Лабораторна робота № 8 аналіз приземних карт погоди

Метою даної роботи є навчити студентів наносити і читати дані метеорологічних спостережень на приземних картах і картах абсолютної топографії.

8.1 Теоретична частина

Безупинно відбуваються зміни в стані погоди, що зв'язані, в першу чергу, з процесами загальної циркуляції атмосфери. Зміна дня і ночі вносить у погоду досить прості і регулярні зміни у вигляді добового ходу метеорологічних величин. Але різкі і нерегулярні зміни, які набагато більш характерні для погоди, є результатом зміни повітряних мас, проходження фронтів, переміщення й еволюції циклонів і антициклонів. У зв'язку з такою обумовленістю змін погоди, виникла служба погоди. У її задачі входить своєчасна інформація населення, адміністративних і господарських організацій про існуючі умови погоди і складання прогнозів погоди.

Служба погоди складається з мережі метеорологічних станцій, що передають результати одночасних спостережень у центри служби погоди. Метеорологічні зведення передаються зі станцій зашифрованими за допомогою особливих цифрових кодів. Терміни і хвилі радіопередач погоджені в міжнародному порядку. В установах погоди ці зведення наносять цифрами й умовними

знаками на синоптичні карти погоди. В даний час, коли синоптичні карти, на які наносяться дані тисяч станцій, можуть охоплювати всю півкулю і навіть усю земну куля, і коли крім приземних карт складаються також і висотні карти (баричної топографії, відносній топографії), обсяг систематизованої інформації про атмосферні умови дуже великий. З метою економії зусиль і засобів останнім часом перейшли на централізовану систему складання й аналізу синоптичних карт у деяких центрах, відкіля карти поширюються шляхом факсимільної передачі або по радіо в органи служби погоди на місцях.

Аналіз синоптичних карт полягає в наступному. По зведеннях, нанесених на карту, встановлюється фактичний стан атмосфери на момент спостережень: розподіл і характер повітряних мас і фронтів, розташування і властивості баричних систем, а також розташування і характер хмарності й опадів, розподіл температури. Задача прогнозу погоди зводиться до визначення, як у наступні кілька десятків годин повинні будуть переміщатися чи змінюватися синоптичні об'єкти (баричні системи, фронти, повітряні маси). Потім роблять висновок про те, як у зв'язку з цими переміщеннями і змінами повинні мінятися умови погоди в розглянутому районі. При прогнозі синоптичного положення приходиться використовувати насамперед екстраполяцію в часі, тобто припускати, що на деякий проміжок часу атмосферні процеси будуть відбуватися з тими ж швидкостями чи прискореннями, з якими відбувалися до тепер. Це допущення уточнюється за допомогою використання тих зв'язків між атмосферними процесами, що встановлені емпірично за багато років аналізу синоптичних карт або які випливають із законів динаміки і термодинаміки атмосфери.

Принцип нанесення метеорологічних даних на карти погоди наступний. Місце розташування метеостанції позначається кружком. Кружок, що позначає станцію, зачернюється. Ступінь зачорніння характеризує загальну кількість хмар N. Значення метеорологічних елементів наносяться навколо кружка станції у визначеному порядку. Схема нанесення метеорологічних елементів показана на рисунку 8.1.

Барична тенденція – це характер («+» чи «-») і величина зміни атмосферного тиску на станції протягом 3 годин перед моментом спостереження.

У таблицях 8.1 - 8.6 представлені умовні знаки, що використані на синоптичних картах.

Таблиця 8.1 – Переклад цифр коду видимості VV у км

Цифри коду	Відстань, км	Цифри коду	Відстань, км	Цифри коду	Відстань, км
00	< 0,1	81	35	97	10
01	0,1	82	40	98	20
02	0,2	83	45	99	> 50
49	4,9	88	70	3Х	> 0,5
50	5,0	89	> 70	4Х	> 1,0
51-55	Не	застосовують
56	5,1	90	< 0,05	5Х	> 2,0
57	5,2	91	0,05	6Х	> 4,0
…	…	92	0,2	7Х	> 10,0
78	7,3	93	0,5
79	7,4	94	1,0
80	7,5	96	4,0

Таблиця 8.2 – Переклад цифр коду RR у мм опадів

Цифри коду	RR , мм	Цифри коду	RR , мм
00	Немає	90	400
01	1	91	0,1
…	…	…	…
55	55	96	0,6
56	60	97	0,0
57	70	98	> 400
…	…	99	Не вимірялися

ff (TgTg)	(TeTe)	CH
dd	TT	CM	ppp
N VV	ww		pp	a
	TdTd	CL NL h	W
			(RR)

TT – температура повітря; T_eT_e – максимальна чи мінімальна температура повітря; T_dT_d – точка роси; ррр – тиск повітря, приведений до рівня моря (мб). Перша цифра 9 чи 10 не вказується. Наприклад, 147 – це 1014, 7 мб; VV – горизонтальна видимість (указується кодоване значення); WW – графічне позначення опадів; RR – кількість опадів за 12 годин; С_н – форми хмар верхнього ярусу (умовний знак); С_м – форма хмар середнього ярусу (умовний знак); С_L- форма хмар нижнього ярусу (умовний знак); h_sh_s - висота хмар, визначена інструментально (умовний знак); h – висота нижніх хмар (умовний знак); W – погода між термінами спостережень (умовний знак); рр – величина баричної тенденції; zрр – характеристика баричної тенденції (умовний знак); dd – напрямок вітру; ff - швидкість вітру, м/с.

