Наблюдение за погодой на поверхности - Surface weather observation

Метеостанция в Милдьюра аэропорт, Виктория, Австралия.

Наблюдения за приземной погодой основные данные, используемые для безопасности, а также климатологический причины для прогноз погоды и выпуск предупреждения Мировой.[1] Они могут быть сняты вручную, метеорологом или компьютером с помощью автоматизированных метеостанции или в гибридной схеме с использованием метеорологических наблюдателей для дополнения автоматизированной метеостанции. В ИКАО определяет Международная стандартная атмосфера (ISA), которая является моделью стандартной вариации давление, температура, плотность, и вязкость с высота в Атмосфера Земли, и используется для понижения давления на станции до давления на уровне моря. Наблюдения за аэропортом могут быть переданы по всему миру с помощью METAR соблюдение кода. Персональные метеостанции автоматические наблюдения могут передавать свои данные в США мезонет сквозь Программа Citizen Weather Observer (CWOP), Великобритания Метеорологический офис через свой сайт погодных наблюдений (WOW),[2] или на международном уровне через Weather Underground Интернет сайт.[3] Среднее значение данных наблюдений за погодой за тридцать лет традиционно используется для определения станции. климат.[4] В США сеть Совместные наблюдатели делать ежедневные записи сводной информации о погоде, а иногда и об уровне воды.

Аэропорты

Датчики ASOS, расположенные по адресу Салинас, Калифорния

Наблюдения за приземной погодой традиционно проводились в аэропорты из соображений безопасности при взлете и посадке. ИКАО определяет международную стандартную атмосферу (также известную как Стандартная атмосфера ИКАО ), которая является моделью стандартной вариации давление, температура, плотность, и вязкость с высота /высота в Атмосфера Земли. Это полезно при калибровке инструментов и проектировании самолетов,[5] и используется для снижения давления станции до давление на уровне моря (SLP), где его затем можно использовать на карты погоды.[6]

В Соединенных Штатах FAA требует проведения наблюдений за погодой в крупных аэропортах по соображениям безопасности. Чтобы облегчить покупку автоматизированная метеостанция аэропорта Например, ASOS, FAA разрешает использовать федеральные доллары для установки сертифицированных метеорологических станций в аэропортах.[7] Затем наблюдения аэропорта передаются по всему миру с использованием METAR соблюдение кода. Сводки METAR обычно поступают из аэропорты или постоянные метеорологические станции. Отчеты формируются раз в час; однако, если условия значительно изменятся, они могут быть обновлены в специальных отчетах, называемых SPECI.[8]

Сообщенные данные

Наблюдения за приземной погодой могут включать в себя следующие элементы:

  • В Идентификатор станции, или же Идентификатор местоположения, состоит из четырех знаков для наблюдений METAR,[9] первая представляет регион мира, в котором расположена станция. Например, первая буква для областей в Тихом океане и вокруг него - P, а для Европы - E. Второй символ может обозначать страну / штат, в которой находится местоположение. Для Гавайев первые две буквы - «PH», а для Великобритании первые две буквы идентификатора станции - «EG». Канада и смежные Соединенные Штаты являются исключением, первые буквы C и K обозначают регионы соответственно. Последние две или три буквы обычно представляют название места или аэропорта.
  • Видимость, измеряется в метрах для большинства сайтов по всему миру, за исключением Соединенных Штатов, где указываются статутные мили.[10]
  • Видимость на взлетно-посадочной полосе, измеряется в метрах во многих местах по всему миру или в футах в пределах Соединенных Штатов.[10]
  • Температура является мерой кинетическая энергия образца материи. Температура - это уникальное физическое свойство, определяющее направление теплового потока между двумя объектами, находящимися в тепловом контакте. Если теплового потока не происходит, два объекта имеют одинаковую температуру;[11] в противном случае тепло переходит от более горячего объекта к более холодному. Температура в пределах метеорология, измеряется термометры подвергается воздействию воздуха, но защищается от прямых солнечных лучей.[12] В большинстве стран мира градус Цельсия шкала используется для большинства целей измерения температуры. Однако США - последняя крупная страна, в которой градус Фаренгейта шкала температуры используется большинством непрофессионалов, промышленностью, популярными метеорология, и правительство.[10] Несмотря на это, в сводках METAR из США также указывается температура (и точка росы, см. Ниже) в градусах Цельсия.
  • точка росы это температура, до которой необходимо охладить данную порцию воздуха при постоянном атмосферное давление, за водяной пар к конденсировать в воду. Конденсированная вода называется роса. Точка росы - это точка насыщения. Когда температура точки росы падает ниже точки замерзания, это называется точка замерзания, поскольку водяной пар больше не создает росы, а вместо этого создает мороз или же иней к отложение.[13] Точка росы связана с относительной влажность. Высота относительная влажность означает, что точка росы ближе к текущей температуре воздуха. Если относительная влажность составляет 100%, точка росы равна текущей температуре. При постоянной точке росы повышение температуры приведет к снижению относительной влажности. При заданном барометрическом давлении, независимо от температуры, точка росы определяет удельная влажность воздуха. Точка росы - важная статистика для авиация общего назначения пилотов, поскольку он используется для расчета вероятности обледенение карбюратора и туман. При использовании с температурой воздуха формулу можно использовать для оценки высоты кучевых или конвективных облаков.[14]
  • Ветер определяется с использованием анемометры и флюгеры, или же Aerovanes, расположенный на стандартной высоте 10 метров (33 фута) над уровнем земли (AGL). Средний скорость ветра измеряется с использованием среднего значения за две минуты в США,[15] и 10-минутное среднее значение в других местах.[16] Направление ветра измеряется в градусах, где север представляет 0 или 360 градусов, со значениями, увеличивающимися от 0 по часовой стрелке от севера. Сообщается о порывах ветра, когда скорость ветра между пиками и затишьями колеблется более чем на 10 узлов (5,1 м / с) в период отбора проб.[15]
  • Давление на уровне моря (SLP) - это давление на уровне моря или (при измерении на заданной высоте на суше) давление станции, приведенное к уровню моря, принимая изотермический слой при температуре станции. Это давление, обычно указываемое в сводки погоды по радио, телевидению, в газетах или в Интернете. Когда барометры в доме настроены на соответствие местным сводкам погоды, они измеряют давление, приведенное к уровню моря, а не фактическое местное атмосферное давление. Понижение до уровня моря означает, что нормальный диапазон колебаний давление одинаково для всех. Рассматриваемые давления высокое давление или же низкое давление не зависят от географического положения. Это делает изобары на карте погоды значимые и полезные инструменты.[17]
  • Высотомер параметр это термин и количество, используемые в авиация. Региональное или местное атмосферное давление на среднем уровне моря называется установка высотомера, и давление, которое будет калибровать высотомер, чтобы показать высоту над землей при заданном QNH аэродром.[18]
  • Текущая погода, которые представляют собой ограничения на видимость или наличие гром или же шквалы, сообщаются в наблюдениях, чтобы указать авиации на любые возможные угрозы во время приземлений и взлетов из аэропортов. Типы, включенные в наблюдения за приземной погодой, включают осадки, затемнения и другие погодные явления, такие как хорошо развитые пылевые / песчаные вихри, шквалы, торнадо, песчаные бури и т. Д. вулканический пепел, и пыльные бури.[19]
  • Интенсивность осадков в первую очередь измеряется для метеорологических целей. Однако это может вызывать беспокойство у авиации, поскольку сильные осадки могут ограничивать видимость. Кроме того, интенсивность ледяного дождя может определять, насколько опасно для пилотов полеты вблизи определенных мест, поскольку в полете может возникнуть опасность из-за обледенения крыльев самолета, что может нанести вред полету.[20]
  • Осадки количество за последние 1, 3, 6 или 24 часа представляет особый интерес для метеорологи в проверке прогнозируемого количества осадков и определении климатологии станций.
  • Снегопад количество в течение последних 6 часов принимается для метеорологических и климатологических соображений. Тем не менее, об этом можно также сообщать ежечасно, используя примечания «SNOINCR», чтобы предоставить техническим специалистам аэродромов информацию о том, как часто необходимо вспахивать снег с взлетно-посадочных полос и рулежных дорожек.
  • Глубина снега измеряется для метеорологических и климатологических целей один раз в день. Однако в периоды снегопадов он измеряется каждые шесть часов, чтобы определить количество недавнего снегопада.[21]

Пример приземного метеорологического наблюдения METAR

METAR LBBG 041600Z 12003MPS 090V150 1400 R04 / P1500N R22 / P1500U + SN BKN022 OVC050 M04 / M07 Q1020 NOSIG 9949 // 91 =[22]

Персональные метеостанции, обслуживаемые гражданами, а не государственными служащими, не используют код METAR. Программное обеспечение позволяет передавать информацию на различные сайты, такие как Weather Underground по всему миру,[3] или CWOP в Соединенные Штаты,[23] которые затем могут использоваться соответствующими метеорологическими организациями либо для диагностики условий в реальном времени, либо использоваться в моделях прогноза погоды.

