Sieć posterunków hydrologiczno
Transkrypt
Sieć posterunków hydrologiczno
Meteorologia i klimatologia leśna • Prowadzący: dr Wojciech Ożga dr Longina Chojnacka –Ożga Kontakt : [email protected] [email protected] Katedra Hodowli Lasu pok. 52a lub 55 Literatura: • • • • Bednarek A., Huculak W., Makowiec M.: Materiały do ćwiczeń z meteorologii i klimatologii leśnej; Wyd. SGGW Łykowski B., Madany R.: Materiały do ćwiczeń z agrometeorologii, Wyd. SGGW Koźmiński Cz., Michalska B.: Ćwiczenia z agrometeorologii, Wyd PWN Kossowska-Cezak U., Martyn D., Olszewski K., Lembowicz M.: Meteorologia i klimatologia. Pomiary, obserwacje, opracowania; Wyd.PWN Warunki zaliczenia: Kolokwium końcowe: - pyt. otwarte ćwiczenia(2 pyt.) + wykłady (3 pyt.) Sprawozdania - dwa 1- klimat Polski 2- klimat lasu Obecność na ćwiczeniach Sposoby pozyskiwania informacji o pogodzie i klimacie 1. Bezpośrednie: Pomiary instrumentalne Obserwacje wizualne – np zachmurzenie, ocena zjawisk hydrometeorologicznych (błąd subiektywny) 2. Pośrednie: kroniki badania geologiczne – np. badania rdzeni lodowych (rdzenie lodowe z Antarktydy i Grenlandii zawierają bardzo wyraźny zapis zmian klimatu ostatnich setek tysięcy lat. Rekordowy rdzeń lodowy z Antarktydy o długości 3 kilometrów, sięga 740 000 lat wstecz. badania palinologiczne- badania pyłków oraz pozostałości roślinnych i zwierzęcych w osadach jezior i oceanów.Dokonuje się analizy wywiertów zawierających te szczątki organiczne. Niektóre rośliny preferują określone temperatury, a znalezienie ich pyłków informuje nas o klimacie miejsca. badania dendroklimatologiczne Rys historyczny obserwacji meteorologicznych 1.Pierwsze przyrządy: - deszczomierze I w.; - barometry i termometry –XVII w. 2. Sieci obserwacyjne: - Najstarsza sieć – florentyńska (1654 ) , obejmowała 11 stacji w tym Warszawę - Państwowe sieci stacji meteorologicznych – XIX w., początek współpracy międzynarodowej w dziedzinie meteorologii i klimatologii 3. Obecnie- Światowa Organizacja Meteorologiczna –WMOkoordynacja pomiarów meteorologicznych na całym świecie Organizacja sieci meteorologicznej w Polsce Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowa Służba Hydrologiczno-Meteorologiczna HydrologicznoMeteorologiczna Służba PomiarowoObserwacyjna Służba Prognoz Meteorologicznych Służba Prognoz Hydrologicznych Państwowa Służba Hydrologiczno-Meteorologiczna System pomiarowoobserwacyjny System przesyłania danych Stacje synoptyczne Stacje klimatologiczne Posterunki meteorologiczne Stacje opadowe V rzędu System przetwarzania danych System dystrybucji danych i produktów Sieć stacji synoptycznych 62 stacje synoptyczne: I rzędu – całodobowe pomiary i obserwacje przy wykorzystaniu aparatury standardowej i automatycznej oraz uzupełniające je obserwacje wizualne; II rzędu – całodobowe pomiary przy wykorzystaniu aparatury automatycznej i w miarę potrzeb uzupełniające je obserwacje wizualne (przez 8 do 12 godzin dziennie) • • • Dane przekazywane w tzw. trybie operacyjnym w postaci klucza SYNOP (wykorzystywane bieżąco w prognozowaniu pogody) Stacje wyposażone są w aparaturę automatyczną (I i II rząd) i nieautomatyczną (I rząd) całodobowa obsługa etatowa na stacjach I rzędu Przykład depeszy AAXX 23181 12375 32960 51601 10107 20101 30006 40135 55001 60002 80002 333 10154 20102 93000 = W trybie godzinowym wykonywane, rejestrowane