Рисунок 8.1 – Схема розміщення метеорологічних елементів на приземний карті погоди

Таблиця 8.3 – Переклад цифр коду N_h і h

Цифри коду	Nh, бали	h, м (нижня межа)
0	Немає	< 50
1	1	50
2	2	100
3	4	200
4	5	300
5	6	600
6	8	1000
7	9	1500
8	10	2000

Таблиця 8.4 – Умовні позначки баричної тенденції

Цифра коду	Графічне позначення	Барична тенденція
1	2	3
0		Ріст, потім падіння. Тиск такий ж чи вище, ніж 3 години назад.
1		Ріст, потім рівний хід, чи ріст, а потім більш повільний ріст. Тиск у момент спостереження вище, ніж 3 години назад.
2		Ріст. Тиск у момент спостереження вище, ніж 3 години назад.
3		Падіння чи рівний хід, потім ріст. Тиск у момент спостереження вище, ніж 3 години назад.
4		Рівний хід, тиск такий, як 3 години назад
5		Падіння, потім ріст, тиск такий чи нижче, ніж три години назад.
6		Падіння, потім рівний хід чи падіння, а потім повільне падіння. Тиск у момент спостереження нижче, ніж 3 години назад.
7		Падіння. Тиск у момент спостереження нижче, ніж 3 години назад.
8		Рівний хід чи ріст, потім падіння. Тиск у момент спостереження нижче, ніж 3 години назад.

На рис. 8.2 представлений фрагмент приземної синоптичної карти.

Після нанесення даних на карту погоди проводять наступну обробку карт:

- виявляють і зафарбовують зони опадів, виділяють значками особливі (небезпечні) явища погоди (гроза, заметіль, ожеледь і ін.);

- проводять лінії фронтів;

- проводять ізобари і виявляють місця розташування центрів циклонів і антициклонів;

- проводять лінії ізотенденций (рівної зміни тиску за три години).

Крім приземних карт погоди в метеорології використовують карти абсолютної (АТ) і відносної топографії (ВТ).

Рисунок 8.2 – Приземна карта погоди

Карти АТ бувають АТ₃₀₀ (будується за даними вимірів на висоті 9 км), АТ₅₀₀ (на висоті 5 км), АТ₇₀₀ (на висоті 3 км), АТ ₈₅₀ (на висоті 1,5 км). На карти АТ кожної поверхні наносяться:

- висота ізобаричної поверхні в геопотенціальних декаметрах (гп. дкм);

- товщина шару між основними ізобаричними поверхнями (гп. дкм);

- температура на рівні ізобаричної поверхні;

- точка роси;

- питома вологість на рівні ізобаричної поверхні;

- напрямок вітру;

- швидкість вітру.

Карти АТ (баричної топографії) будуються за даними кулькопілотних чи радіопілотних спостережень.

Карти АТ дозволяють аналізувати на визначених рівнях:

• характер висотного баричного поля;

• розподіл температури;

• розподіл питомої вологості;

• положення фронтальних розділів;

• характер змін висотного баричного поля в часі.

Аналіз стану атмосфери починають з карти АТ₈₅₀, тому що форма ізогіпс на цій карті і положення ліній фронтів ближче усього до форми ізобар і положенню фронтів на приземній карті погоди. На карті АТ₈₅₀ червоним олівцем проводять ізотерми через 2 °С. Зеленим олівцем проводять ізолінії питомої вологості для 1, 2, 4 і 6 г/кг. Синім кольором заштриховують області холодних повітряних мас. По різких змінах температури проводять лінії фронтів. Напівкола перетворюють у сторону холодного повітря, трикутники – убік теплого.

Карту АТ₇₀₀ використовують для обчислення адвективних змін температури в нижній частині тропосфери. (Адвекція – зміна температури в результаті горизонтального переміщення повітря). На цю карту наносять ізалобари (лінії, що з'єднують точки з однаковою зміною тиску за 24 години). Різниці тисків (у цілих мб) наносять на карту зі знаками «+» чи «-». Негативні ізалобари проводять через 5 мб червоним олівцем, позитивні - синім. Нульова ізалобара – подвійною лінією – червоною у бік негативних і синьою у бік позитивних значень. У центрі областей росту тиску синім проставляється величина росту тиску, наприклад Р₈, а в центрах областей падіння тиску червоним олівцем відзначається величина падіння тиску, наприклад П₁₀. Коричневим кольором відзначається положення баричних центрів на приземній карті і стрільцями вказується переміщення циклонів і антициклонів за 12 годин.

Карта АТ₅₀₀ обробляється аналогічно карті АТ₇₀₀.

Крім розглянутих вище карт на метеорологічних станціях використовують також наступні карти:

• карта небезпечних і особливо небезпечних явищ погоди;

• карта екстремальних значень температури, опадів, сніжного покриву і стану ґрунту;

• карта вологості;

• карта вертикальних рухів;

• карта максимальних вітрів.

8.2 Хід виконання роботи

8.2.1 Прочитати дані метеорологічних спостережень на приземній карті погоди для зазначеного пункту спостережень.

8.2.2 Провести аналіз карти АТ₇₀₀ і АТ₈₅₀. Указати положення ліній фронтів, центри циклонів і антициклонів, області падіння і росту тиску за 24 години, напрямок руху циклонів і антициклонів.

8.2.3 Зробити висновок про погоду в зазначеному пункті по даним приземної синоптичної карти.