Мини метеостанция

IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Мини метеостанция

Ветцель А.А. 1
1Муниципальное автономное учреждение дополнительного образования "центр дополнительного образования детей" города Усинск
Крылова Г.Ф. 1
1Муниципальное автономное учреждение дополнительного образования "центр дополнительного образования детей" города Усинск
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение

Чего ожидать от природы, люди хотели знать всегда и в разные времена пытались выяснить это по-своему — начиная от предсказаний шаманов до гаданий по ветру. Спустя много столетий человечество научилось точно определять и предсказывать настроение погоды на дни, недели и даже месяцы вперед. Для того чтобы определить погодные условия на определенный промежуток времени вперед, проводится серьёзная и трудоёмкая работа по сбору, обработке и сопоставлению полученной информации в единую цепь. Сбор информации, необходимой для прогнозирования погодных условий, происходит на наземных, аэрологических, морских и спутниковых станциях. Прогноз погоды формируется исходя из характерных явлений природы, изменения температуры воздуха, силы и скорости ветра. Самые обычные и частые явления природы это облака, солнце, дождь и просто хорошая погода, гораздо реже природные явления образуют стихию. Для исследования явлений природы и составления предстоящих прогнозов погоды используются метеорологические станции с самых разных частей земного шара. Даже в трудные для страны времена метеостанции продолжали работать. Одними из труднейших годов являются годы Великой Отечественной войны, а ведь прогноз погоды был крайне важен при планировании военных действий. Для более точного, быстрого, а иногда и ежечасного прогноза нужны были полевые метеостанции и метеорологические посты.

Актуальность Метеостанцию не встретишь в центре города, зачастую она расположена где-то на окраине, и потому, мы редко задумываемся даже о том, есть ли она в нашем городе, или нет. Но, тем не менее, метеостанция выполняет незаменимую роль в нашей повседневной жизни. Именно поэтому нас заинтересовала эта работа.

Цель исследования: расширить и углубить знания о метеостанциях в годы Великой Отечественной войны, создать макет передвижной полевой метеостанции.

Задачи: познакомиться с историей возникновения метеостанции; изучить источники информации по данной теме; собрать материал о фронтовых передвижных метеостанциях, сделать выводы; создать макет передвижной полевой метеостанции времён Великой Отечественной войны.

Методы исследования: анализ архивных фондов музеев, библиотек, экскурсия на Усть –Усинскую метеостанции.

Теоретическая и практическая значимость: созданные материалы могут быть использованы обучающимися на мероприятиях, тематика которых приурочена к событиям Великой Отечественной войны, а так же могут пригодиться для изготовления мобильной метеостанции.

Метеорологическая станция

Сложно представить в наше время государство без специальной метеорологической службы, в которую входит сеть метеостанций, ведущих наблюдения, на основе которых делается прогноз погоды. Практически во всех точках планеты находятся метеорологические станции, они ведут наблюдения, собирают данные, использующиеся в метеорологических прогнозах. От погоды зависит многое. Первым делом, приступая к работе, большинство служб запрашивает прогноз погоды. Жизнь нашей планеты, отдельного государства, города, компаний, а иногда и каждого человека зависит от погоды. Переезды, перелёты, работа транспортных и коммунальных служб, сельское хозяйство и всё в нашей жизни находится в непосредственной зависимости от погодных условий. Метеорология1 – это наука, исследующая физические и химические процессы в атмосфере, которыми определяются погодные явления. Важной частью работы является составление текущих прогнозов погоды, но метеорологи также заранее предупреждают об опасных погодных явлениях и следят за их возникновением. Информация к метеорологам поступает из разных источников. Наземные и морские метеостанции измеряют температуру, давление, скорость ветра, количество осадков, изучают облачный покров и отслеживают выявленные изменения. К этому добавляются данные с морских буев. Древние греки первыми начали изучение погоды. Слово метеорология происходит от названия книги «Метеорологика», написанной в 4 веке до н. э. греческим философом Аристотелем. Метеорос означает очень высокий, а логос - слово, учение. В своей книге Аристотель объяснял образование облаков, града, ветра, дождя и штормов, основываясь во многом на учениях египетских и вавилонских мудрецов. Ученик и друг Аристотеля Теофраст, известный благодаря своим исследованиям в области ботаники, тоже написал два небольших труда о погоде: «О приметах погоды» и «О ветрах». Он описал приметы, связанные с погодой и ветрами, которые использовались людьми для предсказания погоды. Позднее другие греческие и римские авторы дополнили этот список. У древних греков и римлян не было специальных инструментов для изучения погоды и атмосферных явлений. Первый такой инструмент – термометр (так называемый воздушный термоскоп) изобрел в 1593 году итальянский естествоиспытатель Галилео Галилей. В последующие годы изучение атмосферы развивалось значительно быстрее. 2

Максимально точный прогноз погоды невозможно составить без показаний, которые собирает метеорологическая станция.