i przekazywane są wyniki następujących pomiarów i obserwacji: - ciśnienie atmosferyczne, - temperatura powietrza, - temperatura powietrza przy powierzchni gruntu, - wilgotność powietrza, - prędkość i kierunek wiatru, - wysokość opadu atmosferycznego, - stan gruntu, - wielkości pokrycia terenu śniegiem, - grubość pokrywy śnieżnej, - grubość warstwy śniegu świeżo spadłego, - gatunek śniegu oraz ukształtowanie pokrywy śnieżnej, - zawartość wody w śniegu, - widzialność pozioma, - wysokość podstawy chmur, - stopień zachmurzenia i postać chmur, - występowanie zjawisk atmosferycznych. Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych Lp. Stacje i posterunki 1 III rząd – stacje klimatologiczne 2 IV rząd – posterunki meteorologiczne 3 V rząd – posterunki opadowe Razem Razem 209 982 1191 Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych III rząd – stacje klimatologiczne IV rząd – posterunki klimatologiczne - Stacje wyposażone w aparaturę automatyczną oraz mogą być obsługiwane przez obserwatora (obsługa etatowa lub obserwator ryczałtowy) - dane przekazywane w trybie operacyjnym - w trybie godzinowym wykonywane, rejestrowane i przekazywane są dane: - temperatura powietrza, - temperatura powietrza przy powierzchni gruntu, - wilgotność powietrza, - prędkość i kierunek wiatru, - wysokość opadu ciekłego, • W przypadku, gdy na stacji zatrudniony jest obserwator, w trybie terminowym wykonywane są uzupełniające pomiary: - temperatura powietrza, - temperatura powietrza przy powierzchni gruntu, - wilgotność powietrza, - prędkość i kierunek wiatru, - wysokość opadu atmosferycznego, - stan gruntu, - wielkości pokrycia terenu śniegiem, - grubość pokrywy śnieżnej, - grubość warstwy śniegu świeżo spadłego, - gatunek śniegu, - zawartość wody w śniegu, - zachmurzenie, - występowanie zjawisk atmosferycznych. Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych V rząd – posterunki opadowe V rząd – posterunki opadowe Aparatura automatyczna – notowanie wyników w trybie godzinowym W przypadku zatrudnienia obserwatora ryczałtowego, w trybie terminowym wykonywane są pomiary w zakresie: - wysokość opadu atmosferycznego, - stopień pokrycia terenu śniegiem, - grubość pokrywy śnieżnej, - grubość warstwy śniegu świeżo spadłego, -gatunek śniegu i ukształtowanie pokrywy śnieżnej. Suma dobowa opadu zapisywana jest o godz. 6.00 (UTC) ale pod datą dnia poprzedniego Wyniki pomiarów i obserwacji wykonywanych na stacjach meteorologicznych gromadzone są w komputerowej Centralnej Bazie Danych Historycznych (CBDH), utrzymywanej w Wydziale Baz Danych (WBD), stanowiącym część Centrum Hydrologiczno-Meteorologicznej Służby Pomiarowo-Obserwacyjnej (CHMSPO). Dane są przechowywane bez określenia daty ważności tzn. wieczyście. Centralna Baza Danych Historycznych: - Baza Danych Meteorologicznych - Baza Danych Hydrologicznych W obu bazach cząstkowych: - zbiór słownikowy zawierający podstawowe informacje o stacjach pomiarowych - zbiory zawierające tabele z danymi Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych (z funkcją telemetryczną) – posterunek meteorologiczny Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych (z funkcją telemetryczną) – posterunek meteorologiczny Czujniki Dataloger Retransmiter Radiomodem Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych (z funkcją telemetryczną) – posterunek