Файл: С. М. Матвеев Л. М. Акимов Учение об атмосфере Метеорология и климатология.pdf

75
Характерные высоты НГО
Чем темнее нижняя граница облачности, тем меньше ее высота. Самой низкой облачностью является слоистая (НГО 100-300 м), затем слоисто-
дождевая (НГО 300-600 м), выше располагаются: слоисто-кучевая, кучевая,
кучевая мощная и кучево-дождевая (НГО 500-1500 м).
Задание № 1
Определить количество и форму облаков.
Порядок выполнения задания:
1. Визуально определить общее количество облаков в баллах. Используя
«Атлас облаков», определить основные формы облачности, начиная с верхнего яруса.
2. Определить количество и формы облаков нижнего яруса.
Задание № 2
Определить высоту нижней границы облаков.
Порядок выполнения задания:
1. Используя «Атлас облаков», определить высоту нижней границы облаков нижнего яруса по морфологическим признакам.
2. При наличии измерителя высоты облаков – (ИВО,
РBО
) включить прибор, открыть крышки передатчика и приемника светового импульса, измерить с пульта управления высоту облаков, закрыть крышки передатчика и приемника, выключить прибор.
ТЕМА № 10
НАБЛЮДЕНИЯ ЗА АТМОСФЕРНЫМИ ЯВЛЕНИЯМИ И
СОСТОЯНИЕМ ПОГОДЫ
Цель работы: ознакомиться с условными обозначениями атмосферных явлений, опасными гидрометеорологическими явлениями, правилами проведения наблюдений и обработки данных наблюдений.
Оборудование: плакаты, наставления, справочники по климату.
Наблюдения за интенсивностью и развитием атмосферных явлений производятся непрерывно. Наблюдатель должен с точностью до минуты отмечать время начала и окончания явления, интенсивность, изменение интенсивности.

76
За начало явления принимается момент, когда наблюдатель обнаружил признаки атмосферного явления в соответствии с описанием.
Если одновременно наблюдается несколько явлений, то нужно отмечать время начала и окончания каждого явления. Если явление не закончилось до следующего срока, то запись переходит от срока к сроку и ведется до окончания явления.
Вид явления записывается символом (см. табл. 5) в соответствии с наставлениями, а справа над символом указывается знак интенсивности (0 – слабая, 1 – умеренная, 2 – сильная).
Характеристика состояния погоды в срок ww и между сроками W
1
W
2 наблюдений дается на основании непрерывных наблюдений за атмосферными явлениями с учетом состояния неба и развития облачности.
При характеристике погоды в срок ww (текущая погода) учитываются явления и облачность, которые имели место в течение 10 минут, предшествующие соответствующему сроку наблюдения.
Если в срок наблюдения явления нет, а они закончились в течение последнего часа, то это тоже учитывается, как текущая погода ww.
Погода между сроками или прошедшая погода кодируется характеристиками W
1
W
2
Таблица 5
Атмосферные явления

77
Морось
Жидкие осадки, состоящие из очень мелких капель, как бы парящих в воздухе. Морось выпадает только из слоистых облаков (St) или из тумана. Ее не следует путать с очень мелким дождем, падение капель которого (хотя они и очень малы) хорошо заметно для глаз. Осаждаясь на поверхность воды, морось, в отличие от дождя, не образует на ней расходящихся кругов.
Снег
Твердые осадки, выпадающие при отрицательной температуре воздуха, в виде снежинок, непрозрачных палочек, крупинок. Выпадает из слоисто-дождевых (Ns) или высокослоистых облаков (As).
Ливневый снег
Снег, выпадающий из кучево-дождевых облаков Cb и имеющий вид мелких крупинок.
Мокрый снег
Смешанные осадки, сочетающие характеристики снега и дождя. Выпадает из слоисто-дождевых облаков (Ns).
Ливневый мокрый снег
Смешанные ливневые осадки, сочетающие характеристики ливневого снега и дождя. Выпадает из кучево-дождевых облаков (Cb).
Снежная крупа
Твердые осадки, выпадающие из кучево-дождевых облаков (Cb) и имеющие вид непрозрачных снежных крупинок белого или матового цвета.
Крупинки имеют диаметр 2-5 мм. Выпадает часто перед ливневым снегом или вместе с ним. В быстро развивающихся кучево-дождевых облаках, в которых скорость восходящих потоков достигает 10 м/с и более, укрупнение кристаллов происходит не только путем сублимации, но и путем обзернения, т. е. быстрого намерзания на кристалл мелких капелек воды. При этом процессе плоские кристаллы превращаются в белые или матово- белые шарики, представляющие собой снежную крупу. Так как образовавшиеся снежные крупинки тяжелее обычных снежинок, то они выпадать из облака раньше снежинок, а потом уже выпадают со снегом.
Снежные зерна
Твердые осадки, выпадающие при отрицательной температуре воздуха, в виде снежинок, непрозрачных палочек, крупинок размером менее 2 мм. Выпадают из слоистых облаков (St).
Ледяная крупа
Твердые осадки в виде ледяных прозрачных крупинок шарообразной или неправильной формы.
В центре находится непрозрачное ядро. Диаметр до

