Это хорошая статья. Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Анализ приземной погоды в США 21 октября 2006 г.

Карта погоды , также известная как синоптическая карта погоды , отображают различные метеорологические особенности всех конкретную области в конкретный момент времени и имеет различные символы , которые все имеют особое значение. [1] Такие карты используются с середины 19 века и используются для исследований и прогнозов погоды . Карты, использующие изотермы, показывают градиенты температуры [2], которые могут помочь определить погодные фронты . Карты Isotach , анализирующие линии равной скорости ветра [3] на поверхности с постоянным давлением 300 или 250  гПа.показать, где находится струя . Использование графиков постоянного давления на уровне 700 и 500 гПа может указывать на движение тропических циклонов . Двумерные линии тока, основанные на скорости ветра на различных уровнях, показывают области схождения и расхождения в поле ветра, что помогает определить расположение элементов в ветровой диаграмме. Популярным типом карты приземной погоды является анализ приземной погоды , который строит изобары для отображения областей высокого и низкого давления.. Коды облаков переводятся в символы и наносятся на эти карты вместе с другими метеорологическими данными, которые включаются в синоптические отчеты, отправляемые профессионально подготовленными наблюдателями.

История [ править ]

Сэр Фрэнсис Гальтон , изобретатель карты погоды

Использование карт погоды в современном понимании началось в середине 19 века с целью разработки теории штормовых систем. [4] Во время Крымской войны шторм опустошил французский флот в Балаклаве , и французский ученый Урбен Леверье смог показать, что, если бы была составлена ​​хронологическая карта шторма, его путь можно было бы предсказать и избежать. флотом.

В Англии ученый Фрэнсис Гальтон услышал об этой работе, а также о новаторских прогнозах погоды Роберта Фицроя . Собрав информацию с метеостанций по всей стране за октябрь 1861 года, он нанес эти данные на карту, используя свою собственную систему символов, тем самым создав первую в мире карту погоды. Он использовал свою карту, чтобы доказать, что воздух циркулирует по часовой стрелке вокруг областей высокого давления; он ввел термин «антициклон» для описания этого явления. Он также сыграл важную роль в публикации первой карты погоды в газете , для которой он модифицировал пантограф (инструмент для копирования рисунков), чтобы нанести карту на печатные блоки. Временаначал печатать карты погоды с использованием этих методов с данными из метеорологического управления . [5]

Карта погоды США за 1843 год

Внедрение карт погоды по всей стране потребовало наличия национальных телеграфных сетей, чтобы данные по всей стране могли собираться в режиме реального времени и оставаться актуальными для любого анализа. Первым подобным использованием телеграфа для сбора данных о погоде стала газета Manchester Examiner в 1847 году: [6]

... заставили нас спросить, простирался ли еще электрический телеграф достаточно далеко от Манчестера, чтобы получать информацию из восточных округов ... Запросы были сделаны в следующих местах; и гипотеза была возвращена, которую мы добавляем ...

Также важно было стандартизировать время по часовым поясам, чтобы информация на карте точно отражала погоду в данное время. Стандартизированная система времени была впервые использована для координации британской железнодорожной сети в 1847 году, когда было введено среднее время по Гринвичу .

В США Смитсоновский институт развил свою сеть наблюдателей на большей части центральной и восточной части Соединенных Штатов в период с 1840-х по 1860-е годы, когда Джозеф Генри стал у руля. [7] Корпус связи армии США унаследовал эту сеть между 1870 и 1874 годами по решению Конгресса и вскоре расширил ее до западного побережья. Сначала не все данные на карте использовались из-за отсутствия стандартизации времени. Соединенные Штаты полностью приняли часовые пояса в 1905 году, когда Детройт наконец установил стандартное время. [8] [9]

20 век [ править ]

Световые столы были важны для построения анализов погоды на поверхности в 1990-е годы.

Использование фронтальных зон на погодных картах началось в 1910-х годах в Норвегии . Теория полярного фронта приписывается Якобу Бьеркнесу , основанному на прибрежной сети наблюдательных пунктов в Норвегии во время Первой мировой войны . Эта теория предполагала, что основной приток в циклон был сконцентрирован вдоль двух линий конвергенции , одна перед минимумом, а другая позади минимума. Линия конвергенции перед минимумом стала известна как линия рулевого управления или теплый фронт. Задняя зона конвергенции была названа линией шквала или холодным фронтом. Области облаков и дождяоказались сфокусированными вдоль этих зон конвергенции. Концепция фронтальных зон привела к концепции воздушных масс . Природа трехмерной структуры циклона подождет развития аэрологической сети в 1940-х годах. [10] Поскольку передний край изменения воздушных масс имел сходство с военными фронтами Первой мировой войны , термин «фронт» стал использоваться для обозначения этих линий. [11] Соединенные Штаты начали формально анализировать фронты при анализе поверхности в конце 1942 года, когда в центре Вашингтона, округ Колумбия, открылся Аналитический центр WBAN [12]

В дополнение к поверхностным картам погоды, погодные агентства начали создавать карты постоянного давления. В 1948 году Соединенные Штаты начали серию ежедневных карт погоды, в которых сначала анализировался уровень 700 гПа, что составляет около 3000 метров (9800 футов) над уровнем моря . [13] К 14 мая 1954 г. анализировалась поверхность 500 гПа, что составляет около 5 520 метров (18 110 футов) над уровнем моря. [14] Попытки автоматизировать построение карт начались в США в 1969 году [15], и этот процесс завершился в 1970-х годах. Аналогичная инициатива была начата в Индии Метеорологическим департаментом Индии в 1969 году. [16] Гонконг завершил процесс автоматизированного построения карт поверхности к 1987 году [17].

К 1999 году компьютерные системы и программное обеспечение, наконец, стали достаточно сложными, чтобы обеспечить возможность наложить на одну и ту же рабочую станцию ​​спутниковые изображения, радиолокационные изображения и полученные из моделей поля, такие как толщина атмосферы и фронтогенез, в сочетании с наземными наблюдениями, чтобы добиться наилучших результатов. возможный анализ поверхности. В Соединенных Штатах это развитие было достигнуто, когда рабочие станции Intergraph были заменены рабочими станциями n- AWIPS . [18] К 2001 году различные анализы поверхности, выполненные Национальной метеорологической службой, были объединены в единый анализ поверхности, который выпускается каждые шесть часов и объединяет анализы четырех различных центров. [19] Последние достижения в обеих областях метеорологии.а географические информационные системы позволили разрабатывать точно адаптированные продукты, которые переносят нас от традиционной карты погоды в совершенно новую область. Информацию о погоде можно быстро сопоставить с соответствующими географическими деталями. Например, условия обледенения могут быть нанесены на карту дорожной сети. Это, вероятно, продолжит приводить к изменениям в способах создания и отображения анализов поверхности в течение следующих нескольких лет. [20]

Построение данных [ править ]

Основная статья: Модель станции
Средняя высота (Ac, As) и восходящая вертикаль (Ns)
Высокий уровень (Ci, Cc, Cs)
Символы текущей погоды, используемые на погодных картах
Интерпретация шипа ветра

Модель станции - это символическая иллюстрация, показывающая погоду, происходящую на данной станции, передающей отчеты . Метеорологи создали модель станции, чтобы нанести несколько погодных элементов на небольшом пространстве на погодные карты. Карты, заполненные плотными схемами моделей станций, могут быть трудными для чтения, но они позволяют метеорологам, пилотам и морякам видеть важные погодные условия. Компьютер рисует модель станции для каждой точки наблюдения. Модель станции в основном используется на картах погоды на поверхности, но также может использоваться для отображения погоды на высоте. Завершенная карта модели станции позволяет пользователям анализировать модели атмосферного давления, температуры, ветра, облачности и осадков. [21]

На графиках моделей станций используется международно принятое соглашение о кодировании, которое мало изменилось с 1 августа 1941 года. Элементы графика показывают ключевые погодные элементы, включая температуру , точку росы , ветер, облачность, давление воздуха, тенденцию к давлению и осадки. [22] [23] Ветры имеют стандартные обозначения при нанесении на погодные карты. Более века назад ветер изображался в виде стрелок, причем перья только на одной стороне отображали пять узлов ветра, а перья с обеих сторон отображали скорость ветра 10 узлов (19 км / ч). Обозначение изменилось на половину стрелки, с половиной ветровой зазубрины, указывающей пять узлов, полной зазубриной - десятью узлами и вымпельным флагом - пятьдесят узлов.

Из-за структуры кода SYNOP для каждой станции, отображающей метеорологическую карту, можно нанести максимум три символа облаков. Все типы облаков кодируются и передаются обученными наблюдателями, а затем наносятся на карты как низкие, средние или высокие с использованием специальных символов для каждого основного типа облаков. Любой тип облаков со значительной вертикальной протяженностью, которые могут занимать более одной ступени, кодируется как низкий (кучевые и кучево-дождевые) или средний (нимбостратус) в зависимости от уровня высоты или уровня, на котором оно обычно первоначально формируется, помимо любого имеющегося вертикального роста. [24] [25]Символ, используемый на карте для каждого из этих этапов в конкретное время наблюдения, обозначает род, вид, разновидность, мутацию или движение облаков, которые считаются наиболее важными в соответствии с критериями, установленными Всемирной метеорологической организацией (ВМО). Если эти элементы для любого этапа во время наблюдения считаются одинаково важными, то тип, который является преобладающим по количеству, кодируется наблюдателем и наносится на карту погоды с использованием соответствующего символа. Специальные карты погоды в авиации показывают области обледенения и турбулентности. [26]

Типы [ править ]

Карта погоды авиации Аляски

Авиационные карты [ править ]

У авиации есть свой набор карт погоды. Один тип карты показывает, где действуют правила VFR (правила визуального полета) и где действуют правила полетов по приборам (IFR). Графики отображения погоды показывают высоту потолка (уровень, на котором хотя бы половина неба покрыта облаками) в сотнях футов, текущую погоду и облачный покров. [27] На картах обледенения обозначены районы, где обледенение может быть опасным для полета. На авиационных картах также показаны области турбулