- •Нина Александровна Дашко
- •Часть 1
- •1. ВВЕДЕНИЕ
- •1.1. Состав и строение атмосферы
- •1.2. История развития метеорологии как физической науки
- •1.2.1. Древнегреческий период развития науки
- •1.2.2. Эллинистический период развития науки
- •1.2.3. Простонародная метеорология
- •1.2.4. Развитие науки на Востоке
- •1.2.5. Развитие научных связей Европы и Востока
- •1.2.6. Изобретение метеорологических приборов
- •1.2.6. Научные общества и академии
- •1.3. Развитие синоптической метеорологии
- •1.4. ВМО – Всемирная метеорологическая организация
- •1.5. Гидрометеорологическая служба России
- •2. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ
- •2.1. Требования к гидрометеорологической информации
- •2.2. Виды гидрометеорологической продукции
- •2.3. Потребители гидрометеорологической информации:
- •2.4. Кодирование гидрометеорологической информации
- •2.4.1. Структура кода КН-01
- •Схема кода КН-01:
- •Раздел 0
- •Раздел 1
- •Раздел 2 – для судовых или буйковых станций
- •Раздел 3
- •Раздел 4
- •Раздел 5
- •Раздел 0
- •Для сухопутных станций:
- •Передача судовых данных:
- •Раздел 1 (для станций любого типа)
- •Раздел 2 (используется при передаче судовых данных)
- •Раздел 3
- •Раздел 4 (для высокогорных станций)
- •Раздел 5
- •2.4.2. Структура кода КН-04
- •ЧАСТЬ "A" КОДА КН-04
- •ЧАСТЬ "B" КОДА КН-04
- •Особые точки по температуре воздуха:
- •Особые точки по ветру:
- •3. СОСТАВЛЕНИЕ КАРТ ПОГОДЫ
- •3.1. Виды карт погоды
- •3.2. Приземные карты погоды (составление и чтение)
- •Раздел 1
- •Раздел 2
- •Раздел 3
- •3.3. Составление высотных карт погоды
- •3.3.1. Геопотенциал
- •3.3.2. Барометрическая формула геопотенциала
- •3.3.3. Барометрическая ступень
- •3.3.4. Карты барической топографии
- •3.4. Составление вспомогательных карт погоды
- •4. АНАЛИЗ КАРТ ПОГОДЫ
- •4.1. Первичный анализ приземных карт погоды
- •4.1.1. Правила оформления приземной карты погоды
- •4.1.2. Проведение атмосферных фронтов на картах погоды
- •4.2. Первичный анализ высотных карт погоды
- •4.2.1.Правила оформления высотных карт погоды
- •4.2.3. Анализ карт относительной топографии
- •4.3. Анализ вспомогательных карт погоды
- •5. АЭРОЛОГИЧЕСКИЕ ДИАГРАММЫ И ВЕРТИКАЛЬНЫЕ РАЗРЕЗЫ АТМОСФЕРЫ
- •5.1. Аэрологические диаграммы
- •5.1.2. Построение аэрологической диаграммы
- •5.1.3. Анализ аэрологической диаграммы
- •5.1.4. Графические расчёты с помощью аэрологических диаграмм
- •5.2. Вертикальные разрезы атмосферы
- •5.2.1. Правила построения вертикальных разрезов атмосферы
- •5.2.2. Анализ вертикальных разрезов атмосферы
- •5.2.3. Временные разрезы атмосферы
- •Температура воздуха, °С
- •6. ОШИБОЧНЫЕ ДАННЫЕ НА КАРТАХ ПОГОДЫ
- •7. ПРИНЦИПЫ СИНОПТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
- •7.1. Основные синоптические объекты
- •7.2. Информативность карт барической топографии
- •7.4. Обзор синоптического положения за предыдущие сутки
- •8.1. Вычисление производных
- •8.2.1. Прямолинейная интерполяция
- •8.2.2. Криволинейная интерполяция
- •8.2.3. Формальная экстраполяция
- •8.3.1. Траектории воздушных частиц
- •Способ обратного переноса:
- •Рис. 8.4. Способ обратного переноса
- •Способ прямого переноса:
- •8.3.2. Линии тока воздушных частиц
- •9. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛЕЙ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
- •9.1.1. Градиент метеорологической величины
- •9.2. Поле атмосферного давления
- •9.2.3. Локальные изменения давления
- •9.3. Динамические изменения давления воздуха
- •9.4. Распределение атмосферного давления на Земном шаре
- •9.5. Поле ветра
- •Цилиндрическая система координат
- •Сферическая система координат
- •Натуральная система координат
- •9.5.2. Силы, действующие в атмосфере
- •Сила барического градиента
- •Отклоняющая сила вращения Земли
- •Сила трения