Использование карт погоды

Основные статьи: Карта погоды и Модель станции
Модель станции, используемая на наземных картах погоды

Данные, собранные с помощью кодирования местоположения на суше в METAR, передаются по всему миру по телефонным линиям или беспроводным технологиям. В метеорологических организациях многих стран эти данные затем наносятся на карту погоды с использованием модель станции. Модель станции - это символическая иллюстрация, показывающая Погода происходящие в данный репортажная станция.[24] Метеорологи создали модель станции, чтобы нанести несколько погодных элементов на небольшом пространстве на карты погоды.[25] Карты, заполненные плотными графиками моделей станций, могут быть трудными для чтения, но они позволяют метеорологам, пилотам и морякам видеть важные погодные условия.

Карты погоды используются для быстрого отображения информации, показывающей анализ различных метеорологических величин на различных уровнях атмосферы, в данном случае приземного слоя.[26] Карты, содержащие модели станций, помогают рисовать изотермы, который легче определяет градиенты температуры,[27] и может помочь в местонахождении погодные фронты. Двумерный рационализирует на основе скорости ветра показать области конвергенции и расхождения в поле ветра, которые могут помочь в определении местоположения объектов в схеме ветра. Популярным типом карты погоды на поверхности является анализ приземной погоды, который строит изобары изобразить области высокое давление и низкое давление.

Отчеты с судов и буев

Буи разных форм и размеров

На протяжении более столетия отчеты о Мировом океане поступают в режиме реального времени из соображений безопасности и для помощи в общем прогнозировании погоды. Отчеты кодируются с использованием синоптический код и передано через радио или же спутник метеорологическим организациям по всему миру.[28] Буй отчеты автоматизированы и поддерживаются страной, которая пришвартовала буй в этом месте. Заякоренные буи большего размера используются у берега, а дрейфующие буи меньшего размера используются вдали от моря.[29]

Ввиду важности сообщений с поверхности океана, программа судна добровольного наблюдения, известная как VOS, была создана для обучения экипажей методам проведения наблюдений за погодой в море, а также для калибровки датчиков погоды, используемых на борту судов, когда они прибывают в порт, например барометры и термометры.[30] В Шкала Бофорта до сих пор обычно используется для определения скорости ветра по данным наблюдателей в море. Поставляется с анемометры имеют проблемы с определением скорости ветра при более высоких скоростях ветра из-за блокировки инструментов из-за увеличения открытого моря.

Использование в установлении климата местности

Основная статья: Климат

Климат, (от Древнегреческий Клима) обычно определяют как погоду, усредненную за длительный период времени.[31] Стандартный период усреднения составляет 30 лет для отдельного местоположения,[4] но можно использовать и другие периоды. Климат включает статистику, отличную от средней, такую ​​как величины ежедневных или годовых изменений. В межправительственная комиссия по изменению климата (IPCC) определение глоссария:

Климат в узком смысле обычно определяется как «средняя погода» или, более строго, как статистическое описание с точки зрения среднего значения и изменчивости соответствующих величин за период времени от месяцев до тысяч или миллионов лет. Классический период составляет 30 лет по определению Всемирной метеорологической организации (ВМО ). Эти величины чаще всего являются приземными переменными, такими как температура, осадки и ветер. Климат в более широком смысле - это состояние климатической системы, включая статистическое описание.[32]

