Pomiary meteorologiczne


Wstęp


Większość z nas każdego dnia sprawdza prognozę pogody. Pomaga nam to w codziennym życiu. Na podstawie prognozy planujemy czas wolny, czy choćby ubieramy się.
Prognozy pogody są integralną częścią życia gospodarczego. Ogromne znaczenie mają m.in. dla lotnictwa czy rolnictwa. Nad prognostycznymi modelami pogody pracuje na świecie wiele ośrodk
ów naukowych i instytucji.
Sprawdzalność i dokładność prognoz jest bardzo ważna. Pogoda zależy nie od nas, lecz od zjawisk występujących w przyrodzie i nie możemy na nią wpływać. Trudno oczekiwać, że ktokolwiek będzie w stanie przewidzieć pogodę w 100 %. Jednak rozbudowana sieć pomiarowo-obserwacyjna, najnowsza technologia i specjaliści pozwalają na coraz dokładniejsze przewidywanie zachowań natury. Trzeba pamiętać, że przebiegu naturalnych zjawisk nigdy nie da się przewidzieć do końca. Możemy jedynie obserwować, mierzyć oraz gromadzić dane; udoskonalać sposoby monitorowania, przewidywania i wyciągać wnioski z tych badań.
Proces powstawania prognozy pogody jest skomplikowany i zależy od wielu czynników, między innymi od aktualnego stanu pogody, który uzyskujemy z obserwacji i pomiarów różnego rodzaju elementów.

Obserwacje i pomiary
Od wielu lat świat inwestuje w badania oraz rozwój techniki i technologii dla lepszego poznania procesów zachodzących w atmosferze.
Wszystko zaczyna
się od obserwacji i pomiarów. Obserwacje i pomiary są prowadzone wg międzynarodowych standardów, w określonych przedziałach czasowych i określonych cyklach. Umożliwia to globalną wymianę informacji i tworzenie zbiorów obserwacji, na podstawie których można opracować różnego rodzaju statystyki. Obserwacja jest pierwszym i bardzo ważnym krokiem w procesie powstawania prognozy pogody. Wiarygodność i rzetelność danych obserwacyjnych wpływają na wiarygodność i rzetelność powstających prognoz. Dlatego też, im bardziej jest rozbudowana sieć pomiarowo-obserwacyjna, tym więcej jest informacji, co prowadzi do lepszego odwzorowania stanu aktualnego, który jest punktem wyjścia do przewidywań i prognoz.
Obserwatorzy są ludźmi posiadającymi ogromną wiedzę i ich praca jest bardzo ważnym elementem tworzenia prognozy. Coraz częściej używa się urządzeń automatycznych, samorejestrujących, ale pomimo tego w ogródkach meteorologicznych zostają klasyczne przyrządy pomiarowe. Pozwala to na prowadzenie pomiarów nawet w warunkach awarii.

Podstawowym miejscem wykonywania obserwacji meteorologicznych jest ogródek meteorologiczny znajdujący się na każdej stacji.

Definicje



Meteorologia
[gr.
meteoros unoszący się w powietrzu, logos słowo, nauka]
Dział geofizyki, czasami utożsamiany z fizyką atmosfery. Nauka o atmosferze, jej budowie, właściwościach i zachodzących w niej procesach fizycznych; zajmuje się badaniami: składu i budowy atmosfery, obiegu ciepła i warunków cieplnych w atmosferze, a także na powierzchni Ziemi, obiegu i przemian fazowych w atmosferze, ogólnej cyrkulacji atmosfery, jej składowych i cyrkulacji lokalnych, pola elektrycznego oraz zjawisk optycznych i akustycznych w atmosferze. Dzieli się na wiele działów, z których najważniejsze to: meteorologia dynamiczna, meteorologia synoptyczna, aerologia, aktynometria oraz dyscypliny meteorologii stosowanej (meteorologia rolnicza, meteorologia lotnicza i in.).

Pomiar meteorologiczny
[gr.
meteoros unoszący się w powietrzu, logos słowo, nauka]
Bezpośredni odczyt wartości danego elementu meteorologicznego przy użyciu odpowiedniego przyrządu, w odróżnieniu od obserwacji wizualnych.

Prognoza pogody
[gr.
prognosis uprzednia wiedza]
Jedno z najważniejszych zadań meteorologii, określenie przyszłego najbardziej prawdopodobnego stanu pogody w danym miejscu lub na danym obszarze na podstawie znajomości jej stanu obecnego i znajomości praw rządzących procesami atmosferycznymi. Najbardziej rozpowszechniona jest synoptyczna metoda prognozowania pogody, polegająca na przewidywaniu przyszłych sytuacji synoptycznych i na ich podstawie sporządzaniu prognozy przebiegu poszczególnych elementów pogody. Dzięki zastosowaniu modelowania komputerowego w dużych ośrodkach meteorologicznych sporządza się prognozy numeryczne. Zależnie od okresu ważności prognoza pogody jest określana jako: prognoza natychmiastowa, prognoza ultrakrótkoterminowa, prognoza krótkoterminowa, prognoza średnioterminowa i prognoza długoterminowa.