- •Центробежная сила
- •9.6. Уравнения движения
- •9.6.1. Геострофический ветер
- •9.6.3. Градиентный ветер
- •9.6.4. Действительный ветер
- •9.7. Особенности ветрового режима над Японским морем
- •9.8. Особенности ветрового режима над Охотским морем
- •9.9. Дивергенция и вихрь скорости
- •9.9.1 Дивергенция вектора скорости ветра
- •9.9.2. Вихрь вектора скорости ветра
- •9.9.3. Уравнение тенденции вихря скорости
- •Характерные синоптические масштабы:
- •9.9.5. Уравнение дивергенции скорости
- •9.10. Поле вертикальных движений атмосферы
- •9.10.1. Классификация вертикальных движений атмосферы
- •9.10.2. Упорядоченные вертикальные движения атмосферы
- •9.10.3. Расчёт вертикальных движений атмосферы
- •9.11. Поле температуры воздуха
- •9.11.1. Температурные градиенты
- •9.11.2. Адиабатические изменения температуры воздуха
- •9.11.3. Термический ветер
- •9.11.4. Локальные изменения температуры воздуха
- •10. ВОЗДУШНЫЕ МАССЫ
- •10.1. Масштабы воздушных масс
- •10.2. Очаги формирования воздушных масс
- •10.3. Географическая классификация воздушных масс
- •10.5. Трансформация воздушных масс
- •10.6. Термодинамическая классификация воздушных масс
- •10.7. Характеристики устойчивых воздушных масс
- •10.7.1. Тёплая устойчивая воздушная масса
- •10.7.2. Холодная устойчивая воздушная масса
- •10.8. Характеристики неустойчивых воздушных масс
- •10.8.1. Тёплая неустойчивая воздушная масса
- •10.8.2. Холодная неустойчивая воздушная масса
- •10.9. Оценка устойчивости воздушных масс
- •11. АТМОСФЕРНЫЕ ФРОНТЫ
- •11.1. Ориентация и размеры фронтальной поверхности
- •11.2. Классификация фронтов
- •11.2.1. Географическая классификация атмосферных фронтов
- •11.3. Перемещение фронтов
- •11.4. Профиль движущегося фронта
- •11.5. Общие характеристики фронтов
- •11.5.1. Фронты в барическом поле
- •11.5.2. Фронты в поле ветра
- •11.5.3. Фронты в поле барических тенденций
- •11.5.4. Фронты в поле температуры воздуха
- •11.5.5. Фронты в поле влажности и облачности
- •11.6. Тёплый фронт
- •11.7. Холодный фронт
- •11.7.1. Холодные фронты 1-го рода
- •11.7.2. Холодные фронты 2-го рода
- •11.7.3. Вторичные холодные фронты
- •11.8. Фронты окклюзии
- •11.8.1. Облака и осадки холодного фронта окклюзии
- •11.8.2. Облака и осадки тёплого фронта окклюзии
- •11.10. Образование и размывание атмосферных фронтов
- •11.10.3. Оценка тропосферного фронтогенеза и фронтолиза
- •11.10.4. Приземный фронтогенез и фронтолиз
- •12. ЦИКЛОНЫ И АНТИЦИКЛОНЫ УМЕРЕННЫХ ШИРОТ
- •12.1. Основные определения
- •12.1.1. Вертикальная протяжённость барических образований
- •12.1.2. Оси барических образований
- •12.1.3. Фронтальные и нефронтальные барические образования
- •Модель циклона по Ли
- •Модель циклона по Бьеркнесу и Сульбергу
- •Основные теории возникновения циклонов
- •Конвекционная теория циклонов
- •Механическая теория циклонов
- •Волновая теория циклонов
- •Дивергентная теория циклонов
- •12.2. Условия возникновения барических образований
- •12.3. Стадии развития циклонов
- •12.3.1. Начальная стадия развития циклона
- •12.3.2. Стадия молодого циклона
- •12.3.3. Стадия максимального развития циклона
- •12.3.4. Стадия окклюдирования циклона
- •12.3.5. След циклона
- •12.3.6. Серии циклонов
- •12.4. Стадии развития антициклонов
- •12.4.1. Начальная стадия развития антициклона
- •12.4.2. Стадия молодого антициклона
- •12.4.3. Стадия максимального развития антициклона
- •12.4.4. Стадия разрушения антициклона
- •12.5. Регенерация барических образований
- •12.5.1. Регенерация циклонов
- •12.5.2. Регенерация антициклонов
- •12.6. Перемещение барических образований
- •12.7. Центры действия атмосферы
- •Постоянные центры действия атмосферы:
- •Сезонные центры действия атмосферы:
- •12.7.1. Характеристика ЦДА Северо-Атлантического региона
- •Азорский антициклон
- •Исландская океаническая депрессия
- •12.7.2. Характеристика ЦДА Северной Америки
- •Канадский максимум
- •Калифорнийский минимум
- •12.7.3. Характеристика ЦДА Азиатско-Тихоокеанского региона
- •Азиатский антициклон
- •Алеутский минимум
- •Южноазиатская депрессия
- •Северотихоокеанский антициклон
- •Переходные зоны между центрами действия атмосферы
- •12.7.4. Летние синоптические процессы над Охотским морем
- •12.8. Погода в циклонах на разных стадиях развития
- •12.8.1. Погода в передней части молодого циклона
- •12.8.2. Погода в тёплом секторе молодого циклона
- •12.8.3. Погода в тыловой части молодого циклона
- •12.8.4. Погода в окклюдированном циклоне
- •12.9. Погода в антициклонах
- •12.9.1. Инверсии в антициклонах
- •12.9.2. Фронты в антициклоне
- •12.9.3. Погода в антициклоне
- •13. ВЛИЯНИЕ ОРОГРАФИИ НА АТМОСФЕРНЫЕ ПРОЦЕССЫ
- •13.1. Горные ветры
- •Бора
- •13.2. Облакообразование и осадки
- •13.3. Влияние орографии на атмосферные фронты
- •14. СТРУЙНЫЕ ТЕЧЕНИЯ
- •15. ПРОГНОЗ СИНОПТИЧЕСКОГО ПОЛОЖЕНИЯ
- •15.3. Прогноз эволюции барических образований
- •15.4. Прогноз возникновения новых барических образований
- •15.5. Прогноз перемещения и эволюции атмосферных фронтов
- •15.6. Расчёт давления в точках поля
- •15.6.1. Адвективный способ расчёта давления в точках поля
- •15.7. Оценка приземной прогностической карты
- •16.1. О прогнозе погоды в США и Японии
- •16.1.1. Служба погоды в США
- •16.1.2. Служба погоды в Японии
- •Примечание 1
- •Примечание 2
- •Примечание 3
- •17.1. Критерии определения объёма выборки
- •17.2. Определение свойств выборки
- •17.3. Законы распределения метеорологических величин
- •17.3.2. Нормальный закон распределения
- •17.4. Точность и достоверность оценок выборки
- •17.5. Анализ статистических характеристик
- •17.5.1. Исследование трендовой составляющей
- •17.5.3. Процентили
- •17.5.4. Приёмы аппроксимации
- •17.6.1. Выбор предикторов
- •17.6.2. Формирование обучающей выборки
- •17.6.3. Корреляционный анализ
- •17.6.5. Отбор информативных предикторов
- •17.7.1. Оценки свойств уравнений регрессии
- •17.7.2. Применение пошаговой процедуры расчета
- •17.7.3. Процедура отбора оптимальных уравнений
- •17.11. Статистическая оценка прогнозов
- •17.11.1. Количественные прогнозы
- •17.11.2. Альтернативные прогнозы
- •18.1. Прогноз температуры воздуха у поверхности Земли
- •18.1.1. Адвективные изменения температуры воздуха
- •18.1.2. Трансформационные изменения температуры воздуха
- •18.1.3. Суточный ход температуры воздуха
- •18.2. Прогноз влажности воздуха у поверхности Земли
- •СОДЕРЖАНИЕ
- •АТМОСФЕРНЫЕ ФРОНТЫ
- •СТРУЙНЫЕ ТЕЧЕНИЯ
3. Составление карт погоды |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ESES |
|
|
|
|
|
||
|
snTxTxTx |
CH |
|
IS |
|
|
|
RS |
|
|
||||||
|
snT T T |
CM |
|
P P P |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
VV |
Ww |
N |
|
|
ppp |
|
A |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
snTdTdTd |
CL |
|
Nh |
|
|
|
W1W2 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
SnTwTwTw |
|
|
h |
или |
|
|
|
|
(RRR) |
|
|
||||
|
|
|
|
|
hShS |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DS |
|
VS |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(PwPwHwHw) |
|
Рис. 3.3. Схема нанесения данных на приземную карту погоды
(обозначения метеорологических элементов даны в соответствии с кодом КН-01)
3.2.1.Правила нанесения метеорологических элементов на основные карты погоды
Раздел 1
Группа i R i x h V V
iR и ix – указатели включения в телеграмму групп 6RRRtR и 7wwW1W2 (см. табл. 2.3, разд. 2) – не наносятся. Высота основания облаков (h) наносится в метрах или цифрах кода (в учреждениях Росгидромета, табл. 3.1, см. табл. 2.4, разд. 2). Если облаков СL нет, но имеются облака СM, то h относят к ним.