opadowy Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych (z funkcją telemetryczną) – posterunek opadowy Dataloger Modem GPRS Radiomodem Retransmiter Czujniki Sieć radarów meteorologicznych POLRAD RĘBIECHOWO ŚWIDWIN POZNAŃ LEGIONOWO PASTEWNIK BRZUCHANIA RAMŻA RZESZÓW Mapa Polski z siecią radarów meteorologicznych POLRAD (8) Sieć wykrywania lokalizacji wyładowań atmosferycznych PERUN System PERUN wykrywa i podaje miejsce wystąpienia wyładowań, określa typ wyładowania (doziemne, chmurowe) oraz najważniejsze parametry elektryczne wyładowania, takie jak np. prąd w kanale wyładowania, polarność wyładowania doziemnego (dodatnie lub ujemne) i inne parametry związane z charakterystyką wykrytego sygnału. OLSZTYN GORZÓW BIAŁYSTOK TORUŃ WARSZAWA KALISZ CZĘSTOCHOWA WŁODAWA SANDOMIERZ Mapa Polski z siecią wykrywania i lokalizacji wyładowań atmosferycznych PERUN Sieć pomiarów aerologicznych Pomiary aerologiczne - pionowy sondaż atmosfery do wysokości 30-40 kilometrów. ŁEBA LEGIONOWO WROCŁAW Mapa Polski ze stacjami aerologicznymi Stacja odbioru danych satelitarnych Stacja odbioru danych satelitarnych odbiera dane z satelitów NOAA i EUMETSAT. Stacja ta jest zainstalowana w Krakowie. Meteorologia nie może się obecnie obejść bez wielkoobszarowych zdjęć satelitarnych. To na nich widać skupiska chmur i kierunek ich przemieszczania się, a analizując zdjęcie po zdjęciu poznajemy czas ich przemieszczania się. Anteny do odbioru zdjęć z satelitów METEOSAT i NOAA Antena do odbioru zdjęć z satelity MSG Stacje specjalne: 1. Agrometeorologiczne 2. Biometeorologiczne 3. Fenologiczne 4. Drogowe 5. Naukowe (badawcze np. leśne, miejskie) Miejsce obserwacji meteorologicznych – stacja meteorologiczna Lokalizacja stacji: - stacja musi być reprezentatywna dla obszaru, którego warunki klimatyczne ma charakteryzować. Podstawowe wymagania: - Teren otwarty, oddalony od przeszkód terenowych ( budynków, wysokich drzew i innych przedmiotów utrudniających wymianę powietrza) Teren wyrównany, porośnięty trawą (systematycznie koszoną) Miejsce obserwacji – ogródek meteorologiczny Ogródek meteorologiczny Położenie ogródka • w odległości 30 m od ogródka nie mogą znajdować się żadne budowle, drzewa, krzewy oraz uprawy sztucznie zraszane; • w odległości ponad 30 m od ogródka mogą stać małe pojedyncze obiekty np. parterowy dom czy drzewo, jednak ta odległość nie może być mniejsza niż 10-cio krotna ich wysokość; • w odległości ponad 100 m od ogródka może być luźna zabudowa i małe grupy drzew • w odległości ponad 300 m od ogródka mogą znajdować się zwarte zespoły drzew (sady i parki); • w odległości co najmniej 500 m od ogródka mogą stać już wielopiętrowe bloki mieszkalne. Tradycyjne przyrządy meteorologiczne a nowe systemy pomiarowe • Lata 90-te to początek szerokich zmian przyrządów pomiarowych używanych w meteorologii i klimatologii. • Stare przyrządy „analogowe” zostają zastępowane elektronicznymi, pojawiają się automatyczne stacje meteorologiczne. • Rozwijane są całe systemy pomiarowe obejmujące kompleksowe pomiary atmosferyczne • Zmieniają się standardy co szczególnie z punktu widzenia klimatologii jest niekorzystne. • Pojawia się problem porównywalności starych i nowych przyrządów pomiarowych. Przyrządy te najczęściej mają inne charakterystyki co może mieć potencjalne znacznie dla badań klimatycznych