ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.09.2020
Просмотров: 1718
Скачиваний: 5
2. Организация гидрометеорологических наблюдений. Всемирная метеорологическая организация (ВМО).
А) В соответствии с Законом Республики Беларусь от 9 января 2006 года «О гидрометеорологической деятельности», гидрометеорологическая деятельность – деятельность в области метеорологии, гидрологии и смежных с ними областях, направленная на производство гидрометеорологической информации, предоставление указанной информации государственным органам, иным организациям и физическим лицам, а также работы по активному воздействию на метеорологические и другие геофизические процессы.
Гидрометеорологическая деятельность, связанная с выполнением работ общегосударственного и международного значения, осуществляется государственной гидрометеорологической службой.
Государственная гидрометеорологическая служба – система организационно и функционально объединенных организаций или их структурных подразделений, в том числе обособленных, осуществляющих гидрометеорологическую деятельность и находящихся в подчинении республиканского органа государственного управления в области гидрометеорологической деятельности.
В государственную гидрометеорологическую службу входят семь подчиненных Министерству природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь государственных организаций: Республиканский гидрометеорологический центр, Республиканский авиационно-метеорологический центр, Брестский областной центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Витебский областной центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Гомельский областной центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Гродненский областной центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Могилевский областной центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды имени О.Ю. Шмидта.
Основными целями деятельности государственной гидрометеорологической службы являются:
-
организация обеспечения получения первичных гидрометеорологических данных на государственной сети гидрометеорологических наблюдений;
-
осуществление сбора, обработки, анализа, хранения и предоставления гидрометеорологической информации с государственной сети гидрометеорологических наблюдений;
-
составление гидрометеорологических прогнозов, прогнозов урожайности сельскохозяйственных культур, проведение анализа региональных изменений климата;
-
обеспечение в установленном порядке государственных органов, иных организаций и граждан гидрометеорологической информацией;
-
организация выполнения работ по активному воздействию на метеорологические и другие геофизические процессы;
-
организация проведения исследований полярных районов Земли.
Б) Всемирная Метеорологическая Организация (ВМО) является специализированным учреждением Организации Объединенных Наций и авторитетным источником информации системы ООН по вопросам состояния и поведения атмосферы Земли, ее взаимодействия с океанами, образуемого климата и возникающего распределения водных ресурсов.
Членский состав ВМО насчитывает 191 стран-членов и территорий (по состоянию на 1 января 2013 г.). ВМО берет свое начало от Международной Метеорологической Организации (ММО), которая была основана в 1873 г. Учрежденная в 1950 г., ВМО стала специализированным учреждением Организации Объединенных Наций в области метеорологии (погода и климат), оперативной гидрологии и смежных геофизических наук в 1951 г.
Поскольку погода, климат и водный цикл не знают государственных границ, международное сотрудничество в глобальном масштабе является чрезвычайно важным для развития метеорологии и оперативной гидрологии, а также для получения выгод от их применения. ВМО предоставляет структуру для такого международного сотрудничества.
Со времени своего основания ВМО играет уникальную и влиятельную роль в содействии безопасности и благосостоянию человечества. При руководстве со стороны ВМО и в рамках программ ВМО национальные метеорологические и гидрологические службы вносят существенный вклад в защиту жизни и имущества от стихийных бедствий, сохранение окружающей среды и расширение экономического и социального благополучия всех сегментов общества в таких областях, как продовольственная безопасность, водные ресурсы и транспорт.
ВМО поощряет сотрудничество в учреждении сетей для осуществления метеорологических, климатологических, гидрологических и геофизических наблюдений, а также для обмена соответствующими данными и для их обработки и стандартизации, и оказывает содействие в передаче технологий и осуществлении подготовки кадров и исследовательской деятельности. Она также укрепляет взаимодействие между национальными метеорологическими и гидрологическими службами своих стран-членов и способствует применению метеорологии в государственных метеорологических службах, сельском хозяйстве, авиации, судоходстве, окружающей среде, водных аспектах и для смягчения последствий стихийных бедствий.
ВМО способствует свободному и неограниченному обмену данными и информацией, продукцией и услугами в реальном или близком к реальному масштабе времени по вопросам, касающимся безопасности и охраны общества, экономического благосостояния и защиты окружающей среды. Она вносит вклад в формулирование политики в этих областях на национальном и международном уровнях.
