Методы измерения солнечной радиации и составляющих радиационного баланса

Разделы

• Физическая метеорология (разработка радиолокационных и космических методов исследования атмосферных явлений)
• Динамическая метеорология (изучение физических механизмов атмосферных процессов)
• Синоптическая метеорология (наука о закономерностях изменения погоды).
• Климатология
• Аэрология (наука, изучающая верхние слои атмосферы до нескольких десятков километров от поверхности Земли)

Кроме того, есть такие прикладные разделы, как:

• Авиационная метеорология
• Агрометеорология
• Биометеорология (наука, изучающая влияние атмосферных процессов на человека и другие живые организмы)
• Ядерная метеорология (наука, изучающая естественную и искусственную радиоактивность, распространение в атмосфере радиоактивных примесей, влияние ядерных взрывов)
• Радиометеорология (наука, изучающая распространение радиоволн в атмосфере)
• Спутниковая метеорология

Предмет исследования

• физические, химические процессы в атмосфере
• состав атмосферы
• строение атмосферы
• тепловой режим атмосферы
• влагообмен в атмосфере
• общая циркуляция атмосферы
• электрические поля
• оптические и акустические явления.
• циклоны
• антициклоны
• ветра
• фронты
• климат
• погода
• облака
• метеоры

 

2 Определения атмосфера погода климат климатология/

Климатология - это наука о климате, то есть о совокупности атмосферных условий, присущих определенной местности в зависимости от ее географической обстановки.

Пого́да — совокупность значений метеорологических элементов и атмосферных явлений, наблюдаемых в определенный момент времени в той или иной точке пространства

Кли́мат (др.-греч. κλίμα (род. п. κλίματος^[1]) — наклон; (имеется ввиду наклон солнечных лучей к горизонтальной поверхности) — многолетний (порядка нескольких десятилетий) режим погоды. Погода, в отличие от климата — это мгновенное состояние некоторых характеристик (температура, влажность, атмосферное давление). Климат в узком смысле — локальный климат — характеризует данную местность в силу её географического местоположения. Климат в широком смысле — глобальный климат — характеризует статистический ансамбль состояний, через который проходит система «атмосфера — гидросфера — суша — криосфера — биосфера» за несколько десятилетий^[2]. Отклонение погоды от климатической нормы не может рассматриваться как изменение климата, например, очень холодная зима не говорит о похолодании климата^[1].

Атмосфера – это газовая оболочка Земли, обеспечивающая защиту от жестких воздействий космоса и необходимая для существования жизни на нашей планете.

3 Организация метеорологических наблюдений/

Метеорологические наблюдения – это инструментальные измерения и визуальные (зрительные) оценки метеорологических величин и явлений. Достигается это путем организации большого числа пунктов (станций и постов) наблюдения по единой программе и с помощью однотипных приборов.

На всех метеорологических станциях наблюдения производятся в единые синхронные сроки наблюдений: 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 и 21 ч московского (зимнего) времени.

Метеорологические данные, получаемые в результате наблюдений, служат основой для составления прогнозов погоды, оценки условий на водных объектах, уровней загрязнения природной среды, предупреждений об опасных и стихийных гидрометеорологических явлениях и для многих других целей.

4 Метеорологическая служба. Всемирная метеорологическая организация/

Метеорологическая служба

служба обеспечения фактической и прогностической информацией о метеорологических условиях тех или иных районов. Входит в состав гидрометеорологической службы.

Всемирная метеорологическая организация (ВМО, англ. World Meteorological Organization, WMO, фр. Organisation météorologique mondiale, OMM) — специализированное межправительственное учреждение Организации Объединённых Наций в области метеорологии. Основано в 1950 году. Является компетентным органом ООН по вопросам наблюдения за состоянием атмосферы Земли и её взаимодействия с океанами. Штаб-квартира ВМО находится в Женеве, Швейцария.

5 Состав и строения атмосферы/

Нижняя граница атмосферы совпадает с поверхностью Земли, так как воздух проникает в мельчайшие поры в почве и растворен даже в воде.

Верхняя граница на высоте 2000-3000 км постепенно переходит в космическое пространство.

Благодаря атмосфере, в которой содержится кислород, возможна жизнь на Земле. Атмосферный кислород используется в процессе дыхания человека, животными, растениями.

Если бы не было атмосферы, на Земле была бы такая же тишина, как на Луне. Ведь звук — это колебание частиц воздуха. Голубой цвет неба объясняется тем, что солнечные лучи, проходя сквозь атмосферу, как через линзу, разлагаются на составляющие цвета. При этом рассеиваются больше всего лучи голубого и синего цветов.

Атмосфера задерживает большую часть ультрафиолетового излучения Солнца, которое губительно действует на живые организмы. Также она удерживает у поверхности Земли тепло, не давая нашей планете охлаждаться.

_{Атмосфера Земли состоит в основном из газов и различных примесей (пыль, капли воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения).}

_{Концентрация газов, составляющих атмосферу, практически постоянна, за исключением воды (H2O) и углекислого газа (CO2).}

_{Кроме указанных в таблице газов, в атмосфере содержатся SО2, СН4, NН3, СО, углеводороды, НСl, НF, пары Нg, I2, а также NO и многие другие газы в незначительных количествах. В тропосфере постоянно находится большое количество взвешенных твёрдых и жидких частиц (аэрозоль)}

_{Строение атмосферы и характеристика отдельных оболочек}

_{В атмосфере различают следующие основные слои: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу (сферу рассеяния). Переходные области атмосферы между соседними оболочками называют соответственно тропопауза, стратопауза и т. п.}

_{Тропосфера — нижний, наиболее изученный слой атмосферы, высотой в полярных областях 8—10 км, в умеренных широтах до 10—12 км, на экваторе — 16—18 км. В тропосфере сосредоточено примерно 80—90% всей массы атмосферы и почти все водяные пары... Происходят все погодные явления.}

_{Стратосфера — слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км, на долю стратосферы — около 20% атмосферы. Именно в стратосфере располагается слой озоносферы («озоновый слой») (на высоте от 15—20 до 55—60 км), который определяет верхний предел жизни в биосфере. поглощая губительные для жизни УФ -излучения Солнца. Под влиянием этих лучей изменяются магнитные поля, распадаются молекулы, происходит ионизация, новообразование газов и других химических соединений. Эти процессы можно наблюдать в виде северных сияний, зарниц, и др. свечений. В стратосфере почти нет водяного пара.}

_{Мезосфера начинается на высоте 50 км и простирается до 80—90 км. Температура воздуха до высоты 75—85 км понижается до −88°С. Верхней границей мезосферы является мезопауза. масса мезосферы — не более 0,3%}

_{Термосфера (другое название — ионосфера) — слой атмосферы, следующий за мезосферой, — начинается на высоте 80—90 км и простирается до 800 км. Температура воздуха в ионосфере быстро и неуклонно возрастает и достигает нескольких сотен и даже тысяч градусов. Защищает Землю от вредных космических лучей, термосферы — менее 0,05% от общей массы атмосферы}

_{Экзосфера — зона рассеяния, внешняя часть термосферы, расположенная выше 800 км. Газ в экзосфере сильно разрежен, и отсюда идёт утечка его частиц в межпланетное пространство.}

 

6 Прогноз погоды. Служба погоды/

_{Прогноз погоды — научно обоснованное предположение о будущем состоянии погоды в определённом пункте или регионе на определённый период. Составляется (разрабатывается) метеорологическими службами на основе методов метеорологии.}

_{Во всех странах существуют специальные государственные организации, так называемые метеорологические службы, в со­став которых входят сети станций и научные метеорологические учреждения. Задачей метеорологической службы является науч­ное исследование атмосферы и практическое обслуживание на­родного хозяйства информацией о погоде и климате и прогно­зами погоды.}

7 Солнечная радиация в атмосфере. Спектр электромагнитного излучения. Понятия коротковолновой и длинноволновой радиации/

Вся совокупность лучистой энергии, посылаемой Солнцем, называется солнечной радиацией

Рассмотрим понятие спектра электромагнитных волн. Спектром электромагнитных волн называется полоса частот электромагнитных волн, существующих в природе.

Спектр электромагнитного излучения в порядке увеличения частоты составляют:

1) Радиоволны;

2) Инфракрасное излучение;

3) Световое излучение;

4) Рентгеновское излучение;

5) Гамма излучение.

Коротковолновая радиация

 

Обозначение для прямой и рассеянной солнечной радиации, в основном заключающейся в интервале длин волн от 0,17 до 4 мкм, в отличие от длинноволновой радиации земной поверхности и атмосферы.

Длинноволноваярадиация

Инфракрасное излучение земной поверхности, атмосферы и облаков в интервале длин волн больше 4 микрон.

 

8 Прямая, рассеянная, отраженная, поглощенная солнечная радиация. Альбедо/

Радиацию, приходящую к Земле непосред­ственно от солнечного диска, называют пря­мой солнечной радиацией

Суммарная солнечная радиация, приходя­щая на земную поверхность, частично от нее отражается и теряется ею — это отражен­ная радиация

Аль­бедо поверхности — это отношение отра­женной радиации к суммарной радиации, вы­раженное в долях от единицы или в процен­тах

9 Излучение земной поверхности, встречное излучение, эффективное излучение/

Верхние слои почвы и воды, снежный покров и растительность сами излучают длинноволновую радиацию; эту земную радиацию чаще называют собственным излучением земной поверхности.

Собственное излучение можно рассчитать, зная абсолютную температуру земной поверхности.

Большая часть (70%) атмосферной радиации приходит к земной поверхности, остальная часть уходит в мировое пространство. Атмосферную радиацию, приходящую к земной поверхности, называют встречным излучением Е _а, так как оно направлено навстречу собственному излучению земной поверхности. Земная поверхность поглощает встречное излучение почти целиком (на 95-99%).

Большая часть (70%) атмосферной радиации приходит к земной поверхности, остальная часть уходит в мировое пространство. Атмосферную радиацию, приходящую к земной поверхности, называют встречным излучением Е _а, так как оно направлено навстречу собственному излучению земной поверхности. Земная поверхность поглощает встречное излучение почти целиком (на 95-99%).
10 Радиационный баланс земной поверхности. Расчет радиационного баланса/

Радиационный баланс земной поверхности - разность между поглощенной радиацией и эффективным излучением называют радиационным балансом земной поверхности.
В ночные часы, когда суммарная радиация отсутствует, отрицательный радиационный баланс равен эффективному излучению.

11 Методы измерения солнечной радиации/

Законы Фурье

1. Период колебаний температуры не изменяется с глубиной. Это значит, что не только на поверхности, но и на глубинах остается суточный ход с периодом в 24 часа между каждыми двумя последовательными максимумами или минимумами и годовой ход с периодом в 12 месяцев.
2. Возрастание глубины почвы в арифметической прогрессии приводит к уменьшению амплитуды колебания температуры в геометрической прогрессии. Так, если на поверхности суточная амплитуда равна 30°, а на глубине 20 см – 5°, то на глубине 40 см она уже будет менее 1°.
На некоторой сравнительно небольшой глубине суточная амплитуда убывает до нуля. На этой глубине (около 70-100 см) начинается слой постоянной суточной температуры. Амплитуда годовых колебаний температуры уменьшается по тому же закону. Однако годовые колебания распространяются до большей глубины. Амплитуды годовых колебаний убывают до нуля в средних широтах на глубине около 15-20 м. На этих глубинах начинается слой постоянной годовой температуры.
3. Сроки наступления максимальных и минимальных температур как в суточном, так и в годовом ходе запаздывают с глубиной пропорционально ей. Суточные экстремумы на каждые 10 см глубины запаздывают на 2,5-3,5 часа. Это значит, что на глубине, 50 см суточный максимум наблюдается уже после полуночи. Годовые максимумы и минимумы запаздывают на 20-30 дней на каждый метр глубины.
4. Глубины слоев постоянной суточной и годовой температуры относятся между собой как корни квадратные из периодов колебаний, то есть как 1:3650,5. Это значит, что глубина, на которой затухают годовые колебания в 19 раз больше, чем глубина, на которой затухают суточные колебания.

23 Географическое распределение температуры воздуха у поверхности земли

Теплооборот, один из климатообразующих процессов, описывает процессы получения, передачи, переноса и потери тепла в системе земля – атмосфера. Особенности процессов теплооборота определяют температурный режим местности. Тепловой режим атмосферы обусловлен, прежде всего, теплообменом между атмосферным воздухом и окружающей средой. Под окружающей средой при этом понимают космическое пространство, соседние массы и особенно земную поверхность. Решающее значение для теплового режима атмосферы имеет теплообмен с земной поверхностью путем молекулярной и турбулентной теплопроводности.

Распределение температуры воздуха по земному шару зависит от общих условий притока солнечной радиации по широтам (влияние широты местности), от распределения суши и моря, которые по-разному поглощают радиацию и по-разному нагреваются (влияние подстилающей поверхности), и от воздушных течений, переносящих воздух из одних областей в другие (влияние циркуляции атмосферы).

24 Водяной пар в атмосфере. Единицы измерения влажности воздуха. Гигрометрические характеристики

Водяной пар — газообразное состояние воды. Не имеет цвета, вкуса и запаха. Содержится в тропосфере.

Образуется молекулами воды при её испарении. При поступлении водяного пара в воздух он, как и все другие газы, создаёт определённое давление, называемое парциальным.^[1] Оно выражается в единицах давления — паскалях. Водяной пар может переходить непосредственно в твёрдую фазу — в кристаллы льда. Количество водяного пара в граммах, содержащегося в 1 кубическом метре, называют абсолютной влажностью воздуха.

• Влажность обычно характеризуется количеством воды в веществе, выраженным в процентах (%) от первоначальной массы влажного вещества (массовая влажность) или её объёма (объёмная влажность).
• Влажность можно характеризовать также влагосодержанием, или абсолютной влажностью — количеством воды, отнесённым к единице массы сухой части материала. Такое определение влажности широко используется для оценки качества древесины.

Эту величину не всегда можно точно измерить, так как в ряде случаев невозможно удалить всю неконденсированную воду и взвесить предмет до и после этой операции.

• Относительная влажность характеризует содержание влаги по сравнению с максимальным количеством влаги, которое может содержаться в веществе в состоянии термодинамического равновесия. Обычно относительную влажность измеряют в процентах от максимума.

· Влажность воздуха — это величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли — одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата.

· Влажность воздуха в земной атмосфере колеблется в широких пределах. Так, у земной поверхности содержание водяного пара в воздухе составляет в среднем от 0,2 % по объёму в высоких широтах до 2,5 % в тропиках. Упругость пара в полярных широтах зимой меньше 1 мбар (иногда лишь сотые доли мбар) и летом ниже 5 мбар; в тропиках же она возрастает до 30 мбар, а иногда и больше. В субтропических пустынях упругость пара понижена до 5—10 мбар.

· Абсолютная влажность воздуха (f) — это количество водяного пара, фактически содержащегося в 1 м³ воздуха. Определяется как отношение массы содержащегося в воздухе водяного пара к объёму влажного воздуха.

· Обычно используемая единица абсолютной влажности — грамм на метр кубический, г/м³

· Относительная влажность воздуха (φ) — это отношение его текущей абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при данной температуре. Она также определяется как отношение парциального давления водяного пара в газе к равновесному давлению насыщенного пара.

25 Методы и средства измерения влажности воздуха

Приборы для измерения влажности называют гигрометрами. В настоящее время в основном используются следующие методы и средства измерения влажности воздуха.

Гигрометры точки росы. Охлаждаемое (например, с помощью элемента Пельтье) маленькое зеркальце помещается в поток исследуемого газа. С помощью фотоэлемента, фиксирующего образование на зеркальце росы, регулируется его температура. Измерив температуру, определяют точку росы. Существуют гигрометры, использующие вместо зеркальца электроды, проводимость которых меняется в результате запотевания.

Психрометр. Прибор, состоящий из двух термометров - увлажненного и обычного. Анализируя разницу показаний термометров, определяют точку росы. Чем ниже насыщенность воздуха парами воды, тем интенсивнее вода будет испаряться с поверхности увлажненного термометра и тем ниже его температура и больше разница показаний двух термометров.

Электролизный гигрометр. Измеряемый поток воздуха (газа) пропускают возле платиновых электродов с пятиокисью фосфора, которая поглощает воду. При приложении напряжения к электродам вода разлагается на водород и кислород. Ток электролиза пропорционален количеству поглощенной воды, т.е. абсолютной влажности.

