История возникновения метеоисследований

Связь метеорологических наблюдений и исследований с проблемами загрязнения о.с.»

Метеорологические наблюдения – это измерения метеорологических величин, а также регистрация атмосферных явлений.

К метеорологическим величинам относятся:температура и влажность воздуха, атмосферное давление, скорость и направление ветра, количество и высота облаков, количество осадков, потоки тепла и др.

Классификация атмосферных явлений

В земной атмосфере происходит множество разнообразных физических и химических процессов. Все видимые процессы называются атмосферными явлениями. Их такое огромное количество, что рассказать обо всех весьма сложно, особенно учитывая, что изредка появляются новые, до этого невиданные явления.
Каждое из известных атмосферных явлений можно отнести к одной из пяти групп:

Гидрометеоры

К этой группе относятся все физические и химические процессы, так или иначе связанные с водой, находящейся в атмосфере.

· - Осадки: дождь, снег, град, морось, снежная крупа, снежные зёрна, ледяная крупа, ледяной дождь, ледяные иглы.

· - Находящиеся в воздухе: туман, облака, утренняя глория, перламутровые облака, серебристые облака, лентикулярные облака, двояковыпуклые сосцевидные облака.

· - Поднятые с поверхности Земли в воздух ветром: метель (снежная буря), снежная мгла.

· - Образуются на поверхности Земли и объектах, находящихся на ней: роса, иней, изморозь, твёрдый (ледяной) налёт, гололёд, гололедица.

Оптические явления

· Являются результатом преломления света при его прохождении сквозь атмосферу: заря, радуга, мираж, солнечный столб, венец вокруг Луны, венец вокруг Солнца, глория, гало, цветная луна, антисолнце.

Электрические явления

· Видимые или слышимые проявления электричества в атмосфере: шаровая молния, гроза, огни святого Эльма, зарница, вулканические молнии (грязная гроза).

Литометеоры

· К этой группе относятся довольно опасные явления. Главной из составляющей являются твёрдые частицы, поднимаемые в воздух с поверхности планеты: пыльная (песчаная) буря, пыльная (песчаная) мгла, песчаный (пыльный) позёмок.

Неклассифицированные

· Все остальные атмосферные явления: полярное сияние, мгла, торнадо (смерч), шквал, пыльный (песчаный, пылевой) вихрь, небесная дыра, шторм.

Проведение наблюдений

Наиболее полные и точные наблюдения проводят в метеорологических и аэрологических обсерваториях. Даже самые точные наблюдения не могут дать исчерпывающего представления о состоянии всей атмосферы, поскольку атмосферные процессы протекают по разной географической обстановке. Кроме метеорологических обсерваторий наблюдения над метеорологическими величинами ведутся еще примерно на 3500 метеорологических и 750 аэрологических станциях, размещенных по всему земному шару. Крупным этапом в истории развития климатологии являлось возникновение центральных метеорологических учреждений, в обязанность которых входила организация сети метеорологических станций, снабжение их приборами и инструкциями для наблюдений, сбор, контроль и опубликование материалов этих наблюдении. В России в самом начале XIX в. передовые ученые пришли к мысли о необходимости организации центрального метеорологического учреждения. В 1810г. основатель Харьковского университета В. Н. Каразин изложил в докладе Московскому обществу любителей естество знания идею о необходимости централизованного руководства сетью метеорологических станций и научной обработки их наблюдений а в 1818г. предложил план организации Государственного метеорологического комитета, в который должны были поступать и там обрабатываться результаты наблюдений ряда метеорологических станций, находящихся в разных частях страны.

Проведение метеонаблюдений проводилось с помощью различных приборов.

Метеорологические приборы предназначены как для непосредственных срочных измерений (термометр или барометр для измерения температуры или давления), так и для непрерывной регистрации тех же элементов во времени, как правило, в виде графика или кривой (термограф, барограф). Термометры. Жидкостные стеклянные термометры. В метеорологических термометрах чаще всего используется способность жидкости, заключенной в стеклянную колбочку, к расширению и сжатию. Выбор жидкости для термометра зависит в основном от диапазона измеряемых температур. Ртуть используется для измерения температур выше -39° С - точки ее замерзания. Для более низких температур применяются жидкие органические соединения, например этиловый спирт. Минимальный термометр предназначен для определения самой низкой температуры за данные сутки. Для этих целей обычно используется стеклянный спиртовой термометр. Максимальный термометриспользуется для определения самой высокой температуры за данные сутки. Обычно это стеклянный ртутный термометр, похожий на медицинский. В стеклянной трубке вблизи резервуара имеется сужение. Также существует еще множество приборов.

