Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский государственный гидрометеорологический университет» (РГГМУ)

Кафедра метеорологии, климатологии и охраны атмосферы

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Методы наблюдения и анализа в гидрометеорологии»

 на тему: «Измерения на океанах»

 

Студент: Павел

Преподаватель: Симакина Татьяна Евгеньевна

Дата сдачи: _______________

Дата защиты: _____________

Оценка: __________________

Санкт-Петербург 2022

Оглавление

1.2. Необходимое оборудование 8

1.3. Автоматизация судовых измерений 9

1.4. Сроки наблюдений 10

2.1. Прямые и косвенные измерения характеристик океана из космоса 12

2.1.1. Спутники и датчики 14

Введение

Одной из важнейших задач, стоящих перед человечеством, является изучение и освоение Мирового океана. Мировой океан при средней глубине около 4000 м занимает 70,8 % поверхности земного шара. Учитывая его колоссальные энергетические, пищевые и минеральные ресурсы, человечество должно направить свои усилия на их освоение. Несмотря на то, что человек использует ресурсы океана с древнейших времен, исследования в этой области только в настоящее время получают поистине глобальный характер. Проблема исследования и освоения океана обусловливает быстрые темпы роста современной океанологии-совокупности научных дисциплин, изучающих различные аспекты природы Мирового океана: физические, химические, биологические, геологические.

Океанологические измерения, ведущиеся в динамически неустойчивой стратифицированной среде, физико-химические параметры которой изменяются как в пространстве, так и во времени, выдвигают жесткие требования к организации, методике и технике производства наблюдений. Пренебрежение ими может привести к ошибочной интерпретации результатов измерений. Исходя из существующих представлений об особенностях изменчивости океанологических условий решается обширный круг задач, касающихся определения продолжительности и пространственно-временной дискретности измерений, их репрезентативности, выбора аппаратуры с оптимальной постоянной времени и чувствительности, определения скорости перемещения измерительной аппаратуры в исследуемой среде.

Общие представления о системе морских наблюдений

Морские наблюдения охватывают любые метеорологические и связанные с ними другие наблюдения за окружающей средой на границе морской поверхности и атмосферы. Морские наблюдения могут производиться также дистанционно с наземных и космических систем. В настоящее время наземные системы дистанционного зондирования наблюдают и измеряют осадки (метеорологические локаторы), ветер у поверхности земли (доплеровские радиолокаторы), поверхностные течения в океанах, приземный ветер и состояние моря (микроволновый радиолокатор для коротких расстояний и высокочастотный радиолокатор для больших расстояний, например для зондирования за горизонт). Дистанционное зондирование из космоса используется для измерений многих приземных морских переменных. Это позволяет получать большой объём данных о состоянии моря, его ледовых условиях, ветре и температуре морской поверхности по всему Мировому океану.

Морские наблюдения, входящие в общую мировую и национальную системы метеорологических наблюдений, являются важной составляющей обеспечения безопасности мореплавания. Эти наблюдения или измерения параметров — величин состояния погоды — в океанах и морях производятся с неподвижных или подвижных платформ, в точке или дистанционно, с использованием наземных и спутниковых методов (Рисунок 1). Они осуществляются, в том числе и флотом судов, добровольно выполняющих наблюдения (ФСДН, который иногда называется программой судов, добровольно проводящих наблюдения — ПСДН).

ФСДН, проводя главным образом вручную наблюдения, которые выполняются штурманским составом на морских судах, производит весь набор необходимых наблюдений и распространяет их в коде ВМО SHIP. Эти наблюдения необходимы для синоптической метеорологии в целях прогнозирования условий погоды в океанах и морях. Следует отметить, что любые другие виды морских наблюдений, в том числе системы дистанционного зондирования атмосферы, могут лишь дополнять эти наблюдения, но не заменять их.

Рисунок 1. Общая схема сбора информации о Мировом океане (ЕСИМО)

В рамках программы Глобальной системы наблюдений за климатом (GCOS) был разработан перечень из 50 основных климатических переменных (ОКП), необходимых для систематических наблюдений с целью оценки климатических изменений на Земле. К океану относятся следующие ОКП, которые разделены на 2 группы:

(1) Поверхность океана, включая верхний перемешанный слой до глубины 15 м: температура поверхности океана (ТПО, или моря – ТПМ), соленость на поверхности океана, уровень океана, состояние поверхности океана, концентрация морского льда, течения на поверхности океана, цвет океана, парциальное давление двуокиси углерода, кислотность океана, фитопланктон.

(2) Толща океана: температура, соленость, течения, питательные вещества, парциальное давление двуокиси углерода, кислотность океана, кислород и трассеры.