Гигрометр инфракрасного излучения. Путем измерения поглощения инфракрасного излучения определяют абсолютную влажность.

Электрические гигрометры с проводящей пленкой. В зависимости от количества поглощенного водяного пара изменяется электрическое сопротивление проводящей пленки. Отградуировав пленку в дальнейшем можно определять абсолютную влажность исследуемого газа.

Волосяные гигрометры. В таких гигрометрах происходит измерение удлинения обезжиренного человеческого волоса и определяется влажность. Удлинение под влиянием влажности может достигать 2,5%.

Гигрометры с биморфным элементом. Основой такого гигрометра является металлическая спиральная пружина, покрытая с одной стороны поглощающим влагу веществом. Под влиянием поглощенной воды вещество расширяется и изменяет геометрические параметры пружины. Отградуировав можно определять влажность воздуха (газа).

 

26 Испарение. Транспирация, суммарное испарение. Скорость испарения

Испаре́ние — физический процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное (пар) с поверхности жидкости

Транспирация — процесс движения воды через растение и её испарение через наружные органы растения, такие как листья, стебли и цветы. Вода необходима для жизнедеятельности растения, но только небольшая часть воды, поступающей через корни используется непосредственно для нужд роста и метаболизма.

суммарное испарение — Полное количество воды, возвратившейся с земной поверхности в атмосферу, включая испарение с почвы и транспирацию с растительного покрова.

27 Суточный и годовой ход влажности воздуха, ее географическое распределение и изменение с высотой

С высотой давление водяного пара убывает; убывает и абсолютная влажность воздуха. Это вполне понятно: ведь давление и плотность воздуха в целом также убывают с высотой. Замечательно, однако, то, что процентное содержание водяного пара по отношению к постоянным газам воздуха также убывает с высотой. Это значит, что давление и плотность водяного параубывают с высотой быстрее (даже значительно быстрее), чем общее давление и общая плотность воздуха. Зависит это от того, что водяной пар постоянно поступает в атмосферу снизу, и постепенно распространяясь вверх, конденсируется в более или менее высоких слоях вследствие понижения температуры. Поэтому в нижних слоях его больше по отношению к сухому воздуху, чем в верхних.

Географическое распределение влажности воздуха зависит:

1) от испарения в каждом данном районе;

2) от переноса влаги воздушными течениями из одних мест Земли в другие.

28 Конденсация и сублимация в атмосфере. Продукты конденсации

Конденса́ция паров (лат. condense — накопляю, уплотняю, сгущаю) — переход вещества в жидкое или твёрдое^[1] состояние из газообразного (обратный последнему процессу называется сублимация).

В зависимости от температуры поверхности, а также температуры и влажности воздуха, могут образовываться роса, иней, изморозь, а при определенных условиях гололед.

29 Облака. Международная классификация облаков: генетическая и морфологическая

Облака́ — взвешенные в атмосфере продукты конденсации водяного пара, видимые на небе с поверхности земли.

В зависимости от высоты расположения нижней границы и внешнего вида все облака подразделяются на четыре группы - морфологическая классификация:

I. Облака верхнего яруса - нижняя граница более 6 км:

- перистые, Cirrus (Ci) -,;

- перисто - слоистые, Cirrostratus (Cs) -,,;

- перисто - кучевые, Cirrocumulus (Cс) -.

II. Облака среднего яруса - нижняя граница от 2 до 6 км:

- высоко - слоистые, Altostratus (As) - (плотные), (тонкие);

- высоко - кучевые, Altocumulus (Ac) - (тонкие),

(распространяющиеся по небу), (плотные),

(чечевицеобразные), (башенкообразные или хлопьевидные);

III. Облака нижнего яруса - нижняя граница менее 2 км:

- слоисто - дождевые, Nimbostratus (Ns) -;

- разорвано - дождевые, Fractonimbus (Fr nb) -;

- слоисто - кучевые, Stratocumulus (Sc) -;

- слоистые, Stratus (St) -;

- разорвано - слоистые, Fractostratus (Fr st) -.

IV. Облака вертикального развития - нижняя граница менее 2 км, верхняя граница - в среднем или верхнем ярусе:

- кучевые, Cumulus (Cu) -;

- мощно - кучевые, Cumulus congestus (Cu cong) -;

- кучево - дождевые, Cumulonimbus (Cb) - (лысые),

(с наковальней).

По условиям образования- генетическая классификация - облака подразделяются на три группы:

I. Кучевообразные облака

Причина образования - различные виды конвекции. К ним относятся: кучевые, мощно - кучевые, кучево - дождевые, высоко - кучевые башенкообразные или хлопьевидные и перисто - кучевые облака.

Кучевые облака -это небольшие облачные массы белого цвета, разбросанные по небу в виде куч. Нижнее основание облаков плоское на высоте 800…1500 м, вершина - выпуклая на высоте 2…3 км. Состоят из капель воды, осадков не дают. Над континентом кучевые облака образуются преимущественно в тёплое время года. Обычно они появляются в 10…12 часов, в 14…15 достигают максимального развития и к вечеру размываются. Малоразвитые по вертикали, плоские кучевые облака называются «облаками хорошей погоды». Полет под облаками и в облаках сопровождается слабой болтанкой, т.к. скорость восходящих потоков 2…5 м/с. Облака располагаются ниже нулевой изотермы, поэтому обледенение в них не наблюдается.

Мощно - кучевые облака - образуются из кучевых облаков. При большой влажности воздуха (б > 10 г./м) и благоприятных условиях для развития конвекции кучевые облака развиваются по вертикали, переходят через нулевую изотерму и становятся мощно - кучевыми. Нижнее основание облаков плоское, слегка сероватое или синеватое на высоте 600…1000 м, вершина - куполообразная, белого цвета на высоте 4…6 км. Мощно - кучевые облака могут располагаться в виде отдельных редких облаков или в виде значительного скопления, закрывающего почти все небо. Облака капельно - жидкие, но выше изотермы 0°С капли воды находятся в переохлажденном состоянии. Осадки из мощно - кучевых облаков не выпадают. В облаках преобладают восходящие потоки, скорость которых достигает 10…15 м/с. Полёты внутри мощно - кучевых облаков запрещены руководящими документами из - за сильной болтанки по всему облаку и интенсивного обледенения выше нулевой изотермы.

Кучево-дождевые облака - огромные горообразные облачные массы с тёмными основаниями и ярко - белыми вершинами, которые, как правило, имеют волокнистое строение. По вертикали кучево - дождевые облака могут развиваться до тропопаузы, а иногда пробивают тропопаузу и вклиниваются в нижнюю стратосферу. Образуются из мощно - кучевых облаков при абсолютной влажности воздуха более 13 г./м или упругости водяного пара более 15 гПа. При благоприятных условиях для развития конвекции и большом влагосодержании воздуха мощно - кучевые облака продолжают расти вверх, и достигают вершинами высот, где температура воздуха настолько низкая, что в облаках начинают образовываться ледяные кристаллы. Таким образом, микроструктура кучево - дождевого

облака смешанная - имеются как капли воды, так и кристаллы льда. Процесс перерастания мощно - кучевого облака в кучево - дождевое происходит очень быстро, иногда в течение 15…20 минут. Признаком такого перерастания может служить изменение формы мощно - кучевого облака. Пока развивающееся облако состоит только из капель воды, оно осадков не дает и имеет резко очерченные контуры. Вершина облаков выглядит подобно головке цветной капусты. Как только верхняя часть облака приобретает кристаллическое строение, оно теряет свои резкие очертания, его края начинают лохматиться, а вершина принимает вид перевернутой метлы (наковальни). Ледяные кристаллы, находясь в соседстве с переохлажденными каплями воды, быстро увеличиваются и начинают выпадать из облака. С момента выпадения осадков облака становятся кучево - дождевыми. Из кучево - дождевых облаков выпадают ливневые осадки в виде дождя, снега, крупы, града. Скорость восходящих

потоков в облаке может достигать 30…40 м/с; за счёт ливневых осадков в кучево - дождевых облаках возникают нисходящие потоки со скоростью 10…15 м/с. Развитие кучево - дождевых облаков, и выпадение ливневых осадков часто сопровождается грозами (), шквалами () и смерчами ().

