Лекции по "Навигационной гидрометеорологии"

ж) уровни моря ниже отметок, при которых прекращается судоходство, гибнут рыба, морские животные, повреждаются суда, или выше отметок, при которых затопляются населенные пункты, береговые сооружения и другие народнохозяйственные объекты;

з) сильный тягун в морских портах (своеобразное колебание уровня моря, приводящее к возвратно-поступательному движению и сильной беспорядочной качке судов, пришвартованных у причала или стоящих на якоре);

и) напоры льдов, интенсивный дрейф льдов, угрожающие судам, морским, портовым и другим береговым сооружениям;

к) появление льда, непроходимого судами и ледоколами, в период навигации на судовых трассах и в районе промысла.

Местные учреждения Росгидромета (УГМС, обсерватории, гидрометцентры), судовладельцы могут дополнять представленный перечень СГЯ и корректировать критерии их интенсивности (но только в сторону ослабления критериев) с целью совершенствования гидрометеорологического обеспечения народнохозяйственной деятельности.

К оглавлению. 

 

 

 

1.1.3. Организация гидрометеорологических  наблюдений на судах.

Судовые гидрометеорологические наблюдения представляют собой комплекс измерений и наблюдений за состоянием погоды и поверхности моря (океана); они являются существенным дополнением к гидрометеорологической информации, собираемой с наземных метеорологических, аэрологических станций, береговых гидрометеорологических станций и с искусственных спутников Земли.

Результаты судовых наблюдений используют:

— прогностические подразделения отечественных и зарубежных гидрометеорологических служб для составления гидрометеорологических прогнозов разной заблаговременности с целью обеспечения безопасности мореплавания, рыбного промысла в морях и океанах, разведки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, нормального функционирования портов и других видов работ, проводимых в море, океане и в прибрежной зоне;

— УГМС и ВНИИГМИ—МЦД для создания и ведения банков данных с целью дальнейшего их обобщения и получения режимной (климатической) информации, используемой для составления климатических справочников, атласов, карт, лоций, а также с целью выполнения запросов (заявок) разных ведомств и организаций о гидрометеорологических условиях акваторий морей (океанов). Поступившие для накопления во ВНИИГМИ—МЦД данные судовых гидрометеорологических наблюдений заносятся на технические носители и архивируются в Государственном фонде гидрометеорологической информации в УГМС Росгидромета.

Гидрометеорологические наблюдения могут быть организованы на добровольной основе на всех типах судов, имеющих средства связи и условия, приемлемые для установки приборов, их эксплуатации и обслуживания.

На судах водоизмещением 600 т и более, плавающих в морях и океанах, организуются судовые гидрометеорологические станции (СГМС).

СГМС организуются силами территориальных морских УГМС Росгидромета при наличии согласия капитана, штурманского состава и радиооператоров судов производить добровольные попутные гидрометеорологические наблюдения по программе, определенной для каждого судна портовым метеорологом УГМС, и передавать через имеющиеся средства связи результаты наблюдений в береговые отечественные и зарубежные радиоцентры (РЦ).

Организация и обеспечение функционирования СГМС осуществляется капитаном судна.

Наблюдения производятся вахтенным штурманом. В отдельных случаях наблюдения могут быть выполнены по распоряжению капитана другим членом экипажа, однако за своевременное производство наблюдений и их качество отвечает вахтенный штурман.

Ответственным штурманом-наблюдателем является, как правило, третий помощник капитана.

Сроки производства наблюдений

Наблюдения производятся на судах по маршруту их плавания вне пределов акваторий порта 4 раза в сутки по всемирному координированному времени (UТС) (эквивалентно среднему гринвичскому времени СГВ) в сроки наблюдений 00, 06, 12, 18 ч; первое наблюдение (после выхода судна за пределы акватории порта) производится в ближайший к одному из указанных выше сроков, а последнее — в срок, который наиболее близок ко времени прибытия судна в пределы акватории порта назначения. Наблюдения за гидрометеорологическими явлениями производятся с момента их обнаружения и до полного прекращения (исчезновения).

Наблюдения не производятся при сложной навигационной обстановке, при стоянке судов в портах у причала, при прохождении узкостей, при коротких (не более 4 ч) переходах судна из порта в порт.

Состав и порядок производства наблюдений

В каждый из установленных сроков производятся наблюдения за следующими гидрометеорологическими величинами: облачностью (количеством, формой облаков и высотой их нижней границы), метеорологической дальностью видимости (МДВ), направлением и скоростью ветра, температурой воздуха и поверхностного слоя воды, атмосферным давлением, значением и характеристикой барической тенденции, направлением перемещения зыби, периодом и высотой ветровых волн и зыби, гидрометеорологическими явлениями, обледенением судна и морскими льдами.