78 3 мм. Крупинки довольно тверды, при падении на твердую поверхность отскакивают. Выпадает из кучево-дождевых облаков (Cb), часто вместе с ливневым дождем.
Ледяной дождь
Твердые осадки в виде мелких (1-3 мм) прозрачных ледяных шариков. Отличается отсутствием непрозрачного белого ядра. Наблюдается в холодное время года при мощной высокой инверсии. Как правило, выпадает из слоисто- дождевых облаков (Ns).
Град
Твердые осадки, выпадающие только в теплое время года исключительно при ливнях и грозах из мощных кучево-дождевых облаков (не следует путать с ледяным дождем). Выпадает град обычно в течение короткого промежутка времени (не более
5-10 мин). Град состоит из кусочков льда различной формы и размеров: чаще градины по размерам не превышают горошину, но бывают случаи, когда отдельные градины достигают размеров куриного яйца. Явление редкое – на 15 случаев грозы отмечается 1 случай града. Обычно град выпадает между 15 и 19 часами, длится в 80 % случаев не более 10 минут.
Ледяные иглы
Твердые осадки в виде мельчайших ледяных кристалликов иглообразной или звездообразной формы, находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии, как правило при сильных морозах: днем сверкают на солнце, ночью – в лучах фонарей, прожекторов. Возникают при сублимации водяного пара при низкой температуре. Наблюдаются чаще всего при безоблачном небе, иногда выпадают из перисто-слоистых облаков (Cs).
Осадки, образующиеся на поверхности предметов
Роса
Капельки воды, образующиеся, как правило, ночью на горизонтальной поверхности предметов, на траве, почве при температуре воздуха выше 0 °C при ясном небе, штиле или слабом ветре. В отдельных случаях роса может наблюдаться при дымке или тумане.
Иней
Белый нежный кристаллического строения осадок, появляющийся преимущественно на горизонтальных поверхностях предметов при температуре ниже 0 °C преимущественно при безоблачном небе и слабом ветре. Иней образуется путем непосредственного перехода в лед
(сублимации) водяного пара, находящегося в воздухе.

79
Зернистая изморозь
Снеговидный рыхлый осадок матово-белого цвета.
Образуется вследствие намерзания на предметах переохлажденных капель тумана; появляется преимущественно с наветренной стороны предметов при температуре воздуха чаще от минус
2 до минус 7 °C. При соприкосновении с предметом капли настолько быстро замерзают, что не успевают потерять свою форму и дают снеговидное отложение, состоящее из отдельных не различимых глазом ледяных зерен. Зернистая изморозь растет в основном на наветренной стороне предметов.
Кристаллическая изморозь
Белый осадок из кристаллического льда нежной тонкой структуры. образуется преимущественно в ночные часы при безоблачном небе и тонких облаках при наличии тумана или дымки (иногда без тумана и дымки), обычно при температуре от минус
11 до минус 25-30 °C, за счет сублимации водяного пара, находящегося в воздухе. При образовании на сучьях деревьев, проводах и антеннах кристаллическая изморозь имеет вид пушистых гирлянд, легко осыпающихся при встряхивании.
Гололед
Слой матового или прозрачного льда, нарастающего на поверхности земли и различных предметах вследствие замерзания капель переохлажденного дождя или мороси, реже тумана.
Обычно гололед бывает при слабых морозах (от 0° до минус 5°). Плотность гололеда бывает различна, но обычно колеблется в пределах 0,5-0,9 г/см
3
. В некоторых случаях на образовавшемся слое гололеда может происходить сублимация водяного пара и отложение зернистой изморози. В результате получается сложное отложение.
Туманы
Туман
Скопление продуктов конденсации (капель или кристаллов), взвешенных в воздухе, непосредственно над поверхностью земли при горизонтальной видимости менее 1000 м. При положительных температурах туман состоит из капелек воды радиусом с среднем 2-5 мкм, а при отрицательных - из переохлажденных капелек воды, ледяных кристаллов или замерших капелек.
Ледяной туман
Туман, состоящий из ледяных кристалликов.
Образуется при сильных морозах и большой влажности воздуха: днем при солнечном освещении, ночью при лунном свете или при свете фонаря ледяной туман распознается по свечению граней ледяных кристаллов. Может быть просвечивающим или поземным.

