Метэаралогія і кліматалогія
Практыкум
Выдавец: Вышэйшая школа
Памер: 223с.
Мінск 2011
У прыёмных прыстасаваннях адлюстраваныя сігналы (радыёрэха) узмацняюцца і выводзяцца на экраны індыкатараў, якія знаходзяцца на панэлі кіравання лакатарам (рыс. 11.6).
Рыс. 11.6. Экраны індыкатара на панэлі кіравання лакатарам
МРЛ-5 мае два аднолькавыя індыкатары. Адзін з іх выконвае функцыі кругавога агляду прасторы ў палярных каардынатах «азімут нахіленая далёкасць», другі у прамавугольных каардынатах «гарызантальная далёкасць вышыня». У індыкатарах выкарыстоўваецца электронна-прамянёвая трубка, якая мае дыяметр экрана 450 мм. Неабходны рэжым работы індыкатараў забяспечваецца аператарам з панэлі кіравання лакатарам.
Вынікі назіранняў радыёлакатара, выведзеныя на экраны індыкатараў, фіксуюцца фотакамерамі і пераводзяцца на фотаздымкі. Нарыс. 11.7 прыведзены фотаздымкі воблачных сістэм, знятых з экрана радыёлакатара. Сістэмы воблакаў, звязаныя з рознымі тыпамі надвор’я, маюць розны выгляд на экране індыкатара. Так, франтальныя сістэмы воблакаў маюць выцяг-
Рыс. II. 7. Радыёрэха ад зон ападкаў: a франтальныя ападкі; б унутрымасавыя ападкі
Рыс. 11.8. Радыёрэха ад трапічнага цыклона
нутую форму (рыс. 11.7, a), а ўнутрымасавыя канвектыўныя воблакі кампактную акруглую (рыс. 11.7, б). Зусім своеасаблівае радыёрэха пасылаюць на экран індыкатара трапічныя цыклоны (рыс. 11.8).
11.4. Спадарожнікавае зандзіраванне атмасферы
Важным дасягненнем сучаснай метэаралогіі з’яўляецца дыстанцыйнае зандзіраванне атмасферы з дапамогай штучных спадарожнікаў Зямлі (ШСЗ). Метэаралагічны ШСЗ гэта касмічная аўтаматычная абсерваторыя, аснашчаная складаным электрычным, аптычным і радыёэлектронным абсталяваннем, якое прызначана для вымярэння, запамінання і перадачы на Зямлю гідраметэаралагічнай інфармацыі.
У цяперашні час створаны аўтаматызаваныя сістэмы апрацоўкі спадарожнікавых шматспектральных фотаздымкаў. Фотаздымкі воблачнасці і падсцілачнай паверхні робяць у бачным і інфрачырвоным спектрах выпраменьвання. Яны паступаюць з палярна-арбітальных (на вышыні 600-1000 км) і геастацыянарных метэаралагічных ШСЗ (36 000 км). Да палярна-арбітальных спадарожнікаў адносяцца «Meteor» і «NOAA», да геастацыянарных «Meteosat», «GOES» і «GMS» (рыс. 11.9).
Найбольш надзейныя назіранні за глабальнай воблачнасцю праводзяцца з дапамогай ШСЗ «NOAA» (Нацыянальнае ўпраўленне ЗША па даследаванні акіянаў і атмасферы), які працуе на палярнай арбіце з 1982 г. На спадарожніку ўстаноўлены пя-
Рыс. 11.9. Міжнародная сістэма палярна-арбітальных і геастацыянарных (у плоскасці экватара) метэаралагічных спадарожнікаў
ціканальны радыёметр сістэмы AVHRR. Пры апрацоўцы спадарожнікавых здымкаў выяўляюцца спектральныя і тэкстурныя адзнакі воблачнасці для кожнага спектральнага канала:
□ 1-ы і 2-і каналы працуюць у бачным дыяпазоне (X.] = 0,58-0,68 мкм і Х-2 = 0,73-1,1 мкм);
□ 3, 4 і 5-ы каналы працуюць у інфрачырвоным дыяпазоне (Хз = 3,55-3,93 мкм, Х4 = 10,3-11,3 мкм, Х5 = 11,5-12,5 мкм).
Спадарожнікавыя здымкі, якія паказваюць воблачныя сістэмы (рыс. 11.10-11.12), разам з сінаптычнымі картамі і картамі барычнай тапаграфіі выкарыстоўваюць пры аналізе і прагнозе надвор’я. 3 дапамогай спадарожнікавых здымкаў вызначаюць разнастайныя характарыстыкі атмасферы: глабальнае размеркаванне воблачных палёў, барычныя сістэмы і іх эвалюцыю, спіралепадобнае размеркаванне воблакаў у цыклонах, воблачныя грады, ячэйкавую структуру канвекцыйных воблакаў, атмасферныя франты і траекторыі іх перамяшчэнняў, хвалевыя адхіленні ў атмасферы, магчымасць узнікнення цыклонаў, струменныя плыні і іх восевае становішча. Пры гэтым на фоне магутнай кучавой воблачнасці паяўляецца магчымасць вызначаць узнікненне небяспечных з’яў надвор’я (навальніц, ліўняў, граду і інш.).
Велізарны аб’ём спадарожнікавай інфармацыі выкарыстоўваюць для лікавых метадаў прагнозу надвор’я і аналізу фізічнага стану атмасферы.
Зыходзячы з гэтага разлічваюць:
□ вертыкальныя профілі тэмпературы ў трапасферы і ніжняй стратасферы з высокай вырашальнасцю (да 1 км у трапасферы) і дакладнасцю каля 1 К пры адсутнасці воблачнасці;
Рыс. 11.10. Спадарожнікавы здымак (у бачным дыяпазоне) воблачнага поля
□ вертыкальныя профілі вільготнасці паветра ў трапасферы пры адсутнасці воблачнасці з вырашальнасцю 1—2 км і дакладнасцю 10% для адноснай і 20-30% для абсалютнай вільготнасці;
□ характарыстыкі воблачнага покрыва (колькасць, вышыню верхняй мяжы, фазавы склад);
□ агульную колькасць азону з дакладнасцю прыблізна 5%, вертыкальнае яго размеркаванне ў слоі 20—30 км з дакладнасцю каля 10%; метану, геміаксіду (закісу) азоту, аксіду вугляроду з дакладнасцю да 10%;
□ тэмпературу паверхні акіяна (дакладнасць 0,5 К) і сушы (дакладнасць 1 К), а таксама выпраменьвальную здольнасць зямной паверхні.
Апрыёры вядома, што кожнаму барычнаму ўтварэнню ўласцівая пэўная воблачная сістэма. На здымках у бачным дыяпа-
Рыс. 11.11. Спадарожнікавы здымак стацыянарнага фронту над Заходняй Еўропай
зоне фіксуецца сонечная радыяцыя, адбітая ад зямной паверхні ці ад верхняй мяжы воблакаў.
Розныя адценні на рыс. 11.10 сведчаць аб неаднолькавых значэннях альбеда і разнастайнасці форм воблакаў. Яркія белыя адценні характэрныя для вялікіх значэнняў альбеда, што адпавядае высокай адбівальнай здольнасці магутных кучавых і кучава-дажджавых воблакаў. Шэрыя адценні выяўляюць малыя значэнні альбеда, уласцівыя тонкім воблакам верхняга яруса, якія прасвечваюцца. Цёмна-шэрыя і чорныя адценні сведчаць аб нязначным адбіванні сонечнай радыяцыі, што характэрна для воднай паверхні (азёр, рэк, мораў) і расліннасці.
Вядома, што зямная паверхня і воблакі згодна са сваёй тэмпературай выпраменьваюць даўгахвалевую, так званую цеплавую, радыяцыю. Розная шчыльнасць колеру адпавядае рознай тэмпературы зямной паверхні і верхняй мяжы воблакаў, аб чым сведчыць дэшыфраваная сінаптычная сітуацыя спадарожнікавага здымка
воблачнага поля ў інфрачырвоным дыяпазоне выпраменьвання (гл. форзац).
3 дапамогай спадарожнікавага здымка воблачнасці распазнаны сінаптычныя аб’екты: вобласці высокага і нізкага ціску, становішча атмасферных франтоў, атмасферныя з’явы (дождж, снег, галалёд, туман, пясчаныя буры, навальніцы і інш.), аб’екты на зямной паверхні і г.д.
У якасці прыкладу размеркавання воблачнасці ўздоўж стацыянарнага фронту прыведзены спадарожнікавы здымак тако-
Рыс. 11.12. Спадарожнікавы здымак воблачнага віхру ў аклюзаваным цыклоне над Заходняй Еўропай
га фронту над Заходняй Еўропай (рыс. 11.11). Воблачная паласа стацыянарнага фронту ў выглядзе хваль распаўсюджваецца мерыдыянальна. Яе шырыня дасягае 300-400 км. Воблачная паласа складаецца са слаістаі кучавападобнай воблачнасці. У верхняй частцы здымка выразна відаць кучава-дажджавая воблачнасць, якая мае найбольш светлае адценне. На грабянях франтальнай хвалі (паказана суцэльнай чорнай лініяй), дзе развіваецца цёплы фронт (ЦФ), воблачная паласа патаўшчаецца, a ў далінах франтальнай хвалі месцы развіцця халоднага фронту (ХФ) воблачная паласа разрэджваецца і звужаецца.
Віхравую спіралепадобную форму воблачная маса набывае па меры развіцця цыклону (рыс. 11.12). У аклюзаваным цыклоне халодны і цёплы франты злучаюцца ў адзіную спіраль. Пры гэтым цёплы секгар цыклону памяншаецца, а ў яго тылавой частцы ўсталёўваецца малавоблачнае надвор’е. Тут развіваюцца грады кучавападобных воблакаў.
Вынікі апрацоўкі спадарожнікавых здымкаў могуць быць адлюстраваныя на схематычных картах воблачнасці картах нефаналізу. На карту нефаналізу ці на дэшыфраваны здымак з дапамогай спецыяльных значкоў (табл. 11.2) наносяцца па
Табліца 11.2
Умоўныя абазначэнні формы і колькасці воблакаў на картах нефаналізу
Умоўныя абазначэнні
Характарыстыкі
Пакрыта воблакамі,%
Кучавападобныя
Магутныя кучавыя ці кучава-дажджавыя
Перыстападобныя
Слаістападобныя
Слаіста-кучавападобныя
Межы воблакаў
0
нвл
знч
Сб с
Ясна
Невялікая
Значная
Суцэльная з прасветамі Суцэльная
20
20-50
50-80
Болып за 80
—
—
□ / 02 03 00 4 005
1 суцэльная воблачнасць
2 — нязначная воблачнасць ці бязвоблачна
3 цэнтр сыходжання воблачных спіралей
4 халодны ці цёплы фронт
5 — выразныя палосы
Рыс. 11.13. Будова воблачных палёў у цыкланічных утварэннях на карце нефаналізу:
a стадыя хвалі; б малады цыклон; в стадыя найбольшага развіцця пачатак аклюзіі; г аклюзаваны цыклон (праз 1-2 сугак пасля пачатку аклюзавання); д, е аклюзаваны цыклон у пачатковай і заключнай стадыях запаўнення; Н цэнтр нізкага ціску
меры воблачных палёў і прамежкаў паміж імі, абазначаюцца воблачныя палосы, віхры, адзначаецца наяўнасць ільду, снегавога покрыва і іншых асаблівасцей падсцілачнай паверхні.
Лабараторная работа. Даць параўнальную ацэнку спадарожнікавай інфармацыі аб воблачнасці: здымкаў у бачным (тэлевізійным) і інфрачырвоным участках спектра, карты нефаналізу. Скласці схематычнае адлюстраванне воблачнасці па ТВ-здымках, даць іх апісанне. У якасці ўзору выкарыстаць рыс. 11.13, 11.14.
Зыходныя матэрыялы. ТВі ІЧ-здымкі, карты нефаналізу.
Указанні па выкананні работы. Для параўнальнай ацэнкі ТВі ІЧ-здымкаў, карты нефаналізу неабходна:
1) разгледзець ТВі ІЧ-здымкі і адзначыць дэталі, якія добра выяўляюцца, слаба і зусім не выяўляюцца;
Рыс. 11.14. Воблачнасць цыкланічнага ўтварэння: спадарожнікавы тэлевізійны здымак; б карта нефаналізу
2) вывучыць умоўныя абазначэнні, што ўжываюцца пры дэшыфраванні спадарожнікавых здымкаў;
3) параўнаць структуру воблачнасці, прааналізаваць стан паветраных мас;
4) вызначыць напрамак град і палос воблачнасці па здымках і ўказаць напрамак ветру;
5) вызначыць межы воблачнасці і яе колькасць у межах асобных контураў. Скласці схематычнае адлюстраванне воблачнасці, выкарыстаўшы ўмоўныя абазначэнні на картах нефаналізу.
11.5. Дыстанцыйныя метэаралагічныя станцыі
Дыстанцыйныя і аўтаматычныя метэаралагічныя станцыі ўяўляюць сабой вымяральныя сістэмы, якія складаюцца з сукупных вымяральных і дапаможных сродкаў, злучаных паміж сабой каналамі сувязі, і забяспечваюць атрыманне інфармацыі ў форме, зручнай для аўтаматычнай яе перадачы на вялікія адлегласці.
КНІГІ ОНЛАЙН
