| |
Алексей Сафонов, фото Егор Цимеринов
29-12-2005
В рамках проекта «Будни метеослужбы» наши специальные корреспонденты 3 декабря 2005 года Егор Цимеринов и Алексей Сафонов посетили одну из «жемчужин» нашей столичной метеорологической сети – метеообсерваторию Московского Государственного Университета им. М. В. Ломоносова, или просто – метеообсерваторию МГУ.
Напомним, что в столице действуют пять метеостанций, среди которых отнюдь не последнее место занимает именно эта. Хотя напрямую она и не относится к МосЦГМС – Р (см. статью «Метеостанция «Балчуг»), данные о погоде, поступающие с неё, также обрабатываются и учитываются при прогнозе погоды.
Московская метеообсерватория при МГУ – единственный объект такого рода в Москве, и не только. Так, в Европе существуют всего три (!) метеообсерватории такого рода, одна из которых - метеообсерватория МГУ. Вторая обсерватория находится в Праге (Градец Карловый), а третья – в Париже (Сарбона). Именно поэтому она так красиво названа – «жемчужина» нашей столичной метеорологической сети.
Прежде чем начать рассказ об этой метеообсерватории, хотелось бы немного рассказать, чем и как различаются метеообсерватория и метеостанция. Прежде всего, различие это состоит в количестве метеорологических параметров, за которыми ведутся наблюдения. В метеообсерватории наблюдения ведутся по самой обширной программе – количество наблюдаемых на ней метеопараметров несравнимо больше, чем на обычной метеостанции (см. статью «Метеостанция «Балчуг»). Вообще, существует так называемый стандартный список метеопараметров, на наблюдение которых ориентированы обычные (стандартные) метеостанции. К таким показателям относятся атмосферное давление, влажность воздуха, показатели ветра (направление, характер и его скорость), количество облаков, количество и интенсивность осадков, состояние и температуры почвы, и т. д. На обсерватории проводятся также наблюдения, например, за интенсивностью солнечного сияния, за его продолжительностью. На некоторых обсерваториях можно запускать метеорологические зонды и ракеты на различные высоты. Список всех метеопараметров, как вы знаете, огромен, поэтому в такой маленькой статье мы не будем описывать их все. Помимо этого, на обсерватории производят наиболее точные наблюдения. О том, как это осуществляется, расскажем чуть позже. Однако, и та, и другая ведут наблюдения по стандартному списку.
А теперь переходим к Интернет-экскурсии по обсерватории.
Нашим корреспондентам площадку показала сотрудник актинометрического отдела обсерватории, Елена Гавриловна Столярова. Огромное ей, а так же дирекции обсерватории, спасибо!
Площадка метеообсерватории намного больше, чем площадка обычной метеостанции. Это и понятно – ведь приборов и установок больше!
История метеорологической станции в МГУ берёт своё начало в далёком 1954 году. Основана обсерватория была по инициативе крупнейшего климатолога Б. П. Алисова, известного учёного в области актинометрии М. С. Аверкиева и её первого заведующего А.А Лучшева. Кстати, его большая фотография висит прямо над выходом на метеоплощадку, а в день его рождения под ней обязательно появляются цветы.
В России только МГУ имеет такую научно-учебную базу по метеорологии и климатологии. За рубежом метеорологические обсерватории подобного рода, обеспечивающие учебный процесс и имеющие такой длительный ряд наблюдений, есть только в Чехословакии при Карловом Университете (Градец Карловый) и во Франции при Сарбоне.
Здание обсерватории построено по специальному проекту.
Как мы говорили в самом начале, размеры территории станции велики. Общая уличная площадь обсерватории разбита на 4 участка.
Основной участок – то место, где стоят постоянные рабочие приборы обсерватории. Именно с них каждые три часа (см. статью «Метеостанция «Балчуг») снимаются данные о погоде, которые потом учитываются в прогнозе погоды для Москвы.
По соседству с этим участком находится точно такой «студенческий участок». На нём установлены те же приборы в той же последовательности, только они предназначаются студентам-метеорологам географического факультета МГУ. Они здесь проходят практику. Именно на этой площадке в свободные от практики дни сотрудники обсерватории проводят экскурсии для всех желающих. Узнать о них подробнее Вы можете по телефонам, которые указаны на ссылке в нижнем правом углу нашей страницы.
Следующий участок – так называемый «участок без растительного покрова». На нём производятся наблюдения за температурой почвы на различных глубинах.
И, наконец, на последнем участке находятся приборы для измерения характеристик ветра.
Здание обсерватории – двухэтажное. На крыше здания также находятся различные приборы.
Начнём осмотр со стандартных метеоприборов. Так, метеорологическую будку и её устройство мы видели на станции «Балчуг». Она сконструирована таким образом, чтобы резервуары термометров и других приборов находились на уровне 2 метра – в приземном слое воздуха. Будка служит для зашиты приборов от осадков, сильного ветра и солнечной радиации, с наружи она выкрашена в белый цвет и имеет специальные жалюзи.
Стоит отметить, что, как на обычной метеостанции, так и на метеообсерватории находятся … будок. В одной – основной – находятся метеоприборы, а другая – запасная. Туда переносятся метеоприборы во время ремонта основной будки.
Оказывается, такую конструкцию будки предложил гениальный русский учёный в области климата и погоды Вильд. Конструкция его флюгера можно видеть на высотной башне метеообсерватории, а так же на других метеостанциях по всей России.
Здесь всё то же самое, поэтому мы не станем акцентировать на уже пройденном материале своё внимание.
Это – срочный, минимальный и максимальный термометры для измерения температуры поверхности почвы. Отметим, что зимой эти термометры кладутся на снег – то есть на ту постилающую поверхность (естественную), температуру которой необходимо измерить (на «Балчуге» мы видели летний тип установки таких термометров).
Оказывается, в метеорологии измеряют не только температуру поверхности почвы (температуру подстилающей поверхности), но и температуру почвы на глубине. Для этого существуют специальные приборы – термометры Савинова и вытяжные термометры.
Наблюдения по термометрам Савинова производятся только в тёплое время из-за их хрупкости, они устанавливаются на глубинах 5, 10, 15 и 20 см.
Наблюдения по вытяжным термометрам ведутся круглый год. Их резервуары располагаются соответственно на глубинах 0,20; 0,40; 0,80; 1,20; 1,60; 2,40; 3,20 метров.
Установка этих термометров является одной самых сложных операций, проводимых на метеостанции. Установку ведут по специальным ГОСТам специальные службы. Именно они осуществляют их проверку спустя определённое время. На метеообсерватории наблюдения по вытяжным термометрам ведутся на двух площадках. Одна – основная (на ней имеется естественный покров поверхности земли), вторая – без растительного покрова. Кстати, этот участок периодически очищается и от снега.
Ориентированы термометры по сторонам света (по линии с востока на запад). Самый глубокий термометр находится на западе.
Нельзя не сказать о том, что Метеообсерватория МГУ обладает самым длительным рядом наблюдения за температурой почвы на различных глубинах. Наблюдения по вытяжным термометрам не оканчивались даже во время Второй Мировой Войны.
Следующий прибор – ледоскоп. Ледоскоп является вспомогательной установкой для визуальных наблюдений за инеем, изморозью и гололёдом. На его частях (круге, проволоке, металлическом кольце) откладываются отложения различного вида. Осмотр ледоскопа при каждом посещении наблюдателем площадки в зимнее время помогает ему точно определить, отложения какого рода наблюдаются.
Помимо ледоскопа на любой метеостанции, а тем более и на площадке обсерватории постоянно установлены на зимний период снегомерные рейки. Вот так они выглядят:
Теперь переходим сразу к нескольким приборам. Точнее, эти приборы объединены в один, который называется стандартная актинометрическая стрела. Такая стрела служит для измерения характеристик солнечной радиации.
На стреле укреплены три прибора. Но обо всём по-порядку. Начиная от основания стрелы, первым идёт чашечный анемометр – при измерении любых видов радиации (будь то отражённая или прямая солнечная) ветер играет существенную роль. Поэтому стрела снабжена указателем скорости ветра.
Далее, двигаясь к концу стрелы, находится прибор для измерения коротковолновой радиации, отражённой от земной поверхности, т. е. для определения альбедо. Он называется альбедометр (ещё его называют универсальным пиранометром).
Голова альбедометра – стеклянная полусфера, закрывающая приёмную часть прибора – радиальную термобатарею. Термобатарея состоит из последовательно соединённых манганиновых и константановых пластинок. Часть пластинок окрашена в чёрный цвет, а часть – в белый (см фото).
Батарея закреплена на чёрном основании. При воздействии радиации на элементы батареи в них возникает ЭДС (напряжение), которое зависит от кол-ва поступившей радиации. С помощью чувствительного гальванометра измеряется ток, появляющийся от ЭДС батареи. Таким образом, можно измерить радиацию, поступающую на чувствительный элемент прибора.
