VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Красноборская метеостанция
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
1ВВЕДЕНИЕ
До появления специальных приборов прогноз погоды основывался исключительно на визуальных наблюдениях за атмосферными явлениями. Благодаря этим наблюдениям, древние люди смогли установить некоторые закономерности. Приобретенный опыт продолжал развиваться и накапливаться. Записи передавался из поколения в поколение. Анализируя эти данные, человек пробовал делать выводы, из которых затем складывались прогнозы. Я выбрала эту тему потому, что меня заинтересовало, когда и при каких условиях появилась Красноборская метеостанция и когда на ней начались наблюдения.
Цель: познакомиться с Красноборской метеостанцией и климатом Красноборского района.
Задачи:
Поиск информации о погоде и метеорологических наблюдениях.
Изучение и отбор найденных материалов.
Написание работы
Выявление наиболее интересных фактов.
Показание важности наблюдения за погодой.
Методы исследования: анкетирование, анализ литературы, экскурсия.
Объект: метеостанция, климат.
2 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
2.1 ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА
«Метео» - нечто в воздухе (дождь, снег, радуга). Метеорология – наука о погоде. Первые метеорологические наблюдения начали вести у себя на родине, в Италии, Галилей и его ученики.
Богатый фактический материал в области метеорологии и климатологии был собран на Руси. Особенно много интересных записей о погоде содержится в древнерусских летописях. Первая мысль о необходимости вести наблюдения за сезонными явлениями природы в России принадлежала Петру I. В 1721 году Петр I писал из Москвы в Петербург А.Д. Меншикову: «Когда деревья станут раскидываться, тогда велите присылать нам весточки оных, понедельно, наклеивши на бумагу с подписями чисел, дабы узнать, где ранее началась весна». А указом государя, изданным 28 марта 1722 года, предписывалось адмиралу Крюйсу вести систематические записи о состоянии погоды в Петербурге.
В России метеорологические наблюдения, о которых мы знаем, были начаты 24 декабря 1724 года.
В 1733-1734 годах в России начала работать так называемая Сибирская сеть метеостанций. Она была организована Великой северной экспедицией под руководством Витуса Беринга и охватывала неизученную территорию страны протяжённостью в нескольких тысяч километров.
Дальнейшим шагом в развитии метеорологии в России был переход от простого накопления данных к их обобщению, к научному объяснению физических процессов, происходящих в воздушном океане и на поверхности. Этот шаг был сделан М. В. Ломоносовым.
Во второй половине XVIII века караульным у Кремлевской стены вменялось в обязанность отмечать состояние мороза, наступление метели, толщину снежного покрова, характер ветра, града, грозы и другие показатели погоды.
С 1864 года начал издаваться «Киевский народный календарь» с предсказаниями погоды на каждый месяц. Его целью было «дать народу знание в популярной форме на строго научно изложенных статьях и в справочном отделе, приноровленном к нуждам народа».
В настоящее время сведения о состоянии погоды получают с метеорологических станций. Все метеостанции объединены в Всемирную службу погоду, что бы она действовала в одни сроки и однотипно шифровала одними кодами и передавала во все центры. Красноборская метеостанция также входит во Всемирную службу погоды (приложение, рис. 1).
В 1892 году наблюдения за погодой начались в нашем районе – Водомерный пост на реке Лябла. Это были первые гидрометеонаблюдения в нашем районе. Наблюдали за температурой воздуха, почвы, глубину промерзания почвы, направлением и скоростью ветра, облачностью, атмосферным давлением, количеством осадков и атмосферными явлениями.
В 1983 году пост наблюдений был перенесен на аэродром в Красноборск.
До 1950 года метеостанция была военной. В годы войны в Красноборске базировались самолеты для защиты Котласского железнодорожного моста.
После 1950 года метеостанция стала гражданской. До 1997 года станция была аэрометеорологической, то есть обеспечивала безопасность полетов самолетов.