Наблюдения начинаются за 30 мин до срока наблюдений в соответствии с рекомендуемым порядком, представленным на рисунке 1.2. Непосредственно в срок наблюдений должны быть измерены атмосферное давление, значение барической тенденции и определена ее характеристика.

Рис. 1.2. Рекомендуемый порядок производства наблюдений. 

 

Объем гидрометеорологических наблюдений и порядок их выполнения на судне определяются Наставлением гидрометеорологическим станциям и постам, вып. 9, часть III "Гидрометеорологические наблюдения, производимые штурманским составом на морских судах".

Допускается сдвиг производства наблюдений от начала срока на более раннее время, но не более чем на 30 мин, в случаях привлечения вахтенного штурмана на подвахты (сразу же после вахты) и если часы радиовахты не позволяют передавать радиограмму в течение 20 мин после срока наблюдений.

При резких ухудшениях погодных условий между сроками наблюдений, приводящих к возникновению стихийных гидрометеорологических явлений — СГЯ (при достижении критических значений скорости ветра, высот волн, МДВ, скорости обледенения судна, а также при сжатии судна во льдах, появлении шквалов, смерчей, стоячих волн), производятся дополнительные наблюдения за этими явлениями в соответствии с требованиями [4], а также по указанию УГМС.

Рекомендуется наблюдения за облаками, МДВ, гидрометеорологическими явлениями, волнением, ветром и морскими льдами производить с пеленгаторной палубы; температуру воздуха измерять с левого или правого (наветренного) борта ходового мостика; температуру поверхностного слоя воды измерять с наиболее низкой части открытой палубы наветренного борта, атмосферное давление и его характеристики — в штурманской рубке.

Если на судне установлены дистанционные метеорологические приборы или судовая автоматическая гидрометеорологическая станция (САГМС), производство наблюдений осуществляется из штурманской рубки за теми гидрометеорологическими величинами, которые входят в программу измерений дистанционных приборов или САГМС.

Перечень основных метеорологических элементов и наименование приборов, с помощью которых они измеряются  

 

Измеряемый элемент	Приборы, применяемые для измерения (регистрации)
Температура воздуха и воды	Термометры различных типов термографы, психрометры
Влажность воздуха	Психрометры, гигрометры, гигрографы
Атмосферное давление	Барометры, барографы
Скорость и направление ветра	Анеморумбометры, анемометры, флюгер, анеморумбографы
Количество и интенсивность атмосферных осадков	Осадкомеры, плювиографы
Дальность видимости	Измерители и регистраторы метеорологической дальности видимости
Количество и форма облаков	Визуально, аппаратура метеорологических спутников, радиолокаторы
Высота нижней границы облаков	Измерители и регистраторы высоты облаков, шары-пилоты
Туман	Визуально
Грозы	Грозорегистраторы, грозопеленгаторы

 

 

Производство наблюдений за СГЯ на судне

Наблюдения за СГЯ включают:

— определение вида СГЯ в соответствии с перечнем, представленным в 6.11.1 и дополнительными указаниями УГМС;

— измерение значения и оценку интенсивности СГЯ (если интенсивность является одной из характеристик, описывающих это явление);

— определение времени начала, усиления и окончания СГЯ. Практически за всеми СГЯ, перечисленными в 6.11.1, на СГМС производятся наблюдения по конкретным методикам выполнения измерений (МВИ), представленными в настоящем Наставлении.

Поэтому при обнаружении СГЯ (в дополнение к требованиям МВИ) необходимо:

— зафиксировать время и место (координаты) обнаружения СГЯ;

— установить непрерывное и тщательное наблюдение за его развитием;

— обеспечить бесперебойную работу всех средств измерений, по которым в результате измерений оценивается интенсивность СГЯ или определяется наличие явления;

— сфотографировать редко встречающиеся явления (если есть такая возможность) или зарисовать и подробно описать;

— при наличии экономического ущерба (при потере шлюпок, приборов, разрушений палуб судна, береговых построек) необходимо описать причиненный ущерб.

При обнаружении СГЯ необходимо информацию о нем включить в радиограмму и сразу же под индексом ШТОРМ передать в Гидрометцентр России, а также в адреса, представленные судовладельцем.