Ogródek Meteorologiczny


Lokalizacja
Ogródek meteorologiczny powinien być urządzony w terenie otwartym. Najlepsze miejsce to takie z dala od budynków, drzew, otwartej wody, czyli wszystkiego co mogłoby utrudniać wymianę powietrza i mieć bezpośredni wpływ na wyniki pomiarów. Nie jest też właściwe umieszczanie ogródka na terenach zupełnie otwartych i bardzo rozległych, gdyż w tym przypadku wiatr może zakłócać pomiary wysokości opadu atmosferycznego oraz nawiewając śnieg do ogródka tworzyć zaspy.

Przestrzegając poniższych zasad, można uzyskać reprezentatywne wyniki obserwacji:

  • w odległości 30 m od ogródka nie mogą znajdować się żadne budowle, drzewa, krzewy oraz uprawy sztucznie zraszane;

  • w odległości ponad 30 m od ogródka mogą stać małe pojedyncze obiekty np. parterowy dom czy drzewo, jednak ta odległość nie może być mniejsza niż 10-cio krotna ich wysokość;

  • w odległości ponad 100 m od ogródka może być luźna zabudowa i małe grupy drzew

  • w odległości ponad 300 m od ogródka mogą znajdować się zwarte zespoły drzew (sady i parki);

  • w odległości co najmniej 500 m od ogródka mogą stać już wielopiętrowe bloki mieszkalne.

Urządzenie
Ogródek powinien mieć kształt kwadratu z bokami skierowanymi wzdłuż linii północ-południe i wschód-zachód. Przyjęte minimalne rozmiary ogródka to 15 x 15 m, choć jego wielkość zależna jest od zakresu pomiarów. Teren ogródka powinien być wyrównany, bez dołów i górek, porośnięty trawą. Tylko wówczas, gdy jest to rejon np. piaszczysty (wydmy nadmorskie) i wpływa to na rodzaj klimatu, trawy nie należy siać. Nie powinno być tam pni, drzew czy krzewów. Rozmieszczenie przyrządów powinno być takie, aby jedne nie zakłócały pracy drugich. Niższe powinny być instalowane od strony południowej, wyższe od północnej. Urządzenia do instalacji przyrządów należy pomalować białą farbą, aby podczas upałów jak najmniej się nagrzewały. Ścieżki należy ograniczyć tylko do koniecznych, a ich szerokość nie może przekraczać 0,5 m. Całość należy ogrodzić niezbyt gęsta siatką o wysokości około 1,5 m, a bramka musi być zamykana na klucz.

Utrzymywanie
Powierzchnia terenu ogródka powinna być naturalna. Nie powinno się jej deptać, a w okresie letnim należy regularnie kosić trawę. Zimą, śnieg także powinien pozostać w stanie naturalnym, aż stopnieje. Jedynie bardzo wysokie zaspy należy przycinać do średniej wysokości pokrywy. Nie wolno dopuszczać, aby na urządzeniach gromadziły się pajęczyny, kurz czy brud.

Przyrządy w ogródku meteorologicznym:

0x01 graphic

  1. Widzialnościomierz - Vaisala
    Pomiar widzialności poziomej w zakresie od 10 m do 50 km. Czujnik MAWS - automatycznej stacji meteorologicznej [Automatic Weather Station].

  2. Laserowy miernik podstawy chmur - Vaisala
    Pomiar wysokości podstawy chmur niskich, do 2500 m. Czujnik MAWS.

  3. Poletko z termometrami gruntowymi
    Pomiar temperatury przy powierzchni gruntu i w gruncie - 5 cm nad gruntem, w gruncie na głębokości 5, 10, 20, 50 i 100 cm.

  4. Urządzenie do pomiaru całkowitego promieniowania słonecznego i bilansu radiacyjnego
    Pyranometry Molla-Gorczyńskiego - promieniowanie całkowite, pyranometr Funka - bilans radiacyjny. Ciągła i automatyczna rejestracja promieniowania Słońca i nieba.

  5. Urządzenie do automatycznego pomiaru dobowej sumy usłonecznienia - Vaisala
    Pomiar polega na zliczaniu czasu występowania bezpośredniego promieniowania przekraczającego 120 W/m2. Czujnik MAWS.

  6. Wiatromierze

  • Heliograf Campbella-Stokesa
    Pozwala określić przedział czasu, w którym natężenie promieniowania bezpośredniego przekracza wartość progową ustaloną przez WMO (120 W/m2).

  • Urządzenie do pomiaru promieniowania rozproszonego
    Pyranometr - do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego rozproszonego w atmosferze (promieniowania nieboskłonu).

  • Urządzenie do pomiaru widm promieniowania słonecznego
    Rejestracja widma słonecznego w trzech zakresach.

  • Klatka meteorologiczna, a w niej: