Как это сделано: с чего начинается прогноз погоды

12 января 2015, 13:55 4 862

Возможность узнать, какая погода ждет нас завтра или через неделю, мы давно уже воспринимаем как данность. Прогноз стал неотъемлемой частью каждого выпуска новостей, а уж зайдя в интернет, узнать его можно за пару секунд. Получая информацию в готовом виде, никто из нас не задумывается, откуда берутся все эти данные и кто высчитывает для нас пресловутые градусы, метры в секунду и миллиметры ртутного столба. Корреспондент делового портала YA62.ru побывал на метеостанции и узнал, как определяют высоту облаков, зачем нужен гелиограф и кто шлет метеорологам телеграммы с воздуха.

На большом воздушном шаре

Мой приезд на станцию совпал по времени со школьной экскурсией и случился всего за 15 минут до самого, пожалуй, интересного процесса — запуска радиозонда. Впрочем, этого времени хватило для того, чтобы понять, насколько важен этот прибор. Впечатлившись его значимостью, первое, что я смогла произнести, когда увидела зонд: «Такой маленький?!»

Это пенопластовый кубик по размеру раза в полтора меньше средней обувной коробки, поставленной вертикально. Так прост он только снаружи. Внутри у зонда установлены датчики температуры и влажности, он определяет направление и скорость ветра, а потом формирует телеграммы с данными о погодных условиях и отправляет их на станцию – для этого у него есть антенна. В электронном виде их получает компьютер, и все данные высвечиваются в специальной программе.

Зонд одноразовый, но и для одного полета миссия у него немаловажная. Поэтому, чтобы избежать неприятных сюрпризов, перед отправлением зонд проверяют на пригодность.

— Я сейчас вывешу его на улицу, чтобы он набрал свою температуру, потому что бывает такое, что они бракованные, — рассказывает техник-метеоролог Дмитрий Бахмутов. — У меня сейчас еще 10 минут есть до выпуска, чтобы, если что, его поменять. Сейчас, если у нас не будет проходить температура или влажность, если будут высвечиваться показатели, далекие от реальных, или вообще ничего не будет показываться – значит, надо его менять.

На компьютере выставляют угол и высоту, на которой зонд будет лететь. В момент запуска его «ловят» с помощью локатора, чтобы потом получать сигнал.

— Если я его не поймаю, то он может просто улететь и все – никаких данных мы не получим.

Спускаемся в газогенераторную. Здесь находятся два больших белых воздушных шара, накаченных водородом. Прибор привязывают к шару веревочкой и отпускают его в небо с площадки прямо напротив окон техника.

Телеграмма!

Когда я вернулась с запуска, шарик уже поднял зонд на одну тысячу двести метров. За время полета он обычно поднимается на высоту до 30-36 километров.

— Вертикальная скорость – 6 м/с. С такой скоростью он сейчас поднимается вверх, — объясняет Дмитрий. — Температура — +9,4, давление в миллибарах — 877. Вот наши данные на земле.

Температуру зонд показывает именно на той высоте, где сейчас находится, но она сильно влияет на температуру у поверхности земли.

Следят за прибором до тех пор, пока не лопнет или постепенно не сдуется воздушная оболочка. Иногда радиозонд может просто отказать – отключиться, и тогда данные перестанут поступать.

Телеграммы поступают с летящего зонда в четыре этапа. Прибор передает, как изменились температура и влажность воздуха, скорость и направление ветра. Сейчас телеграмма принимается автоматически, а раньше все это получалось и кодировалось вручную.

На улице

Запуск зонда – лишь один из этапов работы на метеостанции. Специалист заступает на суточную смену и в течение этого времени проверяет множество приборов, установленных на улице. Метеостанция занимает большую территорию – помимо газогенераторной, откуда запускали зонд, и основного рабочего помещения, где мы следили за перемещением прибора, здесь есть и жилые дома для сотрудников, и, конечно, уличная площадка с измерительными приборами.

Первый из них — гелиограф. Этот прибор показывает продолжительность солнечного сияния в течение суток. Если подняться по лестнице и заглянуть внутрь, то можно увидеть, что основные его составляющие — стеклянный шар и бумажная лента.

— Принцип этого шара точно такой же, как у лупы. Солнце светит сквозь шар и прожигает ленточку, которая разделена на часы. Потом ее достают, вручную считают, сколько часов светило солнце, а потом забивают данные в компьютер.

С этого прибора они не поступают на монитор автоматически, в отличие от большинства установленных здесь. Гелиограф не столько важен для прогноза, сколько для агрометеорологов, которые наблюдают за посевами сельхозкультур.

Прямо у входа стоит прибор, напоминающий чашу на ножке. На ней натянута марля, с помощью которой осадки за месяц проверяют на кислотность и радиоактивность.

Конструкция, напоминающая несколько турников или лесенок с детской площадки, называется гололедный станок. По нему можно отслеживать такие сложные отложения, как гололед, изморозь и налипание мокрого снега.

Неподалеку вкопаны три столбика. Это снегомерные рейки. По ним раз в сутки определяют уровень выпавшего снега. Следующие приборы расположены вдоль мостика.

– Здесь у нас вытяжные термометры, пять штук. Вытяжные, потому что берем их вот так и вытягиваем. Это штативы, к которому прикручены термометры. Все они показывают температуру на разной глубине. Каждый вкопан в два раза глубже предыдущего. Если этот опускается на 20 см, то следующий идет уже 40 см, потом 80 см, 1 м 60 см и 3 м 20 см.

Температуру почвы на разной глубине важно знать тем, кто прокладывает трубы или вкапывает, чтобы знать, замерзнут они или нет. Так, показатели температур под землей здесь берет Теплосеть.

Следующий на очереди — мерзлотомер. В эту прозрачную конструкцию заливается вода. Когда она замерзает, по специальной шкале отмечают глубину промерзания почвы.

— По нему мы определяем, насколько почва замерзает, — объясняет Дмитрий назначение прибора. — Мне кажется, зимой прошлой сантиметров сорок было. А так и до 80 бывает.

На площадке есть небольшой оголенный участок. Как объяснили специалисты, он пустует неспроста. Оказывается, его необходимо поддерживать в таком состоянии — без травы и каких-либо лишних объектов, чтобы данные были более точными. Здесь на почве лежат три огромных «градусника». Они показывают температуру на почве. Один — минимальную за три часа, другой – максимальную за тот же период, а третий – реальную, в данный момент.

«Максимальный» работает по тому же принципу, что и привычный для нас градусник, который мы кладем под мышку – столбик поднимается вверх и опустится только тогда, когда его хорошенько встряхнут.

Мы переходим к следующему прибору. Его внешний вид и название полностью отражают назначение. На высокой подставке стоит ведро с носиком, как у чайника. Это осадкомерное ведро. Несложно догадаться, что с его помощью определяют количество выпавших осадков. Каждые 12 часов воду из него переливают в мензурку со шкалой и смотрят, сколько выпало сантиметров.

Это тоже делается вручную, хотя у ведра есть автоматизированный аналог. Однако зимой он не используется, так как реагирует только на дождь, а измерять уровень снега не может. Весной его снова запустят, и он будет подавать данные об уровне осадков на компьютер. Есть у этого прибора и еще одна неточность – он может сильный ветер принять за осадки и показать зашкаливающий результат. Поэтому все же вернее измерения, проведенные вручную.

Проходя мимо некоторых особенно громоздких и замысловатых приборов, мой экскурсовод комментирует: «А это уже просто раритет – как памятник!».

По большому счету практически все эти ручные приборы, занимающие целую площадку, в современном варианте уместились в небольшой металлической будке на столбе. Однако здесь не отказываются от старых устройств из-за их надежности.

— Вот, например, флюгер есть автоматический, но иногда и ручной приходится использовать, — рассказывает заместитель начальника Рязанского центра метеорологии и мониторинга окружающей среды Светлана Торчинова. — Был случай, например, когда ветер дунул до 30 метров в секунду и электрические вертушки полетели, а такой флюгер выдержал — это во-первых. А во-вторых, при сильном ветре мы делаем предупреждение для Рязаньэнерго и они отключают электроэнергию, чтобы обезопасить себя от аварий. А у нас приборы электрические – тогда все приходится измерять вручную.

К облакам и обратно

За пределами общей площадки, рядом с главным зданием, стоит будка. Она измеряет качество воздуха и проверяет его на наличие вредных веществ. Все это отправляется на химанализ в Рязань — после проверки специалисты скажут, можно ли дышать этим воздухом.

Расставленные справа от входа небольшие ящики, напоминающие улья, измеряют высоту облаков. Один из них открывают, и в небо отправляется луч, там он врезается в облака и возвращается обратно, образуя параболу, пик которой и есть минимально низкая высота облачности.

— Если облака низкие, мы звоним в Рязань, в Дягилево, передаем информацию в Москву, — рассказывает Дмитрий. — В первую очередь это нужно для пилотов. Заходя на посадку при низкой облачности, они просто не увидят, куда сажать самолет.

Для истории и прогноза на будущее

Потом со всех приборов, которые мы прошли на метеоплощадке, точнее с их автоматизированных аналогов, данные поступают в компьютер.

Монитор разделен на шесть граф, верхний ряд слева показывает нам направление и скорость ветра. Сверху в центре мы видим температуру. Здесь точка росы и влажность воздуха. Сверху справа — давление. Внизу слева закодированная телеграмма, которая отправляется в Москву со всеми данными. Снизу по центру температура почвы и справа снизу осадки.

— То, что показано на экране, – это датчики электронные, это введено недавно. Вот эти приборы – старые, которые используются очень давно, но мы их пока не снимаем, потому что мало ли что-то выйдет из строя – старые надежнее, — поясняет Светлана Торчинова.

Видимость не видима

Чтобы определить видимость, специалист поднимается на второй этаж и… смотрит в окно. Специального прибора для этого измерения нет. Зато есть таблица объектов для дневной видимости, в числе которых лесополоса, березовая посадка, столб и другие.

До каждого из них вымерено расстояние. В зависимости от того, какой объект виден, делают вывод о видимости. Так, 20 км – это самая хорошая, потом идет 10 км – это уже хуже, потом 4 км — дымка, мутно становится при двух километрах, при километре и меньше — сообщают о тумане.

— Раньше у нас работали приборы по измерению дальности видимости, но сейчас их фактически не выпускают, а старые наши пришли в негодность, поэтому все визуально делаем.

Помимо компьютера и закодированных телеграмм, которые направляют в Рязань и Москву, все данные о погодных условиях заносят в специальные книжечки. Сюда вписывают и видимость, и облачность, определив тип облаков по атласу, и температурные показатели и все погодные явления — поземок, туман, дожди, грозы.

Чтобы информация со временем не стерлась и не пропала, все записи делают исключительно простым карандашом.

— Эти книжки хранятся вечно, — говорит Светлана Торчинова.

СПРАВКА:

На территории Рязанской области находится 10 метеостанций, 16 гидрологических постов, где наблюдают за уровнем воды, скоростью течения и расходом воды в реках. В регионе также есть аэрометеорологические посты, которые наблюдают природные явления на полях с сельхозкультурами. Из десяти метеостанций две — в Елатьме и Павелеце — являются реперными, то есть опорными, которые нельзя закрыть или перенести в другое место. Они ведут наблюдения уже более ста лет. Вместе с рязанской они входят в число станций международного обмена — то есть данные, которые они получают, передаются не только в Москву, но и во Всемирный метеорологический центр.