Мы уже не раз говорили об атмосферных осадках, их количестве и видах. Но хорошо бы разобраться в этом вопросе поподробнее – он очень важен!
Всю воду, выпадающую из облаков в виде дождя, снега или любом другом, называют атмосферными осадками. Их количество измеряют в миллиметрах толщины того слоя воды, который они образовали бы на поверхности земли, если бы не растекались, не просачивались и не испарялись. Количество это измеряют за какой–нибудь определённый отрезок времени – за сутки, месяц или год.
Для измерения количества осадков используют дождемеры – резервуары (обычно металлические бочки), в которые собираются осадки, выпадающие на определенную площадь (например, с помощью воронки площадью в один квадратный метр). В конце периода наблюдений измеряют количество воды, скопившейся в резервуаре, и пересчитывают его в единицы толщины соответствующего слоя.
Прибор для измерения выпавших осадков
Например, если накопилось 200 литров воды, это означает, что толщина слоя составит 200.000 кубических сантиметров/10.000 квадратных сантиметров = 20 сантиметров = 200 миллиметров.
Но ведь вода и из бочки может испариться? Конечно, особенно в жаркую погоду. И если наш дождемер установлен где–то вдали от жилья, и метеорологи приезжают к нему только раз в месяц – узнать, сколько же осадков выпало в этом месте, – они что же, ошибаются? Нет, и чтобы не ошибаться, они придумали занятный способ. В бочку наливают немного масла (например, машинного). Оно легче воды и поэтому при попадании воды в бочку растекается по ее поверхности, образуя тонкую пленку. И масляная пленка ничтожно маленькой толщины прячет воду под собой.
А почему осадки бывают разными?
При некоторых условиях водяной пар в воздухе начинает превращаться в воду – конденсироваться. При этом появляются маленькие капельки воды, еще настолько легкие, что не падают на землю, но уже такие большие, что их можно разглядеть. Появляется туман или облака. Дальше события могут развиваться по–разному.
Обычно дождевые капли имеют размер около одного миллиметра, реже – до пяти миллиметров. Это происходит потому, что крупные капли в полете дробятся на более мелкие. Образование же крупных капель связано не с процессом конденсации пара, а с процессом слипания мелких облачных капелек. Кроме того, если в облаке одновременно появляются капельки воды и кристаллики льда, происходит рост кристаллов (снежинок) при одновременном испарении капель.
Если воздух под облаком имеет температуру ниже (ГС, снежинки достигают земной поверхности. В теплом воздухе они тают, превращаясь в дождевые капли. В горах часто можно наблюдать, как в долинах идет дождь, а вершины одновременно покрываются снегом.
С этим явлением связано важное географическое понятие – снеговая линия (или граница). Так называют высотный уровень, выше которого температуры настолько низки, что накопление снега и других твердых осадков преобладает над испарением и таянием. Существование снеговой линии определяет высоту пбявления ледников в горах. Над экватором она располагается на высоте около 4 600 метров ттяд уровнем моря (и только высокие горы, вроде Килиманджаро, достигают ее), в Арктике опускается до 200–500 метров (и ледники образуются даже на совсем невысоких горах – таких, как Бырранга), а в Антарктике – снижается до уровня моря (и образуются шельфовые ледники, как в море Росса).
Один из самых опасных видов осадков – переохлажденный дождь. Он наблюдается обычно при наступлении теплого атмосферного фронта в холодное время Года. Сначала в слоистых облаках над фронтом образуются снежинки. Попадая в теплый воздух, они тают, а образовавшиеся капли Попадают в холодные приземные слои воздуха. Если температура здесь не очень низкая, они достигают земли, не замерзнув. Но, попав на холодные мостовые, ветви, провода и т.п., намерзают на них коркой гололеда. Если же воздух под фронтом очень холодный, капли замерзают в полете, образуя крупу (ледяные шарики меньше пяти миллиметров в диаметре) или град (шарики больше пяти миллиметров). Градины же могут достигать размеров апельсина, а самые крупные из измеренных, выпавшие 3 сентября 1970 года в штате Канзас, весили до 750 граммов и имели окружность до 0,5 метра! В Индии, в районе Нью–Дели, в апреле 1888 года градом были убиты 246 человек.
Количество осадков постоянно интересует тех, кто следит за погодой. Казалось бы, в прогнозе стоит 10-15 мм, а на улицах — снег по колено или огромные лужи. Чтобы Вам было проще ориентироваться в прогнозах, мы подготовили информацию об измерении количества осадков.
