Игорь Кароль - Парадоксы климата. Ледниковый период или обжигающий зной?

Таким образом, уже почти больше столетия сеть станций используется для измерения метеорологических характеристик, позднее в этих же целях стали применяться аэростаты и радиозонды, а с 1970-х гг. – и спутники, причем данные, полученные с разных спутников, достаточно плохо согласуются. Архивы климатических элементов формируются путем сбора, систематизации, проверки (контроля) и обработки данных, полученных из вышеперечисленных источников. Эти данные сегодня часто представляются в виде так называемых ре-анализов . Ре-анализ – это результат ассимиляции (усвоения) данных измерений какой-либо метеорологической величины, полученных в одни и те же моменты времени в местах нахождения пунктов измерений. Цель ассимиляции – создание максимально близкого к измеренному поля значений этой метеорологической величины во всех узлах регулярной географической сетки (т. е. узлах, отстоящих друг от друга на равное число градусов как по широте, так и по долготе). Поскольку пункты измерений (а значит, и исходные данные измерений) расположены далеко неравномерно, а в ряде регионов и вовсе отсутствуют, этот недостаток восполняют специальными расчетами с помощью трехмерных моделей общей циркуляции атмосферы. Процедура ассимиляции – комбинирование данных наблюдений с результатами модельных расчетов. В последующем полученные поля используются как в модельных исследованиях, так и в приложении к оперативным задачам сельского хозяйства, техники, строительства, транспорта, авиации и пр., чем занимается специальная наука – прикладная климатология .

Система приземных наблюденийна стационарных метеорологических станциях наиболее распространена и обширна. Сеть этих постоянно действующих метеорологических станций оснащена одинаковыми или почти одинаковыми приборами для измерения основных метеорологических элементов (температуры воздуха и почвы, осадков, явлений погоды, влажности воздуха, атмосферного давления, ветра) и работает по единой методике измерений.

В России на сегодняшний день насчитывается 1628 пунктов наблюдений за метеорологическими характеристиками (температура, осадки, ветер, давление и т. д.). Они составляют Государственную наблюдательную сеть . Именно эта сеть поставляет основную часть первичной метеорологической информации, служащей основой для изучения климата у поверхности Земли.

Внутри Государственной наблюдательной сети выделяют сети с рядами выборочных станций: реперную сеть (458 станций), опорную климатическую сеть (235 станций) и глобальную сеть наблюдений за климатом (135 станций).

Реперная сеть состоит из лучших станций. Лучших — это значит, что: 1) наблюдения на них ведутся достаточно давно (многие десятилетия) и эти наблюдения никогда не прерывались; 2) осуществляется полная программа наблюдений (т. е. за целым рядом метеохарактеристик, а не двумя-тремя, и много раз в сутки); 3) они расположены таким образом, что получаемые данные измерений типичны (характерны) для данной достаточно обширной окрестной территории. Наблюдения на таких станциях показательны для общей ситуации в большом районе. Реперные станции не подлежат закрытию и переносу ни при каких обстоятельствах. Большая часть российских станций (253 станции) обладает рядами наблюдений в более 50 лет, а на 44 станциях продолжительность наблюдений превышает 100 лет.

Опорная сеть – это оптимальное количество реперных станций (меньше нельзя, больше не нужно), свое для каждой местности. В результате обработки полученной на них достаточной информации появляются климатические нормы – выраженное в числах описание климата, характерного для данной местности (характерная температура, обычно имеющее место среднемесячное количество осадков и пр.).

Данные, полученные глобальной сетью наблюдений за климатом , подлежат международному обмену и размещаются в Интернете. Они используются в исследованиях глобального климата и его изменений. В глобальной сети наблюдений за климатом распределение станций по территории сравнительно равномерное, чего нельзя сказать о всемирной метеорологической сети станций . В последней большинство станций сосредоточено на густонаселенных территориях экономически высокоразвитых стран. В полярных, горных и океанических районах количество станций не обеспечивает возрастающие потребности метеорологической науки и практики. Поэтому существует необходимость разработки других способов получения информации из этих районов.

Кое-кто из читателей наверняка видел метеорологические площадки (рис. 16 цв. вклейки). В центральной ее части располагается так называемая психрометрическая будка , в которой на высоте двух метров находятся термометры для измерения температуры воздуха и психрометр для измерения влажности (а также самописцы – термограф и гигрограф). Над площадкой, на высоте до десяти метров, возвышается флюгер и (или) анеморумбограф для измерения скорости и направления ветра. Осадки собираются в ведро, защищенное от их выдувания, и измеряются осадкомером. Белый цилиндр, стоящий на столбике, заключает в себе самописец осадков – плювиограф . А на небольшом участке взрыхленной почвы в углах метеорологической площадки помещаются термометры для измерения температуры почвы.

До 1936 г. основные наблюдения проводились три раза в сутки (в 7, 13, 21 час по местному солнечному времени (времени данного часового пояса)), а в период с 1936 по 1966 г. – четыре раза в сутки (в 0, 7, 13, 19 часов). Сегодня такие наблюдения осуществляются восемь раз в сутки в часы, значения которых кратны трем (0, 3, 6, 9 … часов по московскому декретному времени). Наблюдатель выходит на площадку и снимает показания термометров, фиксирует скорости и направления ветра по флюгеру; контролирует показания анеморумбографа – самописца (его показания снимаются с экрана внутри помещения метеостанции) и визуально определяет форму и количество облаков, дальность видимости, а также отмечает характер погоды и атмосферные явления (туман, грозу, шквал, метель, пыльную бурю и др.), если они возникли. Осадки измеряются реже, всего два раза в сутки.

Состояние площадки и приборов на ней, правильность наблюдений и их записи время от времени выборочно проверяются инспекторами методического отдела Главной геофизической обсерватории. Здесь же проходят проверку метеорологические приборы, а также разрабатываются методические указания (наставления гидрометеорологическим станциям и постам по производству наблюдений).

Дальнейшее совершенствование измерительной метеорологической техники идет по пути создания автоматических измерителей метеорологических элементов, объединенных в одном комплексном приборе. Такие станции уже работают во многих труднодоступных пунктах РФ без непосредственного участия человека. В развитых странах на метеостанциях и в крупных аэропортах используются автоматические приборы для измерения всего набора метеорологических элементов.