В случае опасных явлений, связанных с погодой, климатом и водой, являющихся причиной около 90 % всех стихийных бедствий, программы ВМО предоставляют жизненно важную информацию для выпуска заблаговременных предупреждений, позволяющих спасать жизни и уменьшать ущерб, наносимый имуществу и окружающей среде. ВМО также вносит вклад в сокращение воздействий бедствий антропогенного характера, таких как бедствия, связанные с химическими или ядерными авариями, а также лесных пожаров и вулканического пепла. Исследования показали, что, кроме неоценимой пользы для благополучия человека, каждый доллар, инвестированный в метеорологическое и гидрологическое обслуживание, приносит экономическую выгоду, во много раз превышающую инвестицию, нередко в десять или более раз.
ВМО играет ведущую роль в международных усилиях по мониторингу и защите окружающей среды посредством своих программ. В сотрудничестве с другими учреждениями системы ООН и национальными метеорологическими и гидрологическими службами ВМО оказывает поддержку осуществлению ряда конвенций по окружающей среде и играет важную роль в предоставлении консультаций и оценок правительствам по соответствующим вопросам. Такая деятельность вносит вклад в обеспечение устойчивого развития и благополучия наций.
7. Псевдоадиабатические процессы.
Процессы, при которых отсутствует теплообмен с окружающей средой, называют адиабатическими. Там же было выяснено, что при адиабатическом расширении газ охлаждается, так как при этом совершается работа против сил внешнего давления, в результате чего внутренняя энергия газа уменьшается. Воздух в восходящем потоке расширяется, так как, поднимаясь, он попадает в области все меньшего давления. Этот процесс происходит практически без теплообмена с окружающими слоями воздуха, тоже поднимающимися и тоже охлаждающимися. Поэтому расширение воздуха в восходящем потоке можно считать адиабатическим. Итак, подъем воздуха в атмосфере сопровождается его охлаждением. Расчет и измерения показывают, что подъем воздуха на 100 м сопровождается охлаждением приблизительно на 1 К.
Проявления действия адиабатических процессов в атмосфере весьма многочисленны и разнообразны. Пусть, например, воздушный поток на своем пути встречает высокий горный хребет и вынужден подниматься по его склонам вверх. Восходящее движение воздуха сопровождается его охлаждением. Поэтому климат горных стран всегда холоднее климата ближайших равнин, и на больших высотах господствует вечный мороз. На горах, начиная с известной высоты (на Кавказе, например, с высоты 3000—3200 м), снег уже не успевает стаять летом и накапливается год за годом в виде мощных снежников и ледников.
Когда воздушная масса опускается, она сжимается и при сжатии нагревается. Если воздушный поток, перевалив через горный хребет, спускается вниз, он снова нагревается. Так возникает фён — теплый ветер, хорошо известный во всех горных странах — на Кавказе, в Средней Азии, в Швейцарии. По-особому протекает адиабатический процесс охлаждения во влажном воздухе. Когда воздух достигает при своем постепенном охлаждении точки росы, водяной пар начинает в нем конденсироваться. Так образуются мельчайшие капли воды, из которых состоит туман или облако. При конденсации выделяется теплота парообразования, которая замедляет дальнейшее охлаждение воздуха. Поэтому поднимающийся поток воздуха будет охлаждаться при конденсации пара медленнее, чем тогда, когда воздух совершенно сухой. Адиабатический процесс, при котором идет одновременно конденсация пара, называется влажно-адиабатическим.
8. Солнечная радиация: электромагнитная и корпускулярная радиация. Спектральный состав солнечной радиации.
Корпускулярная радиация - потоки частиц вещества — преимущественно плазмы, атомных ядер и элементарных частиц, обладающие значительными скоростями, весьма, однако, далекими от скорости света. Сюда относятся альфа-лучи и бета-лучи, испускаемые радиоактивными элементами, космическое излучение, корпускулярная радиация Солнца, радиационный пояс атмосферы. Следует всегда помнить, что К. Р. — явление совершенно иное, чем электромагнитная радиация.
Электромагни́тное излуче́ние (электромагнитная радиация) — распространяющееся в пространстве возмущение (изменение состояния) электромагнитного поля.
Среди электромагнитных полей вообще, порождённых электрическими зарядами и их движением, принято относить собственно к излучению ту часть переменных электромагнитных полей, которая способна распространяться наиболее далеко от своих источников — движущихся зарядов, затухая наиболее медленно с расстоянием.
