Определение и запись общего количества облаков, а так же определение и запись количества облаков нижнего и среднего ярусов и их высот.
Определение и запись общего количества облаков
Количество облаков выражается в баллах по 10-бальной шкале от 0 до 10. На глаз оценивается сколько десятых частей неба покрыто облаками.
Если облаков нет или облачность покрывает менее 1/10 неба, облачность оценивается баллом 0. Если облаками покрыты 1/10, 2/10, 3/10 части неба и т.д., ставятся отметки соответственно 1, 2, 3 и т.д. Цифра 10 ставится только тогда, когда всё небо сплошь покрыто облаками. Если в небе наблюдаются хотя бы и очень небольшие просветы, записывается 10
Если количество облаков больше 5 баллов (т.е. облаками покрыто половины неба) удобнее оценить площадь не занятую облаками и полученную величину, выраженную в баллах вычесть из 10. Остаток покажет количество облаков в баллах.
Для того чтобы оценить, какая часть неба свободна от облаков, надо мысленно суммировать все те просветы ясного неба (окна), которые имеются между отдельными облаками или грядами облаков. Но те просветы, которые существуют внутри нескольких облаков (перистых, перисто-кучевых и почти всех видов высоко-кучевых), присущи им по внутренней структуре и по размерам очень малы, суммированию не подлежат. Если такие имеющие просветы облака покрывают всё небо, ставится Цифра 10
Определение и запись количества облаков нижнего и среднего ярусов и их высот.
Кроме общего кол-ва облаков N необходимо определять общее кол-во слоисто-кучевых, слоистых, кучевых, кучево-дождевых и разорвано-дождевых облаков Nh (форм, записываемых в строку “СL“) или, если нет их, то общее кол-во высоко-кучевых, высоко-слоистых и слоисто-дождевых облаков (форм, записываемых в строку “СМ “). Количество этих облаков Nh определяется по тем же правилам, что и общего количества облаков.
Высоту облаков необходимо оценить на глаз, стремясь к точности 50-200 м. Если же это затруднительно, то хотя бы с точностью 0,5 км. Если эти облака расположены на одном уровне, то в строку “h” записывают высоту их основания, если же они расположены на разных уровнях, указывается высота h самых низких облаков. Если отсутствуют облака формы, записываемой в строку “СL“, а наблюдаются облака формы, записываемой в “См”, в строку h записывают высоту основания этих облаков. Если отдельные обрывки или клочки облаков, записываемых в строку “СL“ (в количестве менее 1 балла), расположены под более обширным слоем других облаков этих же форм или форм, записываемых в строку “См “ , в строку “h” записывают высоту основания этого слоя облаков, а не клочков или обрывков.
2 вариант 1. У подножия горы АД составляет 760 мм рт.ст. Каким будет давление на высоте 800 м: а) 840 мм рт. ст.; б) 760 мм рт. ст.; в) 700 мм рт. ст.;г) 680 мм рт. ст. 2. Средние месячные температуры высчитываются: а) по сумме среднесуточных температур; б) делением суммы средних суточных температур на число суток в месяце; в) от разницы сумы температур предыдущего и последующего месяцев. 3. Установите соответствие: давление показатели а) 760 мм рт. ст.; 1) ниже нормы; б) 732 мм рт. ст.; 2) нормальное; в) 832 мм рт. ст. 3) выше нормы. 4. Причиной неравномерного распределения солнечного света по земной поверхности является: а) удаленность от Солнца; б) шарообразность Земли; в) мощный слой атмосферы. 5. Суточная амплитуда – это: а) общее количество показателей температуры в течение суток; б) разница между наибольшими и наименьшими показателями температуры воздуха в течение суток; в) ход температур в течение суток. 6. С помощью какого прибора измеряется атмосферное давление: а) гигрометра; б) барометра; в) линейки; г) термометра. 7. Солнце бывает в зените на экваторе: а) 22 декабря; б) 23 сентября; в) 23 октября; г) 1 сентября. 8. Слой атмосферы, где происходят все погодные явления: а) стратосфера; б) тропосфера; в) озоновый; г) мезосфера. 9. Слой атмосферы, не пропускающий ультрафиолетовые лучи: а) тропосфера; б) озоновый; в) стратосфера; г) мезосфера. 10. В какое время летом при ясной погоде наблюдается наименьшая температура воздуха: а) в полночь; б) перед восходом Солнца; в) после захода Солнца. 11. Высчитайте АД горы Эльбрус. (Высоту вершин найдите на карте, АД у подножия горы возьмите условно за 760 мм рт. ст.) 12. На высоте 3 км температура воздуха = - 15 ‘C, чему равна температура воздуха у поверхности Земли: а) + 5’C; б) +3’C; в) 0’C; г) -4’C.
1 вариант Установите соответствие: давление показатели а) 749 мм рт.ст.;1) ниже нормы;
б) 760 мм рт.ст.; 2) нормальное;
в) 860 мм рт.ст.; 3) выше нормы.
Разность между наибольшим и наименьшим значениями температуры воздуха
называется:
а) давлением; б) движением воздуха; в) амплитудой; г) конденсацией.
3. Причиной неравномерного распределения солнечного тепла на поверхности Земли
является:
а) удаленность от солнца; б) шарообразность;
в) разная мощность слоя атмосферы;
4. Атмосферное давление зависит от:
а) силы ветра; б) направления ветра; в) разницы температуры воздуха;
г) особенностей рельефа.
Солнце бывает в зените на экваторе:
Озоновый слой расположен в:
а) тропосфере; б) стратосфере; в) мезосфере; г) экзосфере; д) термосфере.
Заполните пропуск: воздушной оболочкой земли является - _________________
8. Где наблюдается наименьшая мощность тропосферы:
а) на полюсах; б) в умеренных широтах; в) на экваторе.
Расположите этапы нагрева в правильной последовательности:
а) нагрев воздуха; б) солнечные лучи; в) нагрев земной поверхности.
В какое время летом, при ясной погоде, наблюдается наибольшая температура
воздуха: а) в полдень; б) до полудня; в) после полудня.
10. Заполните пропуск: при подъёме в горы атмосферное давление…, на каждые
10,5 м на ….мм рт.ст.
Высчитайте атмосферное давление г. Народная. (Высоту вершин найдите на
карте, АД у подножия гор возьмите условно за 760 мм рт.ст.)
В течение суток были зафиксированы следующие данные:
max t=+2’C, min t=-8’C; Определите амплитуду и среднесуточную температуру.
2 вариант
1. У подножия горы АД составляет 760 мм рт.ст. Каким будет давление на высоте 800 м:
а) 840 мм рт. ст.; б) 760 мм рт. ст.; в) 700 мм рт. ст.; г) 680 мм рт. ст.
2. Средние месячные температуры высчитываются:
а) по сумме среднесуточных температур;
б) делением суммы средних суточных температур на число суток в месяце;
в) от разницы сумы температур предыдущего и последующего месяцев.
3. Установите соответствие:
давление показатели
а) 760 мм рт. ст.; 1) ниже нормы;
б) 732 мм рт. ст.; 2) нормальное;
в) 832 мм рт. ст. 3) выше нормы.
4. Причиной неравномерного распределения солнечного света по земной поверхности
является: а) удаленность от Солнца; б) шарообразность Земли;
в) мощный слой атмосферы.
5. Суточная амплитуда – это:
а) общее количество показателей температуры в течение суток;
б) разница между наибольшими и наименьшими показателями температуры воздуха в
течение суток;
в) ход температур в течение суток.
6. С помощью какого прибора измеряется атмосферное давление:
а) гигрометра; б) барометра; в) линейки; г) термометра.
7. Солнце бывает в зените на экваторе:
2) что можно изобразить на плане местности?
а пришкольный участок
б океан
в Крымский полуостров
г материк
3) какие из перечисленных объектов обозначаются на плане местности линейными знаками?
а реки,озёра
б границы, пути сообщения
в населённые пункты, вершины гор
г полезные ископаемые, леса
4) в каких пределах измеряется географическая широта?