Сейчас Красноборская станция является только метеорологической и называется Государственное бюджетное учреждение «Северное Управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды».
Работают на ней 5 человек: Аксеновская Т.И.(начальник), Волкова Е.А., Неверова Т.А., Пушкина Н.В., Лукина Г.В.. Наблюдения ведутся круглосуточно. Информацию передают каждые 3 часа. Причем, начало суток на метеостанции в 18.00. Показания с приборов снимают строго в одно время на всех метеостанциях мира. Вся информация шифруется и отправляется в Архангельский центр (приложение, фото 1).
Метеостанции существуют для изучения погоды и климата, для решения многих научных задач.
2.2 ЛОМОНОСОВ М.В. И БОРИСОВ А.А. О МЕТЕОРОЛОГИИ
Великий ученый М.В. Ломоносов считал метеорологию «лучшей частью натуральной науки». Обеспечить надежный прогноз погоды в интересах развития мореплавания, торговли, сельского хозяйства – родной страны, - эта идея обозначена в его «Слове о пользе стекла», в его работе «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих», «в «Рассуждении о большей точности морского пути» и даже поэтических произведениях.
Ломоносов первым указал, что «от истинной теории о движении жидких тел около земного шара, т.е. воды и воздуха, ожидать должно … Предсказания погоды». Несовершенство инструментов и приборов для изучения погоды побудило Ломоносова заняться усовершенствованием и изобретением метеоприборов.
Первым из изобретенных Ломоносовым инструментов был прибор, предназначенный для измерения скорости и направления ветра, в котором он заменил относительную шкалу абсолютной. Ломоносов внес большой вклад в развитие метеорологии.
Великий русский художник А.А. Борисов также уделял много внимания гидрометеорологии. В своих путешествиях он наблюдал за климатическими особенностями Крайнего Севра и Северного Ледовитого океана. В 1897 году Борисов представил в географическое общество план географических и метеорологических наблюдений. План охватывал наблюдения за температурой воздуха и воды, направлением и скоростью ветра, толщиной льда и высотой снежного покрова. Борисов наблюдал за погодными условиями, солнечным затмением и написал много картин. Наиболее интересными с точки зрения гидрометеорологии картинами А.А. Борисова является «Полярные льды в Маточкином Шаре. Новая Земля. Лето», «Айсберг в Карском море», «Страна смерти», «Полное солнечное затмение на Новой Земле», «На промысел за оленем».
2.3 ПРИБОРЫ НА МЕТЕОСАНЦИИ
Погодой называют состояние атмосферы в той или иной местности в данный момент или в ограниченный промежуток времени (например, сутки). Чтобы составлять прогноз погоды, ученые должны непрерывно наблюдать за атмосферными условиями; десятилетиями, а то и столетиями накапливать необходимые сведения о состоянии атмосферы. Во всем мире сегодня существуют центры (метеостанции, лаборатории) по изучению атмосферы. Для этого используют специальной оборудование (приборы, аппараты), установленное на суше и морских судах. Радиозонды, а также аэростаты, самолеты и ракеты также оснащаются метеоприборами. Различают аналоговые и цифровые метеорологические станции.
Для описания погоды используются сведения о температуре и влажности воздуха, атмосферном давлении, направлении и скорости ветра, количества и видах облаков и осадков, об атмосферных явлениях, которые могут быть опасны для человека.
Для определения направления и скорости ветра на высоте 10-12 метров установлен флюгер (рис. 2). Его флюгарка свободно вращается на стержне и указывает ту сторону горизонта, откуда идет ветер. Если ветер дует с севера на юг, то говорят что дует северный ветер.
Анемометр - прибор для измерения скорости ветра и газовых потоков по числу оборотов вращающейся под действием ветра вертушки. Существует регистрирующий анемометр (анемограф).