Если в телеграмме имеется группа 8NsChshs, в которой передается высота облаков hshs, измеренная инструментально, то вместо h на карту наносится hshs (см.
табл. 2.12, разд. 2).
Для дешифрирования высоты облаков hshs, если последняя нанесена в цифрах кода, используют некоторые правила.
При цифрах кода 01-50 высота облаков дается через 30 м – от 30 м до 1500 м. Для определения высоты облаков цифра кода умножается на 30 (02 – 60 м, 03 – 90 м и т.д.). Цифры кода 00 означают, что высота облаков менее 30 м.
Н.А. Дашко Курс лекций по синоптической метеорологии
3. Составление карт погоды |
6 |
Таблица 3.1
Таблица основных символов на картах погоды: количество облаков (N, Nh), прошедшая погода (W1 W2), высота и формы облаков (h, CL,CM, CH), характеристика барической тенденции (a), генеральное направление судна и его скорость (Ds, Vs)
При цифрах кода 56-80 высота облаков дается через 300 м – от 1800 м до 9000 м. Для определения высоты облаков из цифры кода вычитается 50 и остаток умножается на 300 (57 – 2100 м, 58 – 2400 м и т.д.).
При цифрах кода 81-89 высота облаков дается через 1500 м – от 10500 м до 21000 м. Для определения высоты облаков из цифры кода вычитается 80, остаток умножается на 1500 и прибавляется к 9000 м (82 – 12000 м, 83 – 13500 м и т.д.). Цифры кода 89 означают, что высота облаков более 21000 м.
Н.А. Дашко Курс лекций по синоптической метеорологии
3. Составление карт погоды |
7 |
Цифры кода 90-99 означают, что высота облаков определена визуально (чем больше цифра кода, тем выше облака: 90 – менее 50 м, 91 50-100 м, 98 – 200-2500 м, 99
– облаков ниже 2500 м нет).
Метеорологическая дальность видимости (VV) на карты наносится в километрах, либо в цифрах кода (см. табл. 2.5, разд. 2). На море оценка видимости дается обычно визуально в морских милях или кабельтовых (цифры кода 90-99). 1 морская миля составляет 1.852 км; 1 кабельтов равен 0,1 морской мили (185.2 м).
Цифры кода 00-89 означают инструментальные измерения видимости.
При цифрах кода 01-50 видимость может составлять от 0.1 км до 5 км. Для определения видимости в километрах цифра кода делится на 10 (02 означает 0.2 км, 03
– 0.3 км, 20 – 2 км, 30 – 3 км и т.д.). Цифры кода 00 означают, что видимость менее 0.1 км.При цифрах кода 56-80 видимость может составлять 6-30 км. Для определения видимости из цифры кода вычитается 50 – остаток будет означать видимость в километрах (57 – 7 км, 58 – 8 км и т.д.). Цифры кода 51-55 не используются.
При цифрах кода 81-88 видимость составляет 35-70 км. Для определения высоты облаков из цифры кода вычитается 80, остаток умножается на 5 и прибавляется к 30 км (82 – 40 км, 83 – 45 км и т.д.). Цифры кода 89 означают, что видимость более 70 км.
Цифры кода 90-99 означают визуальные измерения видимости от 50 м (цифра кода 90) до 50 км и более (цифра кода 99).
Группа N d d f f
Общее количество облаков (N) наносится в кружке станции согласно Таблице основных символов (см. табл. 3.1). Если в телеграмме на месте N стоит цифра 9 (сквозь туман или мглу неба не видно), то на карте в кружок станции ставят символ Х не выходя за пределы кружка станции. Если данные искажены, то символ Х выходит за пределы кружка.
Направление ветра (dd) указывают стрелкой (длиной 12-15 мм), идущей к центру кружка по направлению ветра (откуда дует ветер, см. табл. 2.6, разд. 2). Стрелка ветра ориентируется относительно меридиана, проходящего через данный пункт. Длина её в 4-5 раз больше кружка станции.
Если dd=99 (направление ветра переменное), стрелку ветра следует проводить от запада и на ней ставить крестик. Когда направление ветра искажено, но данные о скорости имеются, под кружком станции под См в квадрате пишут букву D, а рядом проставляют скорость ветра.