а 0-180"
б 0-90"
в 0-360"
г 90-180"
Цель занятия: изучить классификацию облаков и освоить навыки определения типа облаков с использованием «Атласа облаков»
Общие положения
Процессы образования отдельного облака протекают под воздействием многих факторов. Облака и выпадающие из них осадки играют важнейшую роль в формировании различных типов погоды. Поэтому классификации облаков предоставляет специалистам возможность отслеживать пространственно-временную изменчивость облачных образований, что является мощным инструментом исследования и прогнозирования процессов, протекающих в атмосфере.
Впервые попытка разделения облаков по их внешнему виду на различные группы была предпринята в 1776 г. Ж. Б. Ламарком. Однако предложенная им классификация ввиду своего несовершенства не нашла широкого при-
менения. Первая вошедшая в науку классификация облаков была разработана английским метеорологом-любителем Л. Говардом в 1803 г. В 1887 г. ученые Гильдебрандсон в Швеции и Эберкромби в Англии, переработав классификацию Л. Говарда, предложили проект новой классификации, которая легла в основу всех последующих классификаций. Идея создания первого единого атласа облаков была поддержана на Международной конференции директоров метеорологических служб в Мюнхене в 1891 г. Созданный ею комитет подготовил и издал в 1896 г. первый Международный атлас облаков с 30 цветными литографиями. Первое русское издание этого Атласа вышло в свет в 1898 г. Дальнейшее развитие метеорологии и введение в практику синоптического анализа понятий об атмосферных фронтах и воздушных массах потребовало гораздо более подробного изучения облаков и их систем. Это предопределило необходимость существенной переработки применявшейся в то время классификации, следствием чего явилось издание в 1930 г. нового Международного атласа облаков. На русском языке этот Атлас был издан в 1933 г. в несколько сокращенном варианте.
Облака и выпадающие из них осадки принадлежат к числу важнейших метеорологических (атмосферных) явлений и играют определяющую роль в формировании погоды и климата, в распространении растительного и животного мира на Земле. Изменяя радиационный режим атмосферы и земной поверхности, облака оказывают заметное воздействие на температурно-влажностный режим тропосферы и приземного слоя воздуха, где протекает жизнь и деятельность человека.
Облаком называют видимую совокупность взвешенных в атмосфере и находящихся в процессе непрерывной эволюции капель и/или кристаллов, являющихся продуктами конденсации и/или сублимации водяного пара на высотах от нескольких десятков метров до нескольких километров.
Изменение фазового строения облака – соотношения капель и кристаллов по массе, числу частиц и другим параметрам в единице объема воздуха –происходит под влиянием температуры, влажности и вертикальных движений как внутри, так и вне облака. В свою очередь, выделение и поглощение тепла в результате фазовых переходов воды и наличия самих частиц в потоке воздуха оказывают обратное влияние на параметры облачной среды.
По фазовому строению облака делятся на три группы.
1. Водяные, состоящие только из капель радиусом 1-2 мкм и более. Капли могут существовать не только при положительных, но и при отрицательных температурах. Чисто капельное строение облака сохраняется, как правило, до температур порядка –10...–15 °С (иногда и ниже).
2. Смешанные, состоящие из смеси переохлажденных капель и ледяных кристаллов при температурах –20...–30 °С.
3. Ледяные, состоящие только из ледяных кристаллов при достаточно низких температурах (порядка –30...–40 °С).
Облачный покров днем уменьшает приток солнечной радиации к поверхности земли, а ночью заметно ослабляет ее излучение и, следовательно, охлаждение, весьма существенно уменьшает суточную амплитуду температуры воздуха и почвы, что влечет за собой соответствующее изменение и других метеорологических величин и атмосферных явлений.
Регулярные и достоверные наблюдения за формами облаков и их трансформацией способствуют своевременному обнаружению опасных и неблагоприятных гидрометеорологических явлений, сопутствующих тому или иному виду облаков.
В программу метеорологических наблюдений включено слежение за динамикой развития облаков и определение следующих характеристик облачности:
а) общее количество облаков,
б) количество облаков нижнего яруса,
в) форма облаков,
г) высота нижней границы облаков нижнего или среднего яруса (при отсутствии облаков нижнего яруса).