Метеостанция – это учреждение, выполняющее определённые измерения атмосферных явлений и процессов. Измерению подлежат:

свойства погоды, такие как температура, влажность, давление, ветер, облачность, осадки;

явления погоды, такие как снегопад, гроза, радуга, штиль, туман и другие.

В нашей стране, как и в других странах, существует разветвлённая сеть метеорологических станций и постов, распределённых по всей территории страны. Каждая метеорологическая станция в обязательном порядке имеет специальную площадку, где устанавливаются приборы и инструменты для проведения измерений, а также специальное помещение для регистрации и обработки показаний. Все замеры делаются ежедневно и при этом используются метеорологические измерительные инструменты и приборы. Прежде всего, на метеорологических станциях используются следующие инструменты:

Для измерения температуры применяются хорошо знакомые термометры. Они бывают нескольких видов: для определения температуры воздуха и температуры почвы.

Для проведения измерений атмосферного давления необходим барометр.

Важный показатель – это влажность воздуха, измеряется гигрометром. Самая простая метеорологическая станция ведёт наблюдение за влажностью воздуха.

Для измерения направления и скорости ветра необходим анеморумбометр иными словами флюгер.

Количество осадков измеряется осадкомером.

Некоторые измерения необходимо проводить не просто ежедневно, но еще и непрерывно. Для этого используют показания приборов. Все они фиксируются и заносятся в специальные журналы.

Для непрерывного фиксирования температуры воздуха применяется термограф.

При непрерывной совместной регистрации показаний температуры и влажности воздуха применяется психрометр.

Влажность воздуха непрерывно регистрируется гигрометром.

Барометрические изменения и показания регистрируются барографом.

Существует и ещё ряд приборов, которые измеряют специфические показатели, такие как нижний предел облаков, уровень испарения, показатель солнечного сияния и т.д.

Виды метеостанций

Основное количество метеорологических станций принадлежит Росгидромету. Но есть ряд ведомств, деятельность которых напрямую зависит от погоды. Это морские, авиационные, сельскохозяйственные и другие ведомства. Как правило, они имеют свои метеорологические станции. Метеостанции в России делятся на три разряда.

Разряд 1. Станции для проведения наблюдения, обработки полученных данных и управления работой.

Разряд 2. Станция, при помощи которой организации и предприятия получают нужные данные о метеоусловиях и климату. Она способна проводить наблюдения, обработку и передачу данных.

Разряд 3. Предназначена для проведения наблюдения по сокращенной программе.3

В республике Коми работает 30 метеорологических станций, они имеют большое значение, но не все это могут заметить. Ближайшая метеостанция к г. Усинску это - М-2 Усть-Уса, она входит в состав сети реперных климатических станций Росгидромета г. Москва.

26 июля 2019 г Усть-Усинская метеостанция отметила 115 – летний юбилей со дня организации метеорологических наблюдений на М-2 Усть- Уса.

Метеостанции в годы Великой Отечественной войны.

Во время Великой Отечественной войны огромное значение имела метеорологическая информация. В зависимости от погоды и Советская Армия, и союзники, и Германия составляли свои планы и, естественно, каждой стороне был необходим точный прогноз метеорологов. Их информация приобретала «ценность особого вида оружия».

Определенный вклад вносили тыловые метеорологи. Они, конечно, не обеспечивали войска необходимой информацией о погоде как фронтовые и прифронтовые метеорологи, но ведь оставался еще Большой прогноз, который, как и в мирное время, должен был составляться в Центральном институте прогнозов в Москве на всю территорию страны. Кроме того, авиаметеослужба представляла собой важный участок работы, направленный на обеспечение безопасности авиационных перевозок.

С началом войны резко изменился привычный ритм жизни людей. Все предприятия были переведены на военный режим работы. Так, в письме начальнику АМСГ «Усть-Цильма» тов. Жданову, направленному из Управления гидрометеослужбы Архангельского военного округа от 22.IV.1944 г., написано: «На период военного времени отпуска без сохранения содержания, а равно и трудовые отпуска, не разрешены. В отпуске тов. Румянцевой отказываю. Кроме того, несмотря на весеннюю распутицу, минимальный объем работы, установленный для вверенной Вам станции, Вы обязаны сохранить. Независимо от того обстоятельства, производятся или не производятся полеты, Вы должны продолжить работу нормальным образом и быть готовы обеспечить полет в любое время года и суток. Учтите, что в дальнейшем за малейшее самовольное сокращение работы станции будете привлекаться к строгим дисциплинарным мерам воздействия».4

Как показывают документы, в то время наблюдения велись днём ежечасно, ночью через три часа, но часто приходили указания и на ночные ежечасные наблюдения. Наблюдали температуру воздуха и почвы текущую, минимальную, максимальную, а также направление и силу ветра, влажность воздуха, количество выпавших осадков, атмосферное давление.

