Наблюдение за погодой
Наблюдение за погодой — это регулярное измерение и описание состояния атмосферы в определённом месте и в определённое время. Результаты наблюдений помогают составлять прогноз погоды, строить графики и синоптические карты, а также изучать климат.
Что и как наблюдают
На метеорологической станции наблюдатель измеряет основные элементы погоды: температуру и влажность воздуха, атмосферное давление, направление и скорость ветра, облачность, количество и вид осадков. Дополнительно отмечают атмосферные явления: туман, грозу, метель, гололёд, росу, иней и другие.
Погода — это состояние нижнего слоя атмосферы в данном месте и в данный момент или за небольшой промежуток времени. Она характеризуется совокупностью метеорологических элементов и явлений.
Чтобы результаты можно было сравнивать, приборы устанавливают по определённым правилам. Термометр помещают в метеорологическую будку, защищающую от прямых солнечных лучей и осадков, но пропускающую воздух. Флюгер устанавливают открыто, вдали от зданий и деревьев. Осадкомер размещают на горизонтальной площадке, где его не закрывают препятствия.
- Измерения проводят исправными приборами, соблюдая одинаковые единицы измерения.
- Показания считывают на уровне глаз, чтобы избежать ошибки параллакса.
- Перед записью указывают дату, время и место наблюдения.
- Приборы не следует закрывать от ветра или нагревать телом наблюдателя.
Метеорологические приборы
| Элемент погоды | Прибор | Что показывает |
|---|---|---|
| Температура воздуха | Термометр | Степень нагретости воздуха, обычно в °C |
| Атмосферное давление | Барометр | Давление воздуха, обычно в мм рт. ст. или гПа |
| Направление ветра | Флюгер | Сторону горизонта, откуда дует ветер |
| Скорость ветра | Анемометр | Скорость движения воздуха, обычно в м/с |
| Влажность воздуха | Гигрометр или психрометр | Содержание водяного пара в воздухе |
| Количество осадков | Осадкомер | Слой выпавшей воды в миллиметрах |
| Облачность | Наблюдение или нефоскоп | Долю неба, закрытую облаками, в баллах |
Важно различать направление и скорость ветра. Ветер называют по стороне горизонта, откуда он дует: северный ветер движется с севера на юг, западный — с запада на восток. Направление записывают буквами или румбами: С, Ю, З, В, СЗ, СВ, ЮЗ, ЮВ.
Флюгер показывает направление ветра, а анемометр — его скорость. Ветер называют по направлению, откуда он приходит.
Температуру воздуха измеряют в тени, потому что прямые солнечные лучи нагревают корпус прибора и искажают результат. При сравнении показаний важно знать время измерения: температура в течение суток меняется.
Если облачность выражают в процентах, \(A\) — доля облачного покрова, \(n\) — часть неба, закрытая облаками, а \(N\) — всё видимое небо. В школьных наблюдениях часто используют и баллы: 0 баллов — безоблачно, 10 баллов — всё небо закрыто облаками.
Сроки наблюдений и дневник погоды
Наблюдения должны быть регулярными. На метеорологических станциях измерения проводят в установленные сроки, чтобы результаты разных дней и пунктов можно было сопоставить. В школьном дневнике погоды удобно проводить наблюдения утром, днём и вечером, например в 8, 14 и 20 часов местного времени. Главное — сохранять выбранный режим и записывать время точно.
Результаты можно корректно сравнивать, если измерения выполнены одним и тем же способом, исправными приборами, в одинаковые сроки и единицах измерения.
В дневнике погоды обычно указывают дату, время, температуру, давление, влажность, ветер, облачность, осадки и особые явления. Температуру записывают с указанием знака: \(-7\,^{\circ}\mathrm{C}\) и \(+7\,^{\circ}\mathrm{C}\) — разные значения. Для давления нужно указывать единицы, поскольку число 760 может означать 760 мм рт. ст., а не 760 гПа.
| Дата и время | Температура | Давление | Ветер | Облачность | Осадки и явления |
|---|---|---|---|---|---|
| 12 апреля, 8:00 | +4 °C | 748 мм рт. ст. | ЮЗ, 3 м/с | 8 баллов | Небольшой дождь |
| 12 апреля, 14:00 | +11 °C | 746 мм рт. ст. | З, 5 м/с | 6 баллов | Без осадков |
| 12 апреля, 20:00 | +7 °C | 747 мм рт. ст. | З, 2 м/с | 7 баллов | Туман |
Как правильно записать ветер, если флюгер показывает север, а анемометр — 4 м/с?
Обработка результатов
По дневнику погоды можно определить среднюю температуру, суточную амплитуду, среднее давление и повторяемость явлений. Суточную амплитуду температуры находят как разность максимальной и минимальной температур за сутки.
Среднюю температуру вычисляют сложением нескольких измерений с последующим делением суммы на их количество. Отрицательные значения обязательно учитывают со знаком.
За сутки температура воздуха была: утром \(-3\,^{\circ}\mathrm{C}\), днём \(+5\,^{\circ}\mathrm{C}\), вечером \(+1\,^{\circ}\mathrm{C}\). Найдём амплитуду и среднюю температуру.
Следовательно, суточная амплитуда равна \(8\,^{\circ}\mathrm{C}\), а средняя температура — \(+1\,^{\circ}\mathrm{C}\). Амплитуда показывает размах изменения температуры, но не говорит, в какое время наблюдались максимум и минимум.
По многолетним наблюдениям вычисляют средние значения температуры, давления и осадков. Такие данные уже относятся к изучению климата, а не только к описанию погоды. На основе повторяющихся признаков выделяют типы климатов и сравнивают климатические области.
Как читать запись состояния погоды
Описание погоды должно быть последовательным: сначала время и место, затем температура и давление, потом ветер, облачность, осадки и опасные явления. Например: «12 апреля, 14:00, температура +11 °C, давление 746 мм рт. ст., западный ветер 5 м/с, облачность 6 баллов, без осадков». Такая запись точнее фразы «погода прохладная и ветреная».
На синоптических картах используют специальные условные знаки. Поэтому запись дневника погоды должна быть понятной и единообразной: одинаковые явления обозначают одинаковыми словами или символами. Более подробные изображения распределения давления, фронтов и осадков рассматривают на синоптической карте.
Не путайте: 1) погоду и климат — погода кратковременна, климат формируется за многолетний период; 2) направление ветра и направление его движения; 3) амплитуду и среднюю температуру; 4) максимальную температуру и температуру в 14 часов; 5) миллиметры ртутного столба и гектопаскали.
- Проверить дату, время и место наблюдения.
- Указать единицы измерения.
- Для ветра записать направление и скорость.
- Сохранить знаки «+» и «−» у температуры.
- При вычислениях сначала найти максимум и минимум, затем применить нужную формулу.
Итоговая проверка
Проверь себя
Главное
- Наблюдение за погодой включает измерение элементов погоды и фиксацию атмосферных явлений.
- Термометр измеряет температуру, барометр — давление, флюгер — направление ветра, анемометр — скорость, осадкомер — количество осадков.
- Ветер называют по стороне горизонта, откуда он дует.
- Суточная амплитуда равна разности максимальной и минимальной температур: \(A_t=t_{\max}-t_{\min}\); средняя температура — сумма измерений, делённая на их число.
- Точные и регулярные наблюдения необходимы для прогноза погоды и изучения климата.