Результаты наблюдений за облачностью из метеорологических наблюдательных подразделений в реальном режиме времени по коду КН-01 (национальный вариант международного кода FM 12-IX SYNOP) регулярно передаются в местные прогностические органы (организации и подразделения УГМС) и Гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации (Гидрометцентр России) для синоптического анализа и составления прогнозов погоды различной заблаговременности. Кроме того, эти данные рассчитываются за различные временные интервалы и используются для климатических оценок и обобщений.
Количество облаков определяется как суммарная доля небосвода, закрытая облаками, от всей видимой поверхности небосвода и оценивается в баллах: 1 балл – это 0,1 доля (часть) всего небосвода, 6 баллов – 0,6 небосвода, 10 баллов – весь небосвод закрыт облаками.
Многолетние наблюдения за облаками показали, что они могут располагаться на различных высотах, как в тропосфере, так и в стратосфере и даже в мезосфере. Тропосферные облака обычно наблюдаются в виде отдельных, изолированных облачных масс или в виде сплошного облачного покрова. В зависимости от строения облака разделяются по внешнему виду на формы, виды и разновидности. Серебристые и перламутровые облака, в отличие от тропосферных облаков, наблюдаются довольно редко и характеризуются относительно небольшим разнообразием. Классификация тропосферных облаков по внешнему виду, используемая в настоящее время, получила название международной морфологической классификации.
Наряду с морфологической классификацией облаков используется и генетическая классификация, т. е. классификация по условиям (причинам) возникновения облаков. Кроме того, облака классифицируются по их микрофизическому строению, т. е. по агрегатному состоянию, виду и размерам облачных частиц, а также по их распределению внутри облака. В соответствии с генетической классификацией облака делятся на три группы: слоистообразные, волнистообразные и кучевообразные (конвективные).
Основные отличительные признаки при определении формы облаков – их внешний вид и структура. Облака могут быть расположены на разных высотах в виде отдельных изолированных масс или сплошного покрова, их строение может быть различным (однородным, волокнистым и др.), а нижняя поверхность – ровной или расчлененной (и даже изорванной). Кроме того, облака могут быть плотными и непрозрачными или тонкими - сквозь них просвечивает голубое небо, луна или солнце.
Высота облаков одной и той же формы непостоянна и может несколько меняться в зависимости от характера процесса и местных условий. В среднем высота облаков больше на юге, чем на севере, и больше летом, чем зимой. Над горными районами облака располагаются ниже, чем над равнинными.
Важной характеристикой облаков являются выпадающие из них осадки. Облака одних форм практически всегда дают осадки, других – либо совсем не дают осадков, либо осадки из них не достигают поверхности земли. Факт выпадения осадков, а также их вид и характер выпадения служат дополнительными признаками для определения форм, видов и разновидностей облаков. Из облаков определенных форм выпадают следующие виды осадков:
– ливневые – из кучево-дождевых облаков (Cb);
– обложные – из слоисто-дождевых (Ns) во все сезоны, из высокослоистых (As) – зимой и иногда слабые – из слоисто-кучевых (Sc);
– моросящие – из слоистых облаков (St).
В процессе развития и распада облака меняется его внешний вид, структура и оно может трансформироваться из одной формы в другую.
При определении количества и форм облаков учитываются только облака, видимые с поверхности земли. Если все небо или его часть закрыта облаками нижнего (среднего) яруса, а облаков среднего (верхнего) яруса не видно, то это не означает, что они отсутствуют. Они могут находиться выше нижележащих слоев облаков, но это не учитывается при наблюдениях за облачностью.
Как известно, многие из отраслей промышленности, сельского хозяйства, транспортные службы очень сильно зависят от оперативности, своевременности и надежности прогнозов федеральной метеорологической службы. Заблаговременное оповещение об опасных и особо опасных явлениях погоды, своевременность подачи штормовых предупреждений – всё это необходимые условия для успешной и безопасной работы многих отраслей хозяйства и транспорта. Так, например, долгосрочные метеорологические прогнозы имеют решающий вес при организации сельхоз производств.
Одним из самых важных параметров, определяющих возможность прогнозирования опасных погодных условий, является такой показатель, как высота нижней границы облаков.
В метеорологии, высота облаков - это высота нижней границы облаков над поверхностью земли.