Кроме того, измеряли направление и скорость ветра на высоте. Для этого добывали водород на основе едкого натра, надували огромные шары, выпускали и через теодолит наблюдали за их движением, записывали показания. Ночью к шару привязывали специальный бумажный фонарик (заготовки присылали из Архангельска) со свечкой. Проводилась также снегосъёмка. Метеонаблюдатель измерял в разных местах высоту снежного покрова и плотность снега с помощью снегомера.

Все данные наблюдений, кроме шифрованных телеграмм, заносились в большие таблицы, анализировались. Затем передавались телеграммой в основном в Архангельск, а также в Москву, Свердловск, Нарьян-Мар, Сыктывкар, Ижму, Ухту, Весляну, Лешуконск, Железнодорожный, Кедву и другие пункты. Ежемесячно отправлялось от 600 до 1300 телеграмм.

Многие метеорологические данные передавались не со стационарных, а с полевых передвижных метеостанций. Фронтовая мобильная метеостанция представляла собой автомобиль ГАЗ-АА, или как в народе его называли «полуторка», в котом перевозились основные приборы для «сиюминутных» замеров снежного покрова, температуры и влажности воздуха, силы ветра, а так же толщина ледового покрытия и д.р. Воюющие стороны засекречивали все свои метеосводки. Раньше, в мирное время существовал единый цифровой код для всех метеостанций мира, но в военное время все изменилось, каждая сторона изобрела свой собственный метеорологический шифр. Перевести обычную сводку погоды на нормальный синоптический язык можно было только с помощью специальных, тщательно оберегаемых от чужого взгляда таблиц. Такое двойное кодирование делало метеосведения недоступными для врага. При малейшем подозрении, что цифры перехватываются и расшифровываются противником, код немедленно менялся.

В те трудные годы особое значение приобретали автоматические радиометеорологические станции, первые образцы которых были разработаны ещё до войны. В немыслимо короткие сроки советские конструкторы создали надежную компактную метеостанцию, которая могла автоматически посылать в эфир регулярную информацию о самых важных элементах погоды — температуре и давлении воздуха. Смонтированные в двух небольших чемоданчиках, эти единственные в своём роде десантные автоматические радиометеостанции на самолётах доставлялись в немецкий тыл. Там партизаны «раскидывали» станции по округе, и эти метеоавтоматы четыре раза в сутки «выходили» в эфир, посылая чёткие сигналы, на расстоянии многих сотен километров. Все метеорологические данные, со всех метеостанций и стационарных, и полевых имели огромное значение для воющих сторон, и не раз погодные условия были на руку той или иной стороне.5

Например, использование знаний проходимости снежного покрова для танков в период обороны Москвы позволили определить сроки начала контрнаступления в ноябре-декабре 1941 г., использование прогноза резкого похолодания и прекращения распутицы в ноябре – декабре 1941 г. дало начало успешному контрнаступлению войск Южного Фронта.

Точные прогнозы погоды сыграли существенную роль в планировании боевых операций при форсировании Днепра летом и осенью 1943 г.; в наступательных операциях Волховского, Северо-Западного и Калининского фронтов зимой 1942 года; при обороне Сталинграда и разгроме немецкой группировки войск зимой 1942-43 гг.; учет проходимости для танков замерзших болот и ледяного покрова рек под Тихвином, Ржевом, Вязьмой, Тверью в январе-феврале 1942 г. позволил назначить контрнаступление на сроки ожидаемого по прогнозу улучшения погоды.6

На метеостанции всю работу выполняли сообща. И начальник, и старшие техники, и радисты работали по сменам, все дежурили по графику.

Многие сотрудники станции (мужчины) были призваны в действующую армию. В отсутствие мужчин вся тяжесть наблюдений легла на хрупкие плечи женщин. Работа была очень ответственной и напряжённой, ведь помимо наблюдений возникла необходимость изучения кода для передачи авиаинформации, который менялся ежемесячно. Но порученную работу выполняли на должном уровне.

Практическая работа.

