17. Метеорологические приборы

17.1. 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.

17.2. 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 гг. XX в. 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. 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 тайфу ны) 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 и облаков, скорость их движения и др.

Широкое использование электроники (и, в частности, персо­нальных компьютеров) существенным образом автоматизирует обработку измерений, упрощает и ускоряет получение конечных результатов. Успешно осуществляется создание полуавтоматиче­ских и полностью автоматических метеорологических станций, передающих свои наблюдения в течение более или менее дли­тельного времени без вмешательства человека.