Электромагнитное излучение подразделяется на:
-
радиоволны (начиная со сверхдлинных),
-
терагерцовое излучение,
-
инфракрасное излучение,
-
видимый свет,
-
ультрафиолетовое излучение,
-
рентгеновское излучение и жёсткое (гамма-излучение).
Электромагнитное излучение способно распространяться практически во всех средах. В вакууме (пространстве, свободном от вещества и тел, поглощающих или испускающих электромагнитные волны) электромагнитное излучение распространяется без затуханий на сколь угодно большие расстояния, но в ряде случаев достаточно хорошо распространяется и в пространстве, заполненном веществом (несколько изменяя при этом своё поведение).
В спектре солнечной радиации на интервал длин волн между 0,1 и 4 мкм приходится 99% всей энергии солнечного излучения. Всего 1% остается на радиацию с меньшими и большими длинами волн, вплоть до рентгеновских лучей и радиоволн.
Видимый свет занимает узкий интервал длин волн. Однако в этом интервале заключается половина всей солнечной лучистой энергии. На инфракрасное излучение приходится 44%, а на ультрафиолетовое — 9% всей лучистой энергии.
Распределение энергии в спектре солнечной радиации до поступления ее в атмосферу в настоящее время известно достаточно хорошо благодаря измерениям со спутников. Оно достаточно близко к теоретически полученному распределению энергии в спектре абсолютно черного тела при температуре около 6000 К.
Некоторые вещества в особом состоянии излучают радиацию в большем количестве и в другом диапазоне длин волн, чем это определяется их температурой. Возможно, например, испускание видимого света при таких низких температурах, при которых вещество обычно не светится. Эта радиация, не подчиняющаяся законам теплового излучения, называется люминесцентной.
Люминесценция может возникнуть, если вещество предварительно поглотило определенное количество энергии и пришло в так называемое возбужденное состояние, более богатое энергией, чем энергетическое состояние при температуре вещества. При обратном переходе вещества — из возбужденного состояния в нормальное — и возникает люминесценция. Люминесценцией объясняются полярные сияния и свечение ночного неба.
9. Поглощение и рассеивание солнечной радиации в атмосфере
Атмосфера избирательно проницаема для разных частей спектра электромагнитного излучения. Ионизирующее излучение и большая часть ультрафиолета эффективно поглощается озоновым слоем (зоной атмосферы с высоким содержанием озона — O3), а участок спектра от инфракрасного до коротковолнового радиоизлучения — водяным паром, углекислым газом, метаном и другими парниковыми газами.
Поглощение атмосферой ультрафиолетового и ионизирующего излучения в первую очередь связано с озоном, и в меньшей степени — с кислородом.
Под воздействием ионизирующего излучения молекула кислорода (O2) может распадаться на атомарный кислород, который, присоединяясь к другим молекулам кислорода, образует озон (O3). Озон — газ, который иногда встречается и на поверхности планеты. Это он ответственен за запах «свежести» после грозы. Его можно почувствовать возле работающих ультрафиолетовых ламп, а также возле неисправных лазерных принтеров и копировальных аппаратов. На поверхности Земли озон — опасный загрязнитель. Он является намного более сильным окислителем, чем кислород, и поэтому может повреждать живые клетки, вызывая, например, рак легких. Взаимодействуя с другими загрязнителями приземной атмосферы, озон может делать их действие намного опаснее.
В верхних слоях атмосферы озон выполняет функцию экрана, защищающего поверхность Земли от жесткого излучения — того самого, которое приводит к его образованию из двухатомного кислорода. На высоте от 12–25 до 45 километров над поверхностью Земли образуется слой с повышенным содержанием озона (с концентрацией около 0,001%). Этот слой эффективно задерживает ионизирующее излучение от дальнего ультрафиолета с длиной волны менее 315 нм до гамма-излучения.
Каждый из компонентов атмосферы имеет свой, достаточно сложный спектр поглощения. Тем не менее, все вместе они вырезают из солнечного спектра (также имеющего весьма сложное распределение частот) два участка. В результате от Солнца на Землю поступает, в основном, видимый свет, а также ближнее (к видимому свету) ультрафиолетовое и ближнее инфракрасное излучение.
Итак, большая часть солнечной энергии приходит к поверхности Земли в виде видимого света. Как вы думаете, то, что мы видим именно эти частоты спектра ЭМИ — случайность или вполне закономерный результат нашего приспособления к среде обитания?