80
Просвечивающий туман
Туман, через который просвечивают небо, облака, звезды, диск солнца или луны.
Поземный туман
Туман, который образуется в приземном слое.
Мощность тумана несколько метров; возникает обычно ночью в ясную погоду, а утром рассеивается.
Дымка
Помутнение воздуха над поверхностью земли, сильно разреженный туман. Возникает в результате конденсации водяного пара с образованием мельчайших капель воды, рассеивающих свет; метеорологическая дальность видимости при дымке изменяется в довольно широких пределах – от 1 до
10 км; относительная влажность воздуха обычно не ниже 85 %.
Метели
Метель низовая
Горизонтальный перенос снега, поднятого с поверхности снежного покрова до высоты нескольких метров. Ухудшение горизонтальной видимости может быть весьма существенной, но состояние неба можно определить.
Общая метель
Хаотическое движение частиц снега, при котором трудно определить, переносится ли выпадающий снег или снег срывается с поверхности снежного покрова, видимость ухудшена.
Поземок
Горизонтальный перенос выпавшего снега непосредственно над поверхностью снежного покрова (до высоты 1,5 м). Наблюдается при умеренном ветре. Видимость при поземке не ухудшается или ухудшается незначительно.
Электрические явления
Гроза
Электрические разряды в атмосфере, сопровождаемые молнией и громом либо только громом, сильным порывистым ветром, ливневыми осадками, иногда градом, шквалом. Возникает в мощных кучево-дождевых облаках. Внутри облаков, между облаками или между облаками и землей возникают сильные электрические разряды – молнии. Различают фронтальные (при прохождении теплого или холодного фронта) и внутримассовые грозы (в результате местного прогревания воздуха). Обычно гроза бывает в теплый период года, редко зимой.

81
Зарница
Световое явление; наблюдается при отдаленной грозе (т. е. когда не слышно грома), при которой видны лишь освещенные молнией облака и горизонт, а самой молнии не видно.
Полярное сияние
Свечение верхних слоев атмосферы (ионосферы) на высотах нескольких десятков километров от подстилающей поверхности, наблюдается преимущественно в высоких широтах. Полярные сияния различаются по форме, окраске, яркости, могут быть спокойными или подвижными.
Оптические явления
Радуга
Оптическое явление в атмосфере, возникающее при преломлении, отражении и дифракции света в водяных каплях. Радуга представляет собой большую дугу, видимую на фоне дождевого облака, в случае, когда солнце находится невысоко над горизонтом в противоположной стороне неба.
Радуга имеет радиус 42°. Внешняя часть радуги окрашена в красный цвет, внутренняя – в фиолетовый. Часто с внешней стороны основной радуги наблюдается вторичная радуга с обратным чередованием цветов ее радиус около 53°.
Гало
Оптическое явление в атмосфере. Возникает в перистых, перисто-слоистых и перисто-кучевых облаках (на высоте более 6 км) в результате преломления света в ледяных кристаллах или отражения света от их граней. Наблюдаются вокруг солнца и луны, имеют угловой радиус 22 ° и 46 ° и форму радужных или белых кругов, дуг, столбов, кружков и т. п.
Венец
Оптическое явление в атмосфере. Возникает в перистых, перисто-слоистых и перисто-кучевых облаках (на высоте более 6 км) в результате преломления света в ледяных кристаллах или отражения света от их граней. Наблюдаются вокруг солнца и луны, в отличие от гало, имеют угловой радиус 0,5-3°.
Мираж
Оптическое явление, при котором в воздухе в результате рефракции световых лучей, кроме предметов в их истинном положении, видны их мнимые изображения в перевернутом или сильно искаженном виде. Различают нижний мираж, верхний и боковой.
Прочие явления