Основное различие между климатом и повседневной погодой лучше всего выражается популярной фразой «Климат - это то, что вы ожидаете, погода - это то, что вы получаете».[33] Над исторический Для временных интервалов существует ряд статических переменных, определяющих климат, включая широту, высоту, соотношение суши к воде и близость к океанам и горам. Степень растительного покрова влияет на поглощение солнечного тепла, удержание воды и осадки на региональном уровне.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Управление Федерального координатора метеорологии. Программа наблюдений за приземной погодой. В архиве 2009-05-06 на Wayback Machine Проверено 12 января 2008.
  2. ^ «ВАУ - новый погодный сайт для всех». Метеорологический офис. 2011-02-11. Архивировано из оригинал на 2014-08-15.
  3. ^ а б Погода под землей. Персональная метеостанция. Проверено 9 марта 2008.
  4. ^ а б MetOffice. Климатические средние. В архиве 2009-07-06 на Wayback Machine Проверено 9 марта 2008.
  5. ^ ИКАО, Руководство по стандартной атмосфере ИКАО (расширено до 80 км (262 500 футов)), Doc 7488-CD, Третье издание, 1993 г., ISBN  92-9194-004-6
  6. ^ Патрисия М. Поли. Пример неопределенности понижения давления на уровне моря. Проверено 29 марта 2008.
  7. ^ Allweatherinc. Зачем покупать AWOS? В архиве 2007-02-14 на Wayback Machine Проверено 12 января 2008.
  8. ^ Национальный центр климатических данных. Домашняя страница METAR. Проверено 12 января 2008.
  9. ^ Техасский университет A&M. Кодирование групп типа отчета, идентификатора станции, даты / времени и модификатора отчета. В архиве 2008-04-09 на Wayback Machine Проверено 6 апреля 2008.
  10. ^ а б c Национальная служба погоды. Часто задаваемые вопросы о сводках METAR / SPECI и TAF. Проверено 6 апреля 2008.
  11. ^ Глоссарий метеорологии. Температура. В архиве 2008-04-16 на Wayback Machine Проверено 6 апреля 2008.
  12. ^ Глоссарий метеорологии. Температура воздуха. В архиве 2008-06-22 на Wayback Machine Проверено 6 апреля 2008.
  13. ^ Глоссарий метеорологии. Точка росы. В архиве 2011-06-06 на Wayback Machine Проверено 6 апреля 2008.
  14. ^ Глоссарий метеорологии. Формула точки росы. В архиве 2007-08-16 на Wayback Machine Проверено 6 апреля 2008.
  15. ^ а б Управление Федерального координатора по метеорологии. Федеральный метеорологический справочник № 1 - Наблюдения за приземной погодой и отчеты, сентябрь 2005 г. Приложение A: Глоссарий. Проверено 6 апреля 2008.
  16. ^ Отдел исследования ураганов. Часто задаваемые вопросы Тема D4) Что означает «максимально продолжительный ветер»? Как это связано с порывами тропических циклонов? Проверено 6 апреля 2008.
  17. ^ Патрисия М. Поли. Пример неопределенности понижения давления на уровне моря. Проверено 14 апреля 2008.
  18. ^ USA Today. Что такое давление воздуха. Проверено 14 апреля 2008.
  19. ^ Техасский университет A&M. Группа текущей погоды w'w '(ww). В архиве 1997-07-11 в Wayback Machine Проверено 14 апреля 2008.
  20. ^ Бен С. Бернштейн, Томас П. Ратваски, Дин Р. Миллер и Фрэнк МакДонаф. Переохлажденный дождь как в случае опасности обледенения в полете. В архиве 2009-03-21 на Wayback Machine Проверено 14 апреля 2008.
  21. ^ NOAA Система приема метеорологических ассимиляционных данных. Как снять замеры снега. В архиве 2008-07-23 на Wayback Machine Проверено 14 апреля 2008.
  22. ^ Национальный центр климатических данных. Ключ к метеорологическим наблюдениям METAR Проверено 9 марта 2008.
  23. ^ Расс Чедвик. Программа Citizen Weather Observer. Проверено 9 марта 2008.
  24. ^ Стив Акерман и Том Уиттакер.Модель станции. Проверено 27 марта 2008.
  25. ^ Центральный колледж Иллинойса. ЛАБОРАТОРИЯ J: Карты погоды и влажность. Проверено 27 марта 2008.
  26. ^ Encarta. Диаграмма. В архиве 2007-11-01 на Wayback Machine Проверено 25 ноября 2007.
  27. ^ DataStreme. ИЗОБРАЖЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА. В архиве 2008-08-21 на Wayback Machine Проверено 25 ноября 2007.
  28. ^ Национальная служба погоды. Справочник национальной метеорологической службы по наблюдениям 1: Наблюдения за погодой на морской поверхности. В архиве 2011-06-17 на Wayback Machine Проверено 13 января 2008.
  29. ^ Национальный центр буев данных. Программа зашвартованных буйков. В архиве 2017-12-21 в Wayback Machine Проверено 13 января 2008.
  30. ^ Национальный центр буев данных. Схема ВМО судов, добровольно проводящих наблюдения (СДН). Проверено 13 января 2008.
  31. ^ Глоссарий метеорологии. Климат. Проверено 9 марта 2008.
  32. ^ межправительственная комиссия по изменению климата. Приложение I: Глоссарий. Проверено 1 июня 2007.
  33. ^ Офис национальной метеорологической службы Тусон, Аризона. Главная страница. Проверено 1 июня 2007.

внешняя ссылка