Альбедометру можно придавать два положения: головой вниз и головой вверх – для измерения различных видов радиации.
Следующий прибор на стреле – термоэлектрический балансомер. Он служит для определения радиационного баланса земной поверхности. Приёмником балансомера служат две медные пластины, которые зачернены. Между пластинами находятся десять специальных термобатарей. Балансомер устанавливается на стреле пластинами вверх-вниз.
Кроме стрелы, на площадке отдельно имеется прибор, который включён на измерение отражённой радиации. Это тот же альбедометр, и принцип его действия аналогичен рассмотренному выше. Установлен альбедометр на постоянном столбе, от осадков о ветра прибор защищает специальная крыша.
На площадке метеообсерватории установлена так же автоматическая метеорологическая станция (так называемая АМС), позволяющая без наблюдателя снимать показания об атмосферном давлении, влажности и температуре воздуха, а также о количестве осадков.
Сейчас же стоит сказать, что все провода и соединения от приборов идут в здание обсерватории, где подключаются к специальным датчикам и накопителям.
Как на любой метеостанции, на метеообсерватории обязательно есть высотная башня. На ней находятся ветроизмерительные приборы. Помимо анеморумбометра, который известен нашим читателям по метеостанции Балчуг, бросается в глаза тот самый флюгер Вильда, о котором говорилось вначале обзора. На башне их два: один с тяжёлой доской, другой – с легкой. Два флюгера с разными досками позволяют измерять различные скорости ветра. С легкой доской флюгер может измерять скорость до 20 м/с, с тяжёлой – до 40 м/с.
Этот прибор настолько прост в эксплуатации, что используется, и по сей день на подавляющем числе метеостанций в России. Также хочется сказать и про то, что Наставлением Гидрометеорологическим станциям и постам (эта книга – основной документ на метеостанциях, устанавливающий правила и методику их функционирования) постановлено использовать наблюдения по флюгеру Вильда в случае выхода из строя других приборов по ветру (например, анеморумбометра М-63М-1). Так, 25 мая 2005 года, когда произошла энергетическая авария в энергетическом кольце Москвы и других районах, наблюдатели метеостанций, которые попали в зону отключений, делали измерения по флюгеру Вильда.
Высота башни в метеообсерватории составляет 15 метров.
Помимо этого, на метеообсерватории существует химическая лаборатория для наблюдения за кислотностью выпадающих осадков. Наблюдатель-химик делает замеры после каждого выпадения осадков из облаков. Характерной особенностью этой местности, как выяснилось, является то, что ни разу здесь не наблюдалось превышений ПДК и уровня РН (кислотности) осадков. То есть район МГУ – экологически чистый район!
Имеется на площадке ряд экзотических приборов – например, прибор SODAR. Он служит для акустического зондирования атмосферы. Этот прибор представляет собой излучатель-приёмник акустических (звуковых) волн в форме усечённого с двух сторон конуса. Конус направлен вверх и излучает звук каждые 5 – 10 секунд. Отражённый звук тут же улавливается приёмником, и данные о таком зондировании передаются на компьютер.
Прибор звукового зондирования позволяет определить тип температурной стратификации атмосферы, высоту слоя перемешивания, а в ряде случаев и высоту границ температурных инверсий.
Показатели, получаемый с помощью SODARа очень важны для определения экологического состояния приземного слоя атмосферы (до 1.5 км). SODAR – очень чувствительный прибор, позволяющий заметить и распознать очень тонкую слоистость, а так же некоторые другие особенности атмосферы.
На площадке установлены и действуют два прибора – один отечественного производства, а другой подарили метеообсерватории в честь юбилея МГУ им. М. В. Ломоносова иностранные коллеги. У нового SODARа есть три излучателя-приёмника, которые позволяют ему иметь большие преимущества перед нашим отечественным аналогом.
На этом заканчивается наш обзор метеообсерватории МГУ им. М. В Ломоносова. Однако это не всё, о чём мы хотели Вам рассказать. Далеко не полностью мы осветили метеостанцию МГУ. Информации настолько много, что мы не можем уложить её в одну статью. Поэтому репортажи продолжаться в скором времени. В них вы найдёте информацию об актинометрическом отделе метеообсерватории. Приборы по актинометрии в основном установлены на крыше обсерватории.
Надеемся, что Вы с интересом следите за страничкой «Будни метеослужбы»! До скорых встреч!
Назад в раздел
|
|
Экспедиции с Astrocamp
БУДНИ МЕТЕОСЛУЖБЫ