При составлении радиограммы о СГЯ необходимо руководствоваться следующими положениями действующего кода KH-01c:

— радиограмма составляется открытым текстом, четко и полно, без сокращений и лишних слов;

— в радиограмме сообщается время начала явления по UTC;

координаты судна во время обнаружения СГЯ; название явления и его интенсивность; информация о сопутствующих СГЯ гидрометеорологических величинах (направление и скорость истинного ветра, состояние моря, при обледенении — температура воздуха и воды и т. д.).

По окончании СГЯ сделать подробное его описание в таблице „Дополнительные сведения о СГЯ" журнала КГМ-15.

Примеры — Радиограммы с индексом ШТОРМ

1 ШТОРМ UMAY 1300 1832 СШ 13940 ВД ВЕТЕР ВОСТОЧНЫЙ МАКСИМАЛЬНАЯ 35 М/С ДАВЛЕНИЕ 998 ГПА ТЕНДЕНЦИЯ РОСТ 1,2 ГПА

2 ШТОРМ UMAY 0030 1602 СШ 14500 ВД ТУМАН ВИДИМОСТЬ 50 М

3 ШТОРМ UMAY 1015 4905 СШ 15000 ВД СКОРОСТЬ  ОБЛЕДЕНЕНИЯ 1 СМ/Ч МОРОСЬ МОРСКИЕ  БРЫЗГИ ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА 2 НИЖЕ НУЛЯ ВОДЫ 2 НИЖЕ НУЛЯ ВЕТЕР СЕВЕРО-ВОСТОЧНЫЙ 15 М/С 

 

Вопросы для самопроверки

1. Какова схема, строения атмосферы  и основные закономерности изменения  характеристик воздуха тропосферы?

2. Какие газы и в каком процентном  соотношении содержатся в постоянной части атмосферы?

3. Что такое метеорологические  величины? Укажите размерность единиц, в которых выражаются их значения.

4. В каких количествах встречается  в атмосфере водяной пар, углекислый  газ, озон и какова их роль  в физических процессах, происходящих в атмосфере и в жизни планеты?

5. В какие сроки и в какой  последовательности производятся  судовые гидрометеорологические  наблюдения?

6. В какой форме передается  метеорологическая информация?

7. Когда была создана космическая  метеорологическая система «Метеор»?

8. Как используется информация, получаемая со спутников Земли?

К оглавлению. 

 

 

  

 

Тема 1.2. Тепловой режим атмосферы

Нагревание и охлаждение поверхности Земли и атмосферы. Первоисточником энергии для всех процессов, происходящих в атмосфере и гидросфере, является лучистая энергия Солнца, называемая солнечной радиацией. Энергия звездной радиации и тепло, поступающее на поверхность Земли в результате процессов, происходящих в ее глубинных слоях, ничтожно малы по сравнению с солнечной радиацией.

Солнце, наиболее близко расположенная к нам звезда, представляет собой раскаленный газовый шар с температурой поверхности около 6000°С. Температура Солнца возрастает с глубиной, где протекают ядерные реакции. Источником солнечной энергии считается реакция превращения водорода в гелий. Эта энергия распространяется в окружающем пространстве в виде электромагнитной радиации и корпускулярных потоков, состоящих преимущественно из протонов и электронов.

Для наших целей Солнце можно рассматривать как абсолютно черное тело с температурой поверхности 6000 К. Оно испускает электромагнитное излучение, вид энергии, перемещающийся в пространстве со скоростью света (300 000 000 м/сек). Количество энергии, излучаемое единицей поверхности черного тела (E), описывается законом Стефана-Больцмана: E = σT4, где - σ так называемая постоянная Стефана-Больцмана, а T-абсолютная температура поверхности.

Хотя Солнце излучает электромагнитные волны очень широкого спектра — от гамма-излучения с длинами волн 10-10 см и короче до сверхдлинных радиоволн порядка десятков и сотен километров, однако, интенсивность излучения Солнца по длинам волн распределяется неравномерно. Эта энергия распределена в широком диапазоне длин волн, как показано на рис. 1.2.1. В зависимости от длины волн энергетический спектр удобно разделить на три части:

>0,7 мк - инфракрасное излучение, составляющее  около 48% всей солнечной энергии;

0,4-0,7 мк - видимая часть спектра, составляющая 43%;

< 0,4 мк - ультрафиолетовое излучение  и рентгеновские лучи, составляющие  около 9%.

Рис. 1.2.1. Распределение интенсивности радиации по длинам волн для черного тела  с поверхностной температурой 6000 К (представляющего в данном случае Солнце).