Н.А. Дашко Курс лекций по синоптической метеорологии
3. Составление карт погоды |
8 |
Скорость ветра (ff) представляется оперением, наносимым у конца стрелки, перья направлены относительно конца стрелки влево (по часовой стрелке) в северном полушарии и вправо в южном и составлять с ней примерно 120°. Большое перо составляет 5 м/с, скорость 25 м/с обозначается зачернённым прямоугольным треугольником.
Для определения единиц скорости ветра и способа её измерения используют указатель iw (см. табл. 2.1, разд. 2). Если iw=3 или 4 – скорость ветра дается в узлах (Япония, Южная Корея), перед нанесением на карту узлы переводятся в м/с делением на два. При штиле dd=00, ff=00 кружок станции обводят другим кружком. Если данные о скорости ветра искажены или не указаны, то на конце стрелки, указывающей направление, ставится крестик.
Группы 1 s n T T T , 2 s n T d T d T d T
Температуру воздуха (TTT), температуру точки росы (TdTdTd), а также
температуру воды (TwTwTw) из группы 0snTwTwTw Раздела 2 КН-01, наносят с десятыми долями градуса. sn – знак температуры (0 – минус, 1 – плюс). Знак “+” (плюс) не наносят, знак “-” (минус) наносят обязательно. Если первая цифра 0, то её не наносят. Десятые доли точкой не отделяются.
Группа 4 P P P P
Давление (PPP) наносят тремя цифрами, как дано в телеграмме, т. е. с десятыми долями гектопаль (миллибара), но без сотен и тысяч. При чтении карты погоды следует помнить об этих правилах нанесения давления. Например, в телеграмме дано и нанесено на карту 005 – это означает 1000.5 гПа, в телеграмме дано и нанесено 991 или 843 – это означает 999.1 гПа или 984.3 гПа.
Высокогорные станции вместо давления передают высоты hhh стандартных изобарических поверхностей (группу 4a3hhh). Значения hhh, а также данные о направлении и скорости ветра, температуре воздуха и точки росы на приземную карту не наносятся, но наносятся на соответствующие карты барической топографии.
Группа 5 a p p p
Величину барометрической тенденции (ppp) наносят, как дано в телеграмме,
если первая цифра 0, то её не наносят.
Характеристику барометрической тенденции «a» наносят символами (см. табл. 3.1). Если на характеристика дана цифрами 2, 4, 7, то на карту ничего не наносится.
Н.А. Дашко Курс лекций по синоптической метеорологии
3. Составление карт погоды |
9 |
При a=0, 1, 2 или 3 перед ppp ставят знак “+”, при a=5, 6, 7 или 8 перед ppp ставят знак “-” (минус). Десятые доли точкой не отделяются.
Группа 6 R R R t R
Количество осадков (RRR) наносят, как дано в телеграмме – в целых миллиметрах, а для цифр 91-97 – в десятых долях миллиметра. Дешифрирование производят по табл. 2.8, разд. 2.
Группа 7 w w W 1 W 2
Погоду в срок (WW) наносят символами согласно табл. 3.2.
При нанесении символов 00, 01, 02, 03 на карту либо ничего не наносится, либо к кружку станции пририсовываются чёрточки. При их совпадении с направлением ветра чёрточки отклоняют по часовой стрелке. Для символов 93 и 94 значок града ставится, если имеется открытый текст "ГРАД".
При нанесении символов 95 и 97 значок дождя ставится при положительной температуре воздуха, значок снега – при отрицательной, при температуре воздуха около 0 °С ставятся оба значка.
Если погода в срок наблюдения закодирована цифрами 50-55 (морось), 70-75 (дождь) и имеется туман, то наносится символ тумана, и на нём ставятся явления погоды. Квадратная скобка «]» у символов 20-29 и 91-94 означает, что данное явление отмечалось в течение предшествующего часа.
Прошедшую погоду (W) наносят по таблице кода (см. рис. 3.1).
Если W1=W2, то наносят один символ. Если W1≠W2 – их наносят последовательно, слева направо. Специальных символов для 0, 1 и 2 не предусмотрено, можно использовать символы для N=0, 4 и 8. Если в телеграмме на месте W стоит 3 и температура воздуха выше 0 °С, на карту наносят символ пыльной бури, при температуре воздуха ниже 0 °С – наносят символ метели.
Группа 8NhCLCMCH
Количество облаков (Nh) наносят в цифрах кода. Для дешифрирования пользуются табл. 3.1.
Типы облаков (СLСMСH) наносят символами согласно табл. 3.1.
Н.А. Дашко Курс лекций по синоптической метеорологии
3. Составление карт погоды |
10 |
Таблица 3.2
Погода в срок наблюдений или в последний час
Н.А. Дашко Курс лекций по синоптической метеорологии