Использование климатологических данных

Набор измерительных средств, использующихся для наблюдения за состоянием атмосферы и для ее исследования, необычайно широк: от простейших термометров и до зондирующих лазерных установок и специальных метеорологических спутников. Метеорологическими приборами обычно называют такие приборы, которые используются для проведения измерений на метеорологических станциях (на суше и на кораблях). Эти приборы сравнительно просты, они удовлетворяют требованию однотипности, позволяющему сравнивать наблюдения разных станций. Метеорологические приборы устанавливаются на площадке станции под открытым небом. Только приборы для измерения давления (барометры) устанавливаются в помещении станции, поскольку разница между давлением воздуха под открытым небом и внутри помещения практически отсутствует. Приборы для определения температуры и влажности воздуха должны быть защищены от действия солнечной радиации, осадков и порывов ветра. Поэтому их помещают в будках особой конструкции, так называемых метеорологических будках. На станциях устанавливаются также самопишущие приборы, дающие непрерывную автоматическую регистрацию важнейших метеорологических величин (температуры и влажности воздуха, атмосферного давления и ветра). Самопишущие приборы нередко сконструированы так, что их датчики находятся на площадке или крыше здания на открытом воздухе, а регистрирующие части, связанные с датчиками электрической передачей, внутри здания. Принципы работы ряда метеорологических приборов были предложены еще в XVII — XIX вв. Конец XIX и начало XX в. характеризуются унификацией основных метеорологических приборов и созданием национальных и международной метеорологических сетей станций. С середины 40-х годов нашего столетия в метеорологическом приборостроении наблюдается быстрый прогресс. Конструируются новые приборы с использованием достижений современной физики и техники: термо и фотоэлементов, полупроводников, радиосвязи и радиолокации, лазеров, различных химических реакций, звуковой локации и т. п. Особенно нужно отметить применение в метеорологических целях радиолокации, радиометрической и спектрометрической аппаратуры, установленной на метеорологических искусственных спутниках Земли (МИСЗ), а также развитие лазерных методов зондирования атмосферы. На экране радиолокатора (радара) можно обнаружить скопления облаков, области осадков, грозы, атмосферные вихри в тропиках (ураганы и тайфуны) в значительном отдалении от наблюдателя и прослеживать их перемещение и эволюцию. Аппаратура, устанавливаемая на МИСЗ, позволяет видеть облака и облачные системы сверху днем и ночью, прослеживать изменение температуры с высотой, измерять ветер над океанами и т. п. Применение лазеров позволяет с большой точностью определять малые примеси естественного и антропогенного происхождения, оптические свойства безоблачной атмосферы н облаков, скорость их движения н др. Широкое использование электроники (и, в частности, микро-ЭВМ) существенным образом автоматизирует обработку измерений, упрощает и ускоряет получение конечных результатов. Успешно осуществляется создание полуавтоматических н полностью автоматических метеорологических станций, передающих * вой наблюдения в течение более или менее длительного времени г>ез вмешательства человека Атмосферные процессы, определяющие условия погоды и ее многолетний режим — климат, развиваются на больших пространствах. Чтобы получить представление об условиях погоды н характеристиках климата, естественно воспользоваться м ««графическими картами, с помощью которых можно сопоставлять наблюдения, произведенные в разных пунктах, а последующий анализ наблюдений покажет уже пространственное распределение наблюденных величин. Обычно на карту условными знаками и цифрами наносят фактические результаты наблюдений на метеорологических станциях, сделанные в один физический момент времени. Такая карта называется синоптической, или картой погоды; она позволяет видеть, как распределялись условия погоды и, следовательно, каковы были свойства атмосферы н характер атмосферных процессов в момент наблюдений над большой территорией, например над Северным полушарием. Составляя синоптические карты для последовательных моментов времени, например сроков метеорологических наблюдений, можно прослеживать развитие атмосферных процессов и делать выводы о будущей погоде. На карты можно наносить результаты статистической обработки многолетних метеорологических наблюдений; тогда мы получим климатологические карты. Можно составить, например, карты многолетнего среднего распределения температуры или осадков над определенной территорией за тот или иной месяц, карты средних дат установления снежного покрова, карты повторяемости гроз, карты наибольших или наименьших температур, наблюдавшихся на этой территории, и др. Климатологические карты позволяют делать выводы о пространственном распределении особенностей или типов климата, получать представление о климатических характеристиках в местах, где нет наблюдений, анализировать причинно-следственные связи, определяющие климатические особенности, и т. д.