82
Шквал
Внезапное резкое увеличение скорости ветра на 8 м/с и более за промежуток времени не более 2 мин.
Скорость ветра при шквале более 10 м/с (нередко превышает 25 м/с). Продолжительность шквала 1 мин и более. Наблюдается при кучево-дождевых облаках, грозах, ливнях.
Вихрь
Масса воздуха, охваченная вращательным движением вокруг движущейся оси. Размер в диаметре от нескольких метров до нескольких тысяч километров. К атмосферным вихрям относят циклон и его тропическую разновидность тайфун, смерч. Небольшие вихри часто бывают летом в сухую погоду.
Смерч
Сильный вихрь, образующийся под хорошо развитым кучево-дождевым облаком и распространяющийся в виде гигантского темного облачного столба или воронки по направлению к поверхности земли или моря. Диаметр смерча над водной поверхностью составляет около 100 м, над сушей до 1000 м. Высота его около 1000 м. Смерч над сушей называется тромбом.
Пыльная буря
Перенос большого количества пыли или песка сильным ветром в приземном слое воздуха. При сильной пыльной буре перенос пыли и песка может наблюдаться на большие расстояния.
Пыльный поземок
Перенос пыли или песка ветром непосредственно над поверхностью земли (до высоты 1,5 м).
Наблюдается при умеренном ветре. Видимость при поземке не ухудшается или ухудшается незначительно.
Мгла
Сплошное помутнение воздуха, обусловленное наличием в нем большого количества аэрозоля
(частичек пыли, дыма, гари). При мгле отдельные предметы принимают сероватый оттенок, а солнце, особенно когда оно у горизонта, часто имеет желтовато-красноватый цвет, контуры его диска не имеют резких границ (этим и обычно малой влажностью воздуха мгла отличается от дымки).
При мгле видимость менее 10 км, но бывают случаи, когда она наблюдается и менее 1 км.
Гололедица
Тонкий слой льда на земной поверхности или на поверхности снега. Образуется после оттепели, дождя или мороси при внезапном похолодании.

83
Первая цифра W
1 выбирается как наибольшая из возможных 10 характеристик погоды между сроками. Если между сроками имело место одно явление без перерывов, то W
1
= W
2
Если между сроками имело место несколько явлений, то W
1
> W
2
Прошедшая погода для основных сроков (21, 03, 09, 15 по зимнему московскому времени) берется как погода за 6 часов, а для не основных сроков (00, 06, 12, 18 по зимнему московскому времени) за 3 часа до срока.
Наблюдения за опасными гидрометеорологическими явлениями
При наблюдениях за атмосферными явлениями нужно обращать внимание на опасные гидрометеорологические явления (ОЯ), которые приносят вред человеку и наносят ущерб народному хозяйству. ОЯ определяют в соответствии с табл. 6, рассчитанной для каждого управления.
Существуют следующие критерии опасных явлений.
Таблица 6
Типовой перечень опасных гидрометеорологических явлений (погоды)
Название ОЯ
Характеристики и критерии
или определения ОЯ
Сильный ветер (в том числе шквал)
Скорость ветра (включая порывы) не менее
25 м/с, на побережье морей и в горных районах не менее 35 м/с
Смерч
Смерч
Сильный вихрь в виде столба или воронки, направленной от облака к поверхности земли
(воды)
Очень сильный дождь
(мокрый снег, дождь со снегом)
Количество осадков не менее 50 мм за период не более 12 ч
Ливневой дождь
Количество осадков не менее 30 мм за период не более 1 ч
Очень сильный снег
Количество осадков не менее 20 мм за период не более 12 ч
Продолжительные сильные дожди
Сильные дожди
Количество осадков не менее 100 мм за период более 12 ч, но менее 48 ч
Крупный град
Град диаметром не менее 20 мм