История возникновения метеоисследований

Сегодня трудно представить себе науку без армии роботов, собирающих информацию в труднодоступных для человека местах. А началось все с метеорологии, с шаров-зондов. Эти небольшие аэростаты с самопишущим прибором-метеорографом, впервые предложенные Д.И. Менделеевым, запускались в России с 1896 года. И с того времени русская метеорология постоянно занимает первое место в мире по исследованиям атмосферы с помощью летательных средств. Второй период развития этой области науки начался в СССР с изобретения профессором А.П. Молчановым радиозонда, положившего начало всей современной телеметрической технике. Передача полученных научных данных на Землю по радио резко увеличила эффективность исследований. Но радиозонды могли подниматься лишь на высоту 40 км, далее метеорологи могли надеяться только на ракеты.

Первые же запуски приборов для исследований атмосферы на большую высоту с помощью мощных геофизических ракет принесли науке ценнейшие данные. Но из-за большой стоимости и сложности подготовки к старту эти ракеты запускались всего несколько раз в год. А метеорологам было необходимо получать регулярные сведения о динамике процессов, идущих в верхних слоях атмосферы. Для этого требовалась дешевая, надежная, простая в эксплуатации ракета сравнительно небольшой грузоподъемности. И вот к осени 1951 года промышленные предприятия страны по техническому заданию Центральной аэрологической обсерватории (ЦАО) Гидрометеорологической службы СССР впервые в мире создали специальную метеорологическую ракету МР-1. Ее применение открыло третий период высотных метеорологических исследований.

МР-1 представляла собой неуправляемую жидкостную ракету нормальной схемы с аэродинамическим стабилизатором. Ее ЖРД с вытеснительной системой подачи работал на азотной кислоте и керосине. Пуск производился по траектории, близкой к вертикали, из стационарной стартовой вышки. Для увеличения скорости выхода из нее на ракете устанавливался стартовый ускоритель, представлявший собой связку из нескольких пороховых ракетных двигателей. Запуск ускорителя и ЖРД производился одновременно.

Любая ракета имеет некоторую асимметрию во внешних обводах, в распределении масс и приложении тяги двигателя, которая заставляет ее отклоняться от заданной траектории. Чтобы уменьшить это отклонение, не применяя дорогой системы управления, метеорологическим ракетам при пуске придается вращение вокруг продольной оси. Это обеспечивается спиральной закруткой направляющих стартовой установки.

В головной части МР-1 устанавливался стандартный набор ракетной метеорологической аппаратуры, разработанной и изготовленной специалистами ЦАО. В шпиле ракеты и верхнем отсеке ее головной части располагались разнообразные манометры, термометры и другие измерительные приборы, а также коммутатор, поочередно подключавший их к радиопередатчику. В среднем отсеке - передатчик и четыре фотоаппарата, работавших синхронно. Оси их объективов были направлены вниз между плоскостями стабилизации ракеты. Получавшаяся в полете серия снимков давала возможность определить положение головной части в пространстве. В нижнем отсеке укладывался парашют головной части, обеспечивавший скорость приземления приборов до 7 м/с.

Измерения велись как на подъеме так и на спуске. Отделение головной части и введение парашютов производилось после прекращения работы двигателя по команде от реле времени на высоте около 70 км. Корпус ракеты спускался на своем парашюте и так же, как головная часть, мог использоваться вновь. За спускающимися частями ракеты велись кинотеодолитные наблюдения, по которым определялась сила ветра. А также для исследований используют шары-зонды, анеморумбометры и др.

Мониторинг о.с.

Мониторингом окружающей среды называют регулярные, выполняемые по заданной программе наблюдения природных сред, природных ресурсов, растительного и животного мира, позволяющие выделить их состояния и происходящие в них процессы под влиянием антропогенной деятельности.

Известно, что антропогенные изменения развиваются, в отличие от природных, гораздо быстрее и последствия их весьма опасны, поскольку они могут стать необратимыми. Поэтому важно иметь информацию об исходном состоянии изучаемого объекта до начала антропогенного воздействия. В случае невозможности получения такой информации, она может быть реконструирована по имеющимся данным, полученным за относительно большой промежуток времени. Это может быть сделано по результатам наблюдения за составом ледников и др. В этом случае проводится фоновый мониторинг или мониторинг фонового загрязнения ОС - окружающая среда.

Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 290; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!