В зависимости от причин образования, кучево - дождевые облака бывают внутримассовыми и фронтальными. Полет внутри всякого Cb облака опасен и запрещается руководящими документами по следующим причинам:

- сильная болтанка () от нижней границы облака (НГО) до верхней границы облака (ВГО);

- интенсивное обледенение () на всех высотах выше нулевой изотермы;

- возможен разряд молнии через ВС;

- ливневые осадки () ухудшают видимость на взлёте и при заходе на посадку, а град может повредить отдельные части ВС в полёте;

- при полёте в сильных ливневых осадках (видимость менее 1000 м) может произойти срыв потока;

- кучево - дождевые облака часто сопровождаются шквалами и смерчами.

Высоко - кучевые хлопьевидные или башенкообразные облака имеют вид крупных хлопьев, разделённых просветами голубого неба, или башенок, посаженных на одно общее основание. Образуются в тёплое время года, как правило, в утренние часы, когда в средней тропосфере наблюдается неустойчивое равновесие воздуха. НГО составляет 3…5 км, толщина - 200…500 м. Непосредственно на полёт влияния не оказывают, но являются хорошим признаком образования грозы в дневные часы. При этом, чем больше башенок или хлопьев, тем ближе по времени гроза.

Перисто - кучевые облака - белые тонкие облака, имеющие вид очень мелких волн, хлопьев, барашков. Образуются на высоте выше 6 км, состоят из кристаллов льда, толщина облаков 200…300 м. На полёт влияния не оказывают.

II. Слоистообразныеоблака

Причина образования - восходящее скольжение. К ним относятся: слоисто - дождевые, разорвано - дождевые, высоко - слоистые, перисто - слоистые и перистые облака.

Слоисто - дождевые облака имеют вид тёмно - серого облачного покрова, как правило, закрывающего всё небо. Высота НГО 300…500 м и менее. Вертикальная мощность колеблется от нескольких сотен метров до нескольких километров. Это смешанные облака с водностью 0,6…1,3 г/м. Из них выпадают обложные осадки - продолжительные, средней интенсивности, занимающие большие площади: 200…300 км по ширине и до тысячи километров по длине. Полёт в таких облаках проходит спокойно, но, выше нулевой изотермы, в облаках, а зимой и в осадках наблюдается обледенение ВС, интенсивность которого зависит от водности облака и температуры воздуха. В осадках НГО размывается и может располагаться на высоте 100 м и ниже, что затрудняет их пробивание при заходе на посадку. Во все сезоны года при полёте в облаках могут возникать значительные электростатические заряды.

Разорванно - дождевые облака представляют собой бесформенные чёрные полосы на общем сером фоне слоистообразной облачности. Причиной их образования является насыщение холодного воздуха (ХВ) обложными осадками, выпадающими из слоисто - дождевых облаков, и динамическая турбулентность, возникающая при движении ХВ по неровностям подстилающей поверхности. Состоят из переохлаждённых капель, иногда ледяных кристаллов. НГО 50…100 м, толщина 100…200 м. Разорванно - дождевые облака затрудняют или исключают взлёт, посадку и визуальные полёты ВС.

Высоко - слоистые облака представляют собой однородную серую пелену толщиной 1…2 км и имеют большую горизонтальную протяжённость. Солнце и Луна просвечивают через них, как сквозь матовое стекло. Это смешанные облака. Из них могут выпадать обложные осадки, которые до земли доходят только зимой в виде снега. Поэтому зимой ширина зоны осадков увеличивается до 400…500 км. При полётах в высоко - слоистых облаках наблюдается обледенение ВС, интенсивность которого зависит от водности облака и температуры воздуха. Вероятность обледенения в этих облаках больше в тёплое время года. Видимость в облаках плохая - несколько десятков метров. При длительном полете в них ВС заряжаются статическим электричеством.

Перисто - слоистые облака имеют вид однородной белой или голубоватой пелены, закрывающей всё небо. Толщина облаков от нескольких сотен метров до нескольких километров. Облака состоят из ледяных кристаллов. Солнце и Луна просвечивают через них, образуя белые или радужные круги - гало. Оно служит признаком последующего ухудшения погоды. При полётах в облаках происходит электризация ВС. Видимость хорошая.

