, которая постоянно изменяется.
История простейшего из всех метеорологических приборов - дождемера восходит к несравненно более ранним векам, чем история барометра и термометра, утверждают авторы ряда фундаментальных работ. По сообщениям А.Х. Хргиана в древней Индии уже 2000лет назад велись регулярные наблюдения над количеством осадков, в Палестине впервые века нашей эры священники измеряли количество осадков с помощью специальных сосудов. Весьма давно измерение количества осадков было начато в Китае, примерно в этот же период такие наблюдения начались в Корее.
Современный дождемер (у нас в стране осадкомер Третьякова, используется в наблюдениях с 1950 г.) ведет свое начало от ученика Галилея профессора математики в Риме Бендетто Кастелли (1577-1643 гг.), начавшего подобные наблюдения в Перунджии в 1639 г.
Длительный период длилось экспериментирование на какой же высоте надо располагать приемную часть дождемера. Очень подробное сравнение работы дождемеров, установленных на высоте 1,2,3,4,5,и 12 м., сделал Вильд в Петербурге. Влияние высоты оказалось наибольшим зимой и совсем незначительным в летние месяцы.
Выводы из этих сравнительных наблюдений в свое время приводили некоторых ученых к ошибочным рассуждениям, что холодные капли дождя, падая конденсируют на себе водяные пары и при этом растут. Это объяснение было признано нелепым.
В современном мире метеорологам хорошо известно, что сильнее всего выдувается из дождемера снег, а не дождь. Поэтому в странах, где снегопады редки, до сих пор обычно обходятся без каких-либо защит дождемера. Методы борьбы с выдуванием снега изобретались главным образом русскими и американскими учеными. В 1877 г. Вильд предложил помещать в ведро дождемера крестовину. Устранить ошибки дождемера удалось Ф. Ниферу, профессору физики в университете Сен-Луи (США), В 1879 г. Для защиты дождемера от ветра Нифер окружил его воронкообразной защитой. В России был предложен другой вид защиты - забор высотой 2,5 м., окружающий площадку 5х5м. На середине устанавливался дождемер. Из-за громозкости заборная защита не получила большого распространения. С начала 90-х годов XVIII в. Защита Нифера (состоящая из 4-х железных листов) стала широко вводится на русских дождемерных станциях. Металлическое ведро в форме цилиндра с площадью 500см2, внутренний диаметр измерительного стакана 6 см. На смену дождемеру с защитой Нифера пришел с середины XX в. осадкомер Третьякова: защита из металлических пластин, приемная площадь цилиндрического ведра 200см2.
Фундаментальные законы физики, открытые и сформулированные в XVII в., позволили во второй половине этого столетия подойти к созданию количественной теории некоторых метеорологических явлений. Но важно отметить, что создание приборов дало возможность другой группе ученых XVII и XVIII вв. изучить некоторые основные физические законы, без знания которых не могли быть достигнуты дальнейшие успехи в изучении метеорологических явлений. Упомянем хотя бы некоторых из этих ученых.
Воздушная оболочка, оцепляющая Землю, из-за своего веса выражает давление на поверхность земли. Когда воздух находится в состоянии покоя, то любой его слой находится под давлением, которое равно весу всех вышележащих слоев воздуха. Давление уравновешивается упругостью воздуха и, следовательно, в состоянии покоя давление и упругость воздуха равны между собой. Поэтому измеряя упругость воздуха в некотором слое, мы тем самым определяем давление, которое оказывают все вышележащие над ним слои воздуха - определяем их вес. Это будет справедливо при неподвижном воздухе. В тех случаях, когда в воздухе имеются восходящие точки, давление на основании воздушного столба будет уменьшаться, и, наоборот, при нисходящем потоке - увеличиваться. Короче: атмосферное давление - давление, оказываемое атмосферой на все находящиеся в ней предметы и на земную поверхность.
Изобретение барометра принадлежит итальянцу Эванжелиста Торичелли (1608 - 1647гг.), физику и математику, ученику Г.Галилея. Он открыл и пустоту и форму определения скорости истечения жидкости из малого круглого отверстия в открытом сосуде под воздействием силы тяжести. В 1643 г. он изобрел ртутный барометр (от греч. - baros - тяжесть).
Замечу, что в метеорологии используются четыре рода приборов при измерении атмосферного давления:
- барометры с жидкостями, действующие на основании закона гидростатики;
- приборы второго рода используются упругие свойства твердых тел. Эти приборы называются анероидами или металлическими барометрами;
- в приборах третьего рода действуют упругие силы газа - газовые барометры.
- в приборах четвертого рода используется зависимость точки кипения от внешнего давления. Эти приборы называются гипсотермометрами или термобарометрами.
Совершенствование средств измерения велось постоянно и продолжается по настоящее время.
В своей работе я хотела рассказать о метеорологической станции М-2 Бакчар, о ее наблюдениях за метеорологическими характеристиками с помощью АМК и резервных (табельных) средств измерения. По каким приборам, и в какие сроки проводятся наблюдения.
В данной работе рассмотрела этап, который относится к контролю качества данных. Контроль данных подразумевает различные проверки исходных метеорологических параметров, в моем случае температура воздуха, на выбросы и пропуски.
С помощью контроля данных научилась:
- графически представлять временной ряд
- визуально анализировать распределения временного ряда
- обнаруживать временные разрывы (пропуски) временного ряда;
- обнаруживать и устранять выбросы временного ряда;
- восстанавливать временной ряд, устранять обнаруженные временные разрывы и выбросы.
В данной работе рассмотрела этап, который относится к контролю качества данных. Контроль данных подразумевает различные проверки исходных метеорологических параметров, в моем случае температура воздуха, на выбросы и пропуски.
С помощью контроля данных научилась:
- графически представлять временной ряд
- визуально анализировать распределения временного ряда
- обнаруживать временные разрывы (пропуски) временного ряда;
- обнаруживать и устранять выбросы временного ряда;
- восстанавливать временной ряд, устранять обнаруженные временные разрывы и выбросы.