Для знакомства с работой стационарной метеостанции мы посетили Усть-Усинскую метеорологическую станцию. Сотрудники провели подробную экскурсию по территории метеостанции. Они познакомили нас с методами измерения нижней границы облаков, для определения которой используется метод светолокации. В России, для этих целей выпускается измеритель ДВО-2, в котором в качестве источника импульсов и света используется импульсная лампа. Затем мы узнали, что такое радиограф и для чего он нужен - основной выходной информацией радиолокационных метеорологических наблюдений является информация о местоположении, внутренней структуре, метеорологических характеристиках полей облачности и осадков, а также наблюдения их перемещений и эволюции, дающая возможность сверхкраткосрочного (до 1-3 часов) прогноза погоды. Ольга Павловна показала, как измеряют атмосферное давление и высчитывают погрешность по таблицам. Нам удалось побывать и на специальной площадке, специалисты метеостанции показали нам полевую работу: познакомили с осадкомером, выжиганием солнца, радиационным измерением, с образованием гололёда на проволоке и чёрном кругу, так же с промерзанием почвы (приложение 1).

Работа метеорологов действительно очень сложная, она связана с большим количеством разных приборов, таблиц, журналов и цифр. Сотрудники метеостанции замеряют различные данные в любую погоду и в любое время суток. Увидев работу метеорологов и изучив источники информации времен Великой Отечественной войны, нам захотелось создать на базе МАУДО «ЦДОД» г. Усинска, свою мобильную мини-метеостанцию. Почему бы и нет, ведь в годы войны именно мобильные метеостанции давали нужные прогнозы. С целью оказания помощи в реализации проекта, работниками метеостанции было подарено специальное оборудование для нашей будущей мини-метеостанции.

Термометр

В продаже есть различные модели, которые могут показывать самую высокую и самую низкую температуру за сутки.

Осадкомер

Этот прибор позволит нам измерить количество осадков, выпавших за сутки в миллиметрах.

Флюгер

Этот прибор показывает направление и силу ветра (приложение 2).

В г. Усинске на базе МБДОУ «ДСОВ № 8» есть импровизированная мини-метеостанция, она предназначена для демонстрации работы метеорологов детям. Мы посетили эту мини-метеостанцию, произвели замеры глубины снежного покрова, а также, замеры температуры (приложение 3).

После всего этого, при помощи подручных средств нами был создан макет фронтовой мобильной метеостанции (приложение 4). Планируем также сделать эскиз будущей мобильной мини-метеостанции.

Заключение

В данной работе нами были изучены и проанализированы разные источники информации по выбранной теме.

Мы изучили:

что такое метеостанции и зачем они нужны;

работу метеостанций в годы Великой Отечественной войны;

провели исследование, построили макет метеостанции.

В дальнейшем мы планируем разработать эскиз передвижной мини-метеостанции.

В результате мы пришли к следующим выводам:

- проанализировав литературу и интернет источники, посетив Усть - Усинскую метеостанцию, можно с уверенностью сказать, что погодные условия во все времена имели огромное значение для людей. Люди с древних времён пытались предсказать погоду при помощи подручных средств или же наблюдений за природой. Именно так появились всевозможные приметы о погоде. Актуальным прогноз погоды был и во времена Великой отечественной войны, и в 21 веке он играет немаловажную роль.

Литература

Городецкий О. А., Гуральник И. И., Ларин В. В. Метеорология, методы и технические средства наблюдений. — 2-е изд. — Л.: Гидрометеоиздат, 1991.

Учебник. География. Начальный курс: 5 класс. А.А.Летягин. – М.; Вентана-Граф,2012

Интернет – ресурсы

Газета МР «Усть-Цилемский» Красная Печора - http://redpechora.ucoz.ru/publ/stranicy_istorii/meteosluzhba_vo_vremja_vojny/15-1-0-1073

Общеобразовательный журнал «Сезоны года» - https://xn----8sbiecm6bhdx8i.xn

Росгидромет - http://www.meteorf.ru/about/history/vov/

Энциклопедия «Планета Земля» - https://planete-zemlya.ru/istoriya-razvitiya-meteorologii/

https://realapex.ru/meteorologicheskie-pribory-meteorologicheskaya-stanciya-vidy.html

Приложение 1

   
   
   
   
   
   

Приложение 2

   
   

Приложение 3

   
   

Приложение 4

1 https://planete-zemlya.ru/istoriya-razvitiya-meteorologii/

2 https://planete-zemlya.ru/istoriya-razvitiya-meteorologii/

3 https://realapex.ru/meteorologicheskie-pribory-meteorologicheskaya-stanciya-vidy.html

4 http://redpechora.ucoz.ru/publ/stranicy_istorii/meteosluzhba_vo_vremja_vojny/15-1-0-1073

5 http://vcgms.ru/trud-i-geroizm-vologodskih-gidrometeorologov-v-gody-velikoj-otech-estvennoj-vojny/

6 http://www.meteorf.ru/about/history/vov/

Просмотров работы: 535