Перистые облака - параллельные полосы с загнутыми к верху передними краями в виде крючков или коготков, поэтому они называются крючковидными или когтевидными. Облака кристаллические, осадки из них не выпадают. Толщина облаков от нескольких сотен метров до нескольких километров. Они располагаются впереди линии фронта на расстоянии 800…1000 км и являются предвестниками плохой погоды. Полёт спокоен, видимость хорошая, но при длительном полёте возможна электризация ВС.

Разделы

• Физическая метеорология (разработка радиолокационных и космических методов исследования атмосферных явлений)
• Динамическая метеорология (изучение физических механизмов атмосферных процессов)
• Синоптическая метеорология (наука о закономерностях изменения погоды).
• Климатология
• Аэрология (наука, изучающая верхние слои атмосферы до нескольких десятков километров от поверхности Земли)

Кроме того, есть такие прикладные разделы, как:

• Авиационная метеорология
• Агрометеорология
• Биометеорология (наука, изучающая влияние атмосферных процессов на человека и другие живые организмы)
• Ядерная метеорология (наука, изучающая естественную и искусственную радиоактивность, распространение в атмосфере радиоактивных примесей, влияние ядерных взрывов)
• Радиометеорология (наука, изучающая распространение радиоволн в атмосфере)
• Спутниковая метеорология

Предмет исследования

• физические, химические процессы в атмосфере
• состав атмосферы
• строение атмосферы
• тепловой режим атмосферы
• влагообмен в атмосфере
• общая циркуляция атмосферы
• электрические поля
• оптические и акустические явления.
• циклоны
• антициклоны
• ветра
• фронты
• климат
• погода
• облака
• метеоры

 

2 Определения атмосфера погода климат климатология/

Климатология - это наука о климате, то есть о совокупности атмосферных условий, присущих определенной местности в зависимости от ее географической обстановки.

Пого́да — совокупность значений метеорологических элементов и атмосферных явлений, наблюдаемых в определенный момент времени в той или иной точке пространства

Кли́мат (др.-греч. κλίμα (род. п. κλίματος^[1]) — наклон; (имеется ввиду наклон солнечных лучей к горизонтальной поверхности) — многолетний (порядка нескольких десятилетий) режим погоды. Погода, в отличие от климата — это мгновенное состояние некоторых характеристик (температура, влажность, атмосферное давление). Климат в узком смысле — локальный климат — характеризует данную местность в силу её географического местоположения. Климат в широком смысле — глобальный климат — характеризует статистический ансамбль состояний, через который проходит система «атмосфера — гидросфера — суша — криосфера — биосфера» за несколько десятилетий^[2]. Отклонение погоды от климатической нормы не может рассматриваться как изменение климата, например, очень холодная зима не говорит о похолодании климата^[1].

Атмосфера – это газовая оболочка Земли, обеспечивающая защиту от жестких воздействий космоса и необходимая для существования жизни на нашей планете.

3 Организация метеорологических наблюдений/

Метеорологические наблюдения – это инструментальные измерения и визуальные (зрительные) оценки метеорологических величин и явлений. Достигается это путем организации большого числа пунктов (станций и постов) наблюдения по единой программе и с помощью однотипных приборов.

На всех метеорологических станциях наблюдения производятся в единые синхронные сроки наблюдений: 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 и 21 ч московского (зимнего) времени.

Метеорологические данные, получаемые в результате наблюдений, служат основой для составления прогнозов погоды, оценки условий на водных объектах, уровней загрязнения природной среды, предупреждений об опасных и стихийных гидрометеорологических явлениях и для многих других целей.

4 Метеорологическая служба. Всемирная метеорологическая организация/

Метеорологическая служба

служба обеспечения фактической и прогностической информацией о метеорологических условиях тех или иных районов. Входит в состав гидрометеорологической службы.

Всемирная метеорологическая организация (ВМО, англ. World Meteorological Organization, WMO, фр. Organisation météorologique mondiale, OMM) — специализированное межправительственное учреждение Организации Объединённых Наций в области метеорологии. Основано в 1950 году. Является компетентным органом ООН по вопросам наблюдения за состоянием атмосферы Земли и её взаимодействия с океанами. Штаб-квартира ВМО находится в Женеве, Швейцария.