В метеорологической будке (рис. 3) находятся термометры и волосной гигрометр – это прибор для определения температуры и влажности воздуха (рис. 3, 4). Действие волосного гигрометра основано на том, что обезжиренный человеческий волос укорачивается при уменьшении влажности воздуха и удлиняется при увеличении влажности. Регистрирующие гигрометры называются – гигрографы, а термометры-термографы.
С помощью осадкомера, дождемера или плювиографа (рис. 5) определяется количество осадков, которое выпало в течение суток. Твердые осадки (снег, крупа, град) предварительно растапливаются. Осадкомер имеет защиту от быстрого испарения осадков и от выдувания снега, попавшего в ведро прибора.
Снегомерная рейка - рейка, предназначенная для измерения толщины снежного покрова при метеонаблюдениях.
Барометр-анероид — прибор для измерения атмосферного давления.
Гелиограф - прибор-самописец, регистрирующий продолжительность солнечного сияния. Основная часть прибора - хрустальный шар диаметром около 90 мм, работающий как собирающая линза при освещении с любой стороны, причем фокусное расстояние во всех направлениях одинаково. На фокусном расстоянии параллельно поверхности шара располагается картонная лента с делениями. Солнце, передвигаясь в течение дня по небу, прожигает в этой ленте полоску. В те часы, когда Солнце закрыто облаками, прожог отсутствует. Время, когда Солнце светило и когда оно было скрыто, читается по делениям на ленте.
Показатели приборов сейчас поступают на компьютер и записываются в журнал метеонаблюдений с помощью специальных гидрометеологических условных обозначений. Телеграммы, в которых зашифрованы метеосводки, легко прочитают и в Америке, и в Африке.
Облачность определяют по специальному Атласу облаков. Сверяют облака на небе с облаками на рисунках атласа. Облаков в атласе более двухсот видов.
2.4 КЛИМАТ КРАСНОБОРСКОГО РАЙОНА
Климат Красноборского района континентальный, с продолжительной холодной многоснежной зимой, короткой весной с неустойчивой температурой воздуха, относительно коротким, умеренно теплым, увлажненным летом, продолжительной и ненастной осенью.
Продолжительность зимнего периода достигает шести месяцев. Средняя температура января -13,8С, самая низкая из зафиксированных наблюдениями -47С. Средняя температура июлю +16,8С, максимальная +37С. Среднегодовая температура в с.Красноборске +1,1С.
Годовая сумма осадков составляет 547мм. Общая продолжительность снегового покрова 160 дней. Направления господствующих ветров: зимой юго-западное и юго-восточное, осенью юго-западное, средняя сила ветра за год 3,5 м/секунду и максимальная 28 м/сек.
Мною были построены графики изменения температур (приложение, график 1), диаграмма количества осадков, атмосферного давления и влажности воздуха (приложение, диаграмма 1,2,3), используя материалы метеостанции.
Влажность воздуха 2010 года и 2016 год осталась практически такой же. Можно увидеть лишь небольшие изменения (диаграмма 1).
Исходя из данных, количество осадков можно сделать вывод, что их заметно увеличилось в 2016 году (диаграмма 2).
Давление 2010г. и 2016г. практически не изменилось, можно лишь увидеть значительное повышение давления этой осенью (диаграмма 3).
Средняя многолетняя температура составляет примерно 1,1оС, в 2010году она составила 0,9оС - это ниже климатической нормы, а в 2016году +4,25 оС – это выше климатической нормы (взяты измерения без декабрьских наблюдений). Самая низкая температура в 2010году была -37,4 оС (20.02), в 2016году составила -32,4 оС (10.01). Самая высокая температура в 2010году была+36,5оС (06.08), а в 2016году+31,4 оС (03.06). Амплитуда составила в 2010году 73,9 оС, а в 2016году 63,8 оС. Поэтому работники метеостанции сказали, что 2010год был самым сухим и холодным.