Для понимания важности проведения исследований по определению высоты облаков, следует упомянуть тот факт, что облака могут быть разных типов. Для различных типов облаков высота их нижней границы может варьироваться в некоторых пределах, причем, выявлено среднее значение высоты облаков.
Итак, облака могут быть:
Слоистые облака (средняя высота 623 м.)
Дождевые облака (средняя высота 1527 м.)
Кучевые (вершина) (1855)
Кучевые (основание) (1386)
Грозовые (вершина) (средняя высота 2848 м.)
Грозовые (основание) (средняя высота 1405 м.)
Ложные перистые (средняя высота 3897 м.)
Слоисто-кучевые (средняя высота 2331 м.)
Высокие кучевые (ниже 4000 м.) (средняя высота 2771 м.)
Высокие кучевые (выше 4000 м.) (средняя высота 5586 м.)
Перисто-кучевые (средняя высота 6465 м.)
Низкие перисто-слоистые (средняя высота 5198 м.)
Высокие перисто-кучевые (средняя высота 9254 м.)
Перистые (средняя высота 8878 м.)
Как правило, измеряют высоту облаков нижнего и среднего ярусов, не превышающую 2500 м. При этом, определяют высоту самых нижних облаков из всего их массива. При тумане, считают, что высота облаков равна нулю, и, в данном случае, в аэропортах измеряется “вертикальная видимость”.
Для определения высоты нижней границы облаков используется метод светолокации. В России, для этих целей выпускается измеритель , в котором в качестве источника импульсов и света используется импульсная лампа.
Высота нижней границы облаков методом светолокации с использованием ДВО-2 определяется при помощи замера времени, которое требуется световому импульсу для прохождения пути от излучателя света до облака и обратно, а также преобразования полученного значения времени в пропорциональное ему значение высоты облаков. Таким образом, световой импульс посылается излучателем и, после отражения, принимается приемником. При этом, излучатель и приемник должны быть расположены в непосредственной близости друг от друга.
Конструктивно измеритель ДВО-2 представляет собой комплекс из нескольких отдельных приборов:
Передатчика и приёмника,
Линий связи,
Блока измерительного,
Пульта дистанционного.
Измеритель высоты облаков ДВО-2 может работать автономно с блоком измерительным, в комплекте с дистанционным пультом и в составе автоматизированных метеорологических станций.
Передатчик состоит из импульсной лампы, питающих её конденсаторов и параболического отражателя. Отражатель вместе с лампой и конденсаторами установливается в кардановом подвесе, заключенном в корпусе с открывающейся крышкой.
Приемник состоит из параболического зеркала, фотоприемника, фотоусилителя, также установленных в кардановом подвесе и находящихся в корпусе с открывающейся крышкой.
Передатчик и приемник должны быть размещены вблизи основного пункта наблюдений. На взлетно-посадочных полосах, передатчик и приемник устанавливаются на ближайших приводных радиомаяках с обоих концов полосы.
Блок измерительный, предназначающийся для сбора и обработки информации, состоит из измерительной платы, высоковольтного блока и блока питания.
Пульт дистанционный включает плату клавиатуры и индикации и плату управления.
Сигнал от приемника по двухпроводной потенциально развязанной линии связи с однополярными сигналами и номинальным током(20±5)мА передается в измерительный блок, а оттуда - в пульт дистанционный. В зависимости от комплектации, вместо пульта дистанционного для обработки и отображения на дисплее оператора сигнал может передаваться на центральную систему метеостанции.
Измеритель высоты облаков ДВО-2 может работать или непрерывно или по мере необходимости. Пульт дистанционный имеет последовательный интерфейс RS-232, предназначающийся для работы с компьютером. Информация от измерителей ДВО-2 может передаваться по линии связи на дистанции до 8 км.
Обработка результатов измерения на измерительном блоке ДВО-2 включает:
Осреднение результатов по 8-ми измеренным значениям;
Исключение из числа замеров тех результатов, в которых наблюдается кратковременное пропадание отраженного сигнала. Т.е. исключение фактора «разрыва в облаках»;
Выдачу сигнала об «отсутствии облаков» в случае, если среди 15 проведенных наблюдений не набирается 8 значимых;
Исключение так называемых местников - ложных сигналов отражения.