Przyrządy na stacji meteorologicznej • Ogródek meteorologicznyprzyrządy podstawowe Klatka meteorologiczna Ma za zadanie: Ustabilizować przepływ powietrza w koło przyrządów znajdujących się w środku Minimalizować efekty promieniowania słonecznego Chronić przyrządy przed opadami atmosfer., wiatrem Budowa: Drewniana klatka o budowie żaluzjowej, pomalowana na biało. Budowa żaluzjowa umożliwia swobodny przepływ powietrza. Drzwiczki klatki od strony północnej co minimalizuje dostęp promieniowania słonecznego w czasie wykonywania obserwacji Klatka ustawiona jest tak, aby czujniki przyrządów znajdowały się na wysokości 2 m n.p.g Wewnątrz klatki – przyrządy do pomiaru temperatury powietrza i wilgotności powietrza - dwa termometry zwykłe ("suchy" i "zwilżony„) - termometry ekstremalne : maksymalny i minimalny - czujnik temperatury i wilgotności - Vaisala Termometry: suchy i zwilżony Termometry ekstremalne Czujniki do pomiaru temperatury powietrza i wilgotności powietrza Poletko glebowe • • Obszar 2x4 m , nie porośnięte żadną roślinnością, Pomiar temperatury gruntu na głębokościach: 1cm - termometr zwykły 5, 10, 20, 50 cm – termometry kolankowe 100 cm – termometr wyciągowy • Pomiar temperatury powietrza nad gruntem – 5 cm nad gruntem (termometr minimalny) Termometr przygruntowy 5 cm n.p.g Deszczomierz Hellmanna tradycyjny i rejestrujacy • Powierzchnia wlotu deszczomierzy wynosi 200 cm2. Wloty są umieszczone na wysokości 1 m nad gruntem. Deszczomierze służą do pomiaru ilości spadłego opadu (deszczu, śniegu, mżawki i innych). Deszczomierz Hellmanna jest obsługiwany przez obserwatora, a deszczomierz rejestrujący (czujnik MAWS) mierzy opad z dokładnością do 0,1 mm. Pluwiograf pływakowy • Powierzchnia otworu wlotowego 200 cm2 • Pojemność komory pływakowej 200 cm3 co odpowiada 10 mm opadu. Umieszczony jest w niej pływak z ramieniem piórka które rejestruje na nawiniętym na bębnie papierze zmianę ilości opadów Detektor opadów Wiatromierz • Umieszczony na maszcie 10 m n.p.g Heliograf Campbella-Stokesa • • do pomiaru czasu usłonecznienia. Zasada działania -wykorzystanie efektu cieplnego lub fotochemicznego wywoływanego przez promieniowanie słoneczne. Budowa: szklana kula pełniąca funkcję soczewki, która skupia promienie sł. na pasku papieru (są one zróżnicowane w zależności od pory roku - najdłuższy i najniżej położony pasek letni, pasek średni wiosenno-jesienny i najwyżej wkładany oraz najkrótszy pasek zimowy). Promienie wypalają ślad, którego długość określa czas operowania Słońca z dokładnością do 6 minut (1/10 godziny). • Aparatura dodatkowa – głównie na stacjach synoptycznych Czujnik do pomiaru usłonecznienia • Urządzenie do automatycznego pomiaru dobowej sumy usłonecznienia - Vaisala Pomiar polega na zliczaniu czasu występowania bezpośredniego promieniowania przekraczającego 120 W/m2. Czujnik MAWS. Urządzenie do pomiaru całkowitego promieniowania słonecznego i bilansu radiacyjnego • Pyranometry MollaGorczyńskiego promieniowanie całkowite, • pyranometr Funka - bilans radiacyjny. • Ciągła i automatyczna rejestracja promieniowania Słońca i nieba. Widzialnościomierz Pomiar widzialności poziomej w zakresie od 10 m do 50 km. Czujnik MAWS - automatycznej stacji meteorologicznej odbiornik nadajnik Laserowy miernik podstawy chmur Pomiar wysokości podstawy chmur niskich, do 2500 m. Czujnik MAWS.