Из беседы с Ольгой Авенальевной Сухановой, которая наблюдала за погодой с 1999 года, мы узнали несколько интересных фактов:
Самый поздний ледостав был 31 декабря 1982 года.
Самый ранний ледостав был 1 ноября 1992 года.
Самый поздний ледоход был 4 мая 19779 и 1998 года.
Самый ранний ледоход был 6 апреля 1983 года.
5 сентября 1999 года был сильный ураган на Набережной. Было повалено много деревьев с корнями.
20 июля 2005 года гроза не переставая шла 8 часов.
В октябре 2005 года осень была теплая, температура держалась до +20 градусов.
С 16 по 20 января 2006 года стояли лютые морозы до -42 градусов.
Осенью, 16 сентября 2003 года шла гроза.
В июне-июле 2000 года в тени температура составляла +35-+39 градусов в тени.
В июле 2005 года температура была +45 градусов в тени.
С 31 марта по 1 апреля выпало очень много осадков: почти до крыши дровенника(1-1,5 м).
С 2010 года Ольга Авенальевна больше не ведет наблюдений, т.к. получает необходимые данные с метеостанции через интернет.
3 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Метеостанцию не встретишь в центре города или села. Она расположена где-то на окраине, и поэтому, мы редко задумываемся даже о том, есть ли она в нашем городе, или нет. До написания этой работы, я даже и не знала, где находится метеостанция в с. Красноборск. Но, тем не менее, она выполняет незаменимую роль в нашей повседневной жизни. Я посетила метеостанцию, узнала, для чего нужен прогноз погоды, выяснила, какие приборы расположены на метеостанции, какие сведения собирает метеослужба. Познакомилась с профессиями работников метеостанции. И выяснила, что они должны иметь хорошие аналитико-синтетические способности, точность и тщательность при проведении измерений, наблюдательность и склонность к монотонной работе, аккуратность; дисциплинированность; выдержка. Метеоролог должен уметь переносить неблагоприятные погодные условия и одиночество. Несмотря на то, что метеорологи сейчас востребованы, профессию нельзя назвать популярной среди молодежи. Средняя зарплата рядового метеоролога 15 тысяч рублей. Работа метеоролога входит в список самых стрессовых профессий. Родственные профессии: океанолог, гидролог, синоптик, климатолог, аэролог, эколог. Профессию метеоролога можно получить в 13 вузах страны. В школе я получаю знания, которые используют метеорологи: география, математика, физика, топография, химия, черчение.
Области применения труда метеоролога: метеорологические станции и посты, научно-исследовательские суда, Гидрометеорологическая служба России, информационный центр погоды, аэропорты, морские порты, аэрологические станции, градостроительные организации, научно-исследовательские институты.
В своей работе я ставила цель и её достигла. Таким образом, я выяснила, что человек и природа тесно связаны друг с другом. Изменения природных условий вызывает перемены в жизни людей. Поэтому изучение и наблюдение за погодой очень важно. Метеорология сложная, но важная наука. Я продолжу эту работу и попробую выяснить, как погода влияет на здоровье человека.
4 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Красноборский район Архангельской области: энциклопедический словарь /авт. Сост. Т.И. Аксеновская и др.;гл.ред. сост. Р.В. Власов; Администрация муницип. Образования «Краснобор. муницип. р-н». Котлас, Архангельская область, 2009
Сведения экскурсии на Красноборскую метеостанцию.
Сайты интернета:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Метеорология
http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/53360
5 ПРИЛОЖЕНИЕ
Рис. 1 Карта-схема расположения гидрометеорологический станций
Фото 1 Информация на мониторе.
Рис. 2 Флюгер
Рис. 3 Метеорологическая будка с термометрами
Рис. 4 Волосяной гигрометр и термометр
Рис. 5 Осадкомер
Диаграмма 1. Изменение влажности воздуха
Диаграмма 2. Изменение количества осадков
Диаграмма 3. Изменение атмосферного давления.
График 1. Изменения температуры в селе Красноборске