Метеорологи различают два понятия: высота снежного покрова и количество выпавших осадков. То, что мы видим на улице после снегопада, это высота снежного покрова, который порой достигает 50 см, хотя количество выпавших осадков при этом может быть не более 20 мм. Один миллиметр выпавшего снега приравнивается к 1-1,5 см высоты снежного покрова в зависимости от структуры снега.
По метеорологическому наставлению, миллиметр осадков — это один литр воды на квадратный метр. На всех метеостанция стоят осадкомерные ведра, из которых, в 9 и 21 час по Гринвичу, осадки выливаются в специальный сосуд, по которому измеряется их количество. Твердые осадки — снег, град — растапливаются, а потом специалисты измеряют получившуюся воду.
Атмосферными осадками называют воду, которая из атмосферы выпадает на земную поверхность. Атмосферные осадки имеют и более научное название — гидрометеоры.
Измеряют их в миллиметрах. Для этого замеряют толщу воды, выпавшей на поверхность с помощью специальных приборов — осадкомеров. Если нужно измерить толщу воды на больших площадях, то используют метеорологические радиолокаторы.
В среднем наша Земля получает почти 1000 мм осадков ежегодно. Но вполне предсказуемо, что их количество выпавшей влаги зависит от многих условий: климата и режима погоды, рельефа местности и близости водоемов.
Виды атмосферных осадков
Вода из атмосферы выпадает на земную поверхность, находясь в двух своих состояниях — жидком и твердом. По этому принципу все атмосферные осадки принято делить на жидкие (дождь и роса) и твердые (град, иней и снег). Рассмотрим каждый из этих видов подробнее.
Жидкие атмосферные осадки
Жидкие атмосферные осадки попадают на землю в виде водяных капель.
Дождь
Испаряясь с поверхности земли, вода в атмосфере собирается в облака, которые состоят из мельчайших капель, размерами от 0,05 до 0,1 мм. Эти миниатюрные капельки в облаках с течением времени сливаются друг с другом, становясь все больше в размерах и заметно тяжелее. Визуально данный процесс можно наблюдать, когда белоснежное облако начинает темнеть и тяжелеть. Когда таких капель в туче становится слишком много, они проливаются на землю в виде дождя.
Летом дождь идет в виде крупных капель. Крупными они остаются потому, что нагретый воздух поднимается от земли. Вот эти восходящие струи и не дают каплям разбиваться в более мелкие.
Зато весной и осенью воздух намного прохладнее, поэтому в эти времена года дожди — моросящие. Причем, если дождь идет из слоистых облаков, его называют обложным, а если капли начинают падать из кунево-дождевых, то дождь превращается в ливень.
Ежегодно в виде дождя на нашу планету проливается почти 1 млрд. тонн воды.
В отдельную категорию стоит выделить морось . Этот вид осадков также выпадает из слоистых облаков, но капли ее настолько малы, а их скорость настолько ничтожна, что капельки воды кажутся подвешенными в воздухе.
Роса
Еще один вид жидких осадков, который выпадает в ночное время или рано утром. Капельки росы образуются из водяного пара. За ночь этот пар остывает, и вода из газообразного состояния превращается в жидкое.
Самые благоприятные условия для образования росы: ясная погода, теплый воздух и почти полное отсутствие ветра.
Твердые атмосферные осадки
Твердые осадки мы можем наблюдать в холодное время года, когда воздух охлаждается до такой степени, что капельки воды, находящиеся в воздухе, замерзают.
Снег
Снег также как и дождь, образуется в облаке. Затем, когда облако попадает в поток воздуха, в котором температура ниже 0°С, капельки воды в нем замерзают, становятся тяжелыми и выпадают на землю в виде снега. Каждая капелька застывает в виде своеобразного кристаллика. Ученые утверждают, что все снежинки имеют разную форму и найти одинаковые просто невозможно.
Кстати, снежинки падают очень медленно, так как почти на 95% состоят из воздуха. По этой же причине они белого цвета. А хрустит снег под ногами потому, что ломаются кристаллики. И наш слух способен уловить этот звук. Зато для рыб настоящее мучение, так как снежинки, падающие на воду, издают высокочастотный звук, который рыбы слышат.
Град
выпадает только в теплое время года, особенно, если накануне было очень жарко и душно. Прогретый воздух сильными потоками устремляется вверх, унося с собой испарившуюся воду. Образуются тяжелые кучевые облака. Затем, под воздействием восходящих потоков капельки воды в них тяжелеют, начинают замерзать и обрастать кристаллами. Вот эти комочки кристаллов и устремляются на землю, по пути увеличиваясь в размерах за счет слияния с каплями переохлажденной воды в атмосфере.
Нужно учитывать, что такие ледяные "снежки" устремляются на землю с невероятно быстротой, а потому град способен пробить шифер или стекло. Град наносит большой урон сельскому хозяйству, поэтому самые "опасные" тучи, которые готовы разразиться градом, разгоняют с помощью специальных пушек.
Иней
Иней, как и роса, образуется из водяного пара. Но в зимние и осенние месяцы, когда уже достаточно холодно, капельки воды замерзают и потому выпадают в виде тонкого слоя ледяных кристаллов. А не тают они потому, что земля остывает еще больше.
Сезоны дождей
В тропиках и очень редко в умеренных широтах наступает такое время года, когда выпадает непомерно большое количество осадков. Этот период называют сезоном дождей.
В странах, которые расположены в этих широтах, не бывает суровых зим. Зато весна, лето и осень стоят неимоверно жаркие. За этот жаркий период накапливается огромное количество влаги в атмосфере, которая и выливается затем в виде затяжных дождей.
В зоне экватора сезон дождей наступает два раза в год. А в тропическом поясе, южнее и севернее экватора, такой сезон случается лишь один раз в году. Связано это с тем, что пояс дождей постепенно курсирует с юга на север и обратно.
Довольно часто можно услышать, что люди в Москве жалуются на погоду. То дождь, то снег норовит помешать их планам. Многие считают, что в наших широтах не самый лучший климат, а кто-то, наоборот, очень любит такие разнообразные погодные условия. Однако если обратиться к статистике, то годовое количество осадков в Москве не такое уж и большое, по сравнению со многими другими регионами. Наверное, стоит подробнее проанализировать Только после этого можно будет правильно оценить погодные условия.
Климат Москвы
Замечательный город Москва лежит в полосе В каком-то смысле жителям этих широт очень повезло, поскольку здесь крайне редко бывают сильные морозы и слишком жаркая погода. Даже если такие погодные условия наступают, то длятся они совсем непродолжительное время. Морозы в этой полосе обычно устанавливаются на период около 2-3 недель, после чего температура всё-таки начинает подниматься.
Что касается жары, то она может длиться дольше, чем холода: от 3-4 дней до вполне продолжительного времени. Иногда высокие температуры способны продержаться даже до 1,5 месяца. Главным фактором, оказывающим влияние на формирование такого климата, является в первую очередь географическое положение. Город находится на Восточно-Европейской равнине, поэтому здесь могут свободно распространяться волны как холода, так и тепла. За один год в Москве отмечается порядка 30 гроз, чаще всего в период с мая по сентябрь.
Основные черты московского климата
Теперь настало время поговорить о том,какое годовое количество осадков в Москве обычно выпадает. За 12 месяцев на территории столицы, а также на прилегающих к ней землях, выпадает от 600 до 800 мм Конечно же, существовали и рекордные показатели, которые превысили обычную цифру. Например, в 2013 году годовое количество осадков в Москве составило 891 мм, что заметно выше, чем наблюдалось во все предыдущие года. Многим интересно, какой месяц является самым холодным в году. За последние 30 лет это почётное звание принадлежит февралю. этого зимнего месяца составляет -6,7 °C. Не сильно отстаёт и январь. Его средние показатели равны -6,5 °C.
Стоит поговорить и о приятном. Самым тёплым месяцем признан июль, в это время средняя температура находится на уровне +19,2 °C. Москвичи очень любят солнечную погоду, однако, часто она держится непродолжительное время. Периодически в Москве встречается такое явление, как туман. Оно появляется в течение всего года. Но чаще всего туман можно наблюдать в июне, а также осенью - в сентябре и октябре.
Общие среднегодовые показатели
Необходимо поговорить и о других показателях, которые также заметно влияют на климат города. Конечно же, это великое множество факторов, которые метеорологи тщательно фиксируют. Они собирают необходимую статистику и анализируют её, чтобы сделать дальнейшие прогнозы. Стоит отметить средние показатели за год. Итак, среднегодовые показатели Москвы следующие:
- Температура - +5,8 °C (иногда она превышала этот порог и достигала +7 °C, подобные явления отмечались в 2008 и 2015 годах).
- Влажность воздуха - 76%.
- Скорость ветра - 2,3 метра в секунду.
Интересно, что существует показатель, который измеряет среднее количество солнечных часов в году. Это число составляет 1731 час. Некоторые годы наблюдения показали более 2 тыс. солнечных часов. Такой показатель был зафиксирован в 2007 и 2014 годах.
Годовое количество осадков в Москве: наименьшие показатели
Выше уже были рассмотрены средние показатели осадков в Москве. Однако интересно узнать, часто ли это число бывает меньшим. Если количество дождя и снега падает ниже среднего показателя, то можно говорить о том, что год считается засушливым. Итак, уже было сказано, что среднее годовое количество осадков в Москве составляет в разные годы от 600 до 800 мм. Самая большая их часть обычно выпадает в летний сезон, а меньше всего их можно наблюдать в марте и в апреле.
Самый сухой год, который наблюдался за всю историю измерений - 1920. Тогда годовое количество осадков в Москве в мм составило всего 336. В XXI веке самым сухим периодом пока стал 2014 год. На протяжении этого года было зафиксировано число осадков, равное 491 мм.
Как проводятся измерения?
Итак, выше были рассмотрены такие важные показатели, как среднегодовая температура, годовое количество осадков в Москве и т. д. Важно также рассмотреть вопрос, как они измеряются и где фиксируются.
В Москве расположено несколько которые занимаются непосредственно этим вопросом. Основное ведомство, показатели которого считаются официальными, это метеостанция, расположенная на ВДНХ. Её данные используются различными государственными органами для размещения информации о фактической погоде и температурных рекордах Москвы. Показания помогают рассчитывать нормы температуры и осадков на текущий период. Метеостанция на ВДНХ была открыта в 1939 году. За время существования её несколько раз переносили в разные места в пределах ВДНХ. Также производилась её реорганизация. Тем не менее она функционирует и в настоящее время.
На сервере ВНИИГМИ-МЦД доступ к массиву данных, выборка данных по интересующим пользователя станциям, их просмотр и копирование обеспечиваются специализированной технологией (
).
Авторы- канд. физ.-мат. наук В.М. Веселов и канд. техн. наук И.Р. Прибыльская.
Получить данные через новый сайт по технологии Web Аисори-М (режим опытной эксплуатации) :
Получить данные через старый сайт по технологии Web Аисори:
Ссылаться на массив:
Булыгина О.Н., Разуваев В.Н., Александрова Т.М.«ОПИСАНИЕ МАССИВА ДАННЫХ СУТОЧНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА И КОЛИЧЕСТВА ОСАДКОВ НА МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ СТАНЦИЯХ РОССИИ И БЫВШЕГО СССР (TTTR)»
Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2014620942
http://сайт/data/162-temperature-precipitation#описание-массива-данных
Описание массива данных
Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2014620942
Булыгина О.Н., Разуваев В.Н., Александрова Т.М.
ОПИСАНИЕ МАССИВА ДАННЫХ
СУТОЧНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА И КОЛИЧЕСТВА ОСАДКОВ
НА МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ СТАНЦИЯХ РОССИИ
И БЫВШЕГО СССР
(TTTR )
1. Введение
Первоначальная версия массива создавалась на базе перечня 223 станций на территории бывшего СССР, данные для которых публиковались в “Метеорологическом ежемесячнике СССР, часть 1 “Ежедневные данные””. Эта версия была подготовлена в рамках международного сотрудничества (ВНИИГМИ-МЦД, Россия; CDIAC, США) и была опубликована в CDIAC на CD-ROM(США) как NDP-040 .
Перечень станций России для новой версии архива составлен на основании Списка станций Росгидромета, включенных в Глобальную сеть наблюдений за климатом (утвержденного Руководителем Росгидромета 25 марта 2004г.) и Списка реперных метеорологических станций Росгидромета, подготовленного в Главной Геофизической Обсерватории им. А.И. Воейкова (исп. Зав. ОМРЭИ ГГО В.И.Кондратюк). Список станции и информация по ним содержится в наборе «Каталог станций».
Для некоторых станций информация заканчивается более ранними годами, так как:
- Станции закрыты (как на территории России, так на территории независимых государств, бывших республик СССР);
- Данные по станциям не представлены для подготовки “Метеорологического ежемесячника станций стран содружества независимых государств, часть 1 “Ежедневные данные””
Заведующему отделом климатологии Разуваеву Вячеславу Николаевичу:
- Почта: Россия, 240035, г. Обнинск, Калужской области, ул. Королева 6, ВНИИГМИ-МЦД, отдел климатологии,
- Email: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Ведущему программисту отдела климатологии Давлетшину Сергею Геннадьевичу:
- Email: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. "> Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
2. Описание формата данных
Массив состоит из 600 файлов данных в формате ASCII с именами вида:
IIIII.dat, где:
IIIII – синоптическийиндекс станции (индекс ВМО).
Записи в файлах данных упорядочены по возрастанию ключевых элементов:
Год;
Месяц;
День.
Описание формата записи приведено ниже в таблице 1.
Таблица 1
Формат записи в файлах данных
|
Номер поля |
Позиция |
Длина Поля |
Наименование поля |
Примечание |
|
Индекс ВМО станции |
Фиксировано для файла |
|||
|
Пробел |
||||
|
7-10 |
Год |
|||
|
Пробел |
||||
|
12-13 |
Месяц |
|||
|
Пробел |
||||
|
15-16 |
День |
|||
|
Пробел |
||||
|
TFLAG - групповой признак качества для показателей температуры воздуха |
См. Таблицу 2 |
|||
|
Пробел |
||||
|
20-24 |
TMIN-минимальная температура воздуха за сутки |
|||
|
Пробел |
||||
|
QTMIN- признак качества для TMIN |
См. Таблицу 3 |
|||
|
Пробел |
||||
|
28-32 |
TMEAN - среднесуточная температура воздуха |
В градусах Цельсия с точностью 0.1 градуса |
||
|
Пробел |
||||
|
QTMEAN - признак качества для TMEAN |
См. Таблицу 3 |
|||
|
Пробел |
||||
|
36-40 |
TMAX - максимальная температура воздуха за сутки |
В градусах Цельсия с точностью 0.1 градуса |
||
|
Пробел |
||||
|
QTMAX - признак качества для TMAX |
См. Таблицу 3 |
|||
|
Пробел |
||||
|
44-48 |
R - суточная сумма осадков |
В миллиметрах с точностью 0.1 мм |
||
|
Пробел |
||||
|
CR - дополнительный признак к R |
См. Таблицу 4 |
|||
|
Пробел |
||||
Фрагмент файла данных приведен ниже:
20674 2001 12 27 0 -23.2 0 -19.7 0 -17.3 0 8.0 0 0
20674 2001 12 28 0 -26.5 0 -25.1 0 -23.2 0 1.0 0 0
20674 2001 12 29 0 -32.5 0 -30.3 0 -26.4 0 0.0 2 0
20674 2001 12 30 0 -35.3 0 -34.3 0 -32.0 0 0.0 2 0
20674 2001 12 31 0 -35.1 0 -33.3 0 -31.5 0 0.0 2 0
TFLAG - групповой признак качества для показателей температуры воздуха введен в состав записи с целью проинформировать пользователей о наличии ошибочных данных в архивных источниках, на основании которых осуществлялось формирование массива. Над устранение этих ошибочных значений продолжается работа, которая, к сожалению, требует значительных временных затрат из-за необходимости обращения к первичным материалам наблюдений(книжкам КМ-1 на метеостанциях).
Таблица 2
Значения TFLAG (группового признака качества для характеристик температуры воздуха)
|
TFLAG |
Кодируемая ситуация |
|||
|
QTMIN |
QTMEAN |
QTMAX |
Условия |
|
|
Без условий |
||||
|
TMIN < TMEAN |
||||
|
TMIN < TMAX |
||||
|
TMEAN < TMAX |
||||
|
TMIN < TMEAN < TMAX |
||||
|
Если нарушено Хотя бы одно из соотношений: TMIN < TMEAN TMEAN < TMAX TMIN < TMAX |
||||
Таблица 3
Значения QTMIN, QTMEAN, QTMAX, QR
|
Q- флаги |
Значения Q-флагов |
|
Значение достоверно |
|
|
Значение не согласуется с данными архива срочных наблюдений |
|
|
Значение забраковано или наблюдения не проводились. |
Таблица 4
Значения CR
|
измеренное количество осадков 0,1 мм и более |
|
|
осадки измерены за несколько дней |
|
|
измерения осадков производились, но осадков не было (R = 0) |
|
|
наблюдались только следы осадков (< 0,1 мм) (R = 0) |
|
|
значение забраковано или наблюдения не проводились. |
На сервере ВНИИГМИ-МЦД доступ к массивам данных, выборка данных по интересующим пользователя станциям, их просмотр и копирование обеспечиваются специализированной технологией Аисори (). Авторы- канд. физ.-мат. наук В.М. Веселов, канд. техн. наук И.Р. Прибыльская.
3. Список литературы
1. Razuvayev V.N., Apasova E.G., Martuganov R.A., Steurer P., Vose R., 1993. Daily Temperature and Precipitation Data for 223 U.S.S.R. Stations. ORNL/CDIAC, Numerical data package – 040, Oak Ridge National laboratory, Oak Ridge, Tennessee, USA