.
Меню сайта
|
Техника службы погодыТехника службы погодыВысоко в горах расположилась научная станция. Днем и ночью несут здесь службу ученые-метеорологи. Зимой и летом, во время снежных буранов и бурных разливов горных рек они проводят различные исследования, снимают показания приборов, бдительно следят за всеми изменениями погоды. Героический труд этих отважных людей очень нужен обществу. Их работа помогает сделать безопасными полеты самолетов и рейсы океанских судов, своевременными и успешными различные сельскохозяйственные работы. Результатами их исследований интересуются лесоводы и строители, прокладчики трубопроводов и рыбаки, спортсмены и железнодорожники. Метеорологические станции работают сейчас во всех уголках Земли. Ученых-метеорологов можно встретить на островах и дрейфующих станциях Ледовитого океана, в Антарктике, на Дальнем Востоке. Свои приборы вездесущие метеорологи установили даже на высотных зданиях многих больших городов — Москвы и Нью-Йорка, Токио и Сан-Франциско. О том, какие исследования проводят метеорологи и как на основании этих исследований они предсказывают погоду, вы можете прочитать в ст. «Как наблюдают погоду» в т. 1 ДЭ. Здесь же мы расскажем о том, как современная техника помогает им в работе. До недавнего времени эта техника была очень несложной. Она состояла лишь из приборов, которые устанавливались на метеорологических станциях, и аппаратуры телеграфной связи для сбора метеорологических телеграмм в бюро погоды. Однако бурный технический прогресс, характерный для последних десятилетий, существенно отразился и на работе метеорологов. Он коснулся и техники наблюдений, и техники обработки материалов, и техники самого прогнозирования. В технику наблюдений новые методы пришли прежде всего с радиозондированием атмосферы и применением радиолокации. Чтобы определить состояние верхних слоев атмосферы, в прежние времена практиковались запуски шаров-зондов. После того как шар поднимался на предельную высоту — 20—30 км, его оболочка лопалась и регистрирующий прибор с помощью парашюта опускался на землю. При этом его далеко не всегда удавалось отыскать. Такое зондирование требовало много времени и для службы погоды не могло быть использовано. Но вот в 30-х годах на смену шару-зонду пришел радиозонд, изобретенный советским ученым П. А. Молчановым, и положение изменилось. Приборы и теперь поднимаются на шаре, но их показания немедленно передаются по радио на Землю. Радиозонды поднимаются на 30—35 км и сообщают температуру, давление и влажность воздуха в различных слоях вплоть до этих высот. Сеть зондирующих станций непрерывно растет, и сейчас их в мире более 600. Зондирование слоев атмосферы выше 40 км осуществляется с помощью метеорологических ракет, которые достигают высоты 100 км и более. Для предсказания погоды необходимо знать о направлении и скорости воздушных течений на различных высотах. Но визуально наблюдать за полетом радиозондов можно только при ясном небе. А как быть в пасмурную ненастную погоду, когда наблюдения за ветром особенно важны? И тут на помощь метеорологам пришла радиолокация. На экране радиолокатора (см. ст. «Радиолокация») с большой точностью прослеживается полет радиозонда в любых погодных условиях и в любое время суток. В Арктике или Антарктике, например, нечего было бы и думать о регулярных наблюдениях за ветром без радиолокации в долгую полярную ночь. Но роль радиолокации в службе погоды этим не ограничивается. На экранах радиолокаторов ясно видно появление, развитие и перемещение облаков. По перемещению изображения на экране можно судить о скорости и направлении движения облаков в радиусе до 200— 300 км от станции. Это позволяет своевременно предупреждать морские порты, аэродромы, колхозы, железнодорожные узлы и т. д. о приближении опасных ливней, гроз и других атмосферных явлений. Радиоэлектроника изменила методы метеорологических наблюдений. Появились приборы с дистанционным управлением, так что наблюдателю нет необходимости каждый раз выходить на метеорологическую площадку, чтобы сделать отсчеты по приборам. Еще больший интерес представляют собой автоматические метеорологические станции. Их устанавливают в труднодоступных районах и обеспечивают запасами энергии (в виде аккумуляторов или сухих батарей). Такие станции могут в течение 6—12 месяцев работать без непосредственного участия человека. Четыре раза в сутки, в строго определенное время, часовой механизм включает станцию. Положение контактных рычажков на шкалах приборов, измеряющих температуру, давление воздуха, скорость ветра, передается по радио и может быть принято на значительном расстоянии. Существует интересная конструкция справочной метеорологической станции. Многие из вас, наверное, неоднократно узнавали время по телефону. Это очень удобно: наберешь номер, и голос диктора точно сообщает, который час. Примерно так же работает и справочная метеостанция. В ней от датчика температуры соответственно каждому градусу посылаются в электронную машину электрические импульсы определенной последовательности. Электронная машина подбирает соответствующую импульсам речевую магнитофонную запись, которая включается в момент запроса. Основная причина ограниченности срока работы автоматических станций — расход запасов электроэнергии. Но и это затруднение можно решить, применяя атомную энергию. Первые такие атомные электростанции, обслуживающие автоматические метеостанции, успешно прошли испытания в Антарктиде. Новую страницу в методах наблюдений для службы погоды открывают метеорологические спутники. С обращающегося вокруг Земли на высоте 600—1000 км спутника видна площадь до 1500—2000 км в поперечнике. Телевизионная камера, установленная на спутнике, передает изображение облачного покрова на Землю. Здесь можно изготовить фотографии и внимательно изучить различные особенности. Циклоны и менее крупные атмосферные вихри хорошо видны на фотографиях, так как имеют вид спирально закрученных облачных полос. В ночное время облачный покров со спутника фотографируется с помощью инфракрасных лучей. Большую роль метеорологические спутники играют и в автоматизации наблюдения за погодой. Вот один пример. Проектируются океанские метеостанции, которые должны быть установлены в самых отдаленных районах океана в южном полушарии. Но обычная радиосвязь с ними ненадежна. Проблема решается с помощью спутников: они будут принимать сигналы этих метеостанций, накапливать сведения и передавать их на Землю при прохождении над населенными районами. Каждое бюро погоды собирает и обрабатывает в течение суток тысячи метеорологических и аэрологических телеграмм. Как ускорить и автоматизировать эту работу? Для этого служит телетайпная связь. Метеорологические сводки принимаются телеграфными аппаратами и радиотелетайпами, т. е. аппаратами, печатающими текст. Эти агрегаты работают автоматически. Но так распространяются только первичные материалы наблюдений. По ним нужно в каждом бюро погоды составить и проанализировать огромное количество карт. Эта кропотливая и большая по объему работа сейчас тоже рационализирована. Все основные карты составляются и анализируются в небольшом числе центров. Отсюда они распространяются по радио и проводам при помощи аппаратуры, передающей и принимающей изображения. Таким образом, бюро погоды получают основной материал для своей работы в готовом виде. Затем, принимая во внимание местные условия, они уже составляют прогнозы для района всей своей деятельности. Особенно важные для службы погоды усовершенствования техника внесла в методы непосредственного предсказания. От общей оценки будущих изменений погоды метеорологи перешли к точному расчету этих перемен. Это стало возможным благодаря применению так называемых численных методов прогнозирования, основанных на использовании быстродействующих электронных вычислительных машин. Численный прогноз погоды даже на сутки вперед связан с выполнением нескольких миллионов вычислительных операций, на осуществление которых человеку потребовалось бы очень много времени. Современные вычислительные машины рассчитывают прогноз на 24 часа за 20—30 минут, производя при этом 15—20 млн. вычислительных операций. Для наиболее эффективного использования быстродействующих счетных устройств потребовалось автоматизировать и различные вспомогательные операции. Данные наблюдений теперь автоматически вводятся в машину, автоматически контролируются машиной и автоматически же подготавливаются для дальнейших расчетов. Результаты расчетов вычерчиваются — тоже автоматически — в виде графиков изменений погоды или карт. Это делают специальные механизмы, присоединенные к электронно-счетному устройству. Службу погоды ближайшего будущего можно представить себе в виде поточной линии. На метеорологических станциях автоматические установки по заданной программе регистрируют состояние погоды и передают результаты в центры, где электронные машины производят первичную обработку материала. Затем сводки собираются в метеорологическом центре страны, сюда же поступают и результаты наблюдений с метеорологических спутников. Еще несколько минут — и машины выдают готовые результаты в виде карт и графиков погоды, которые распространяются по всей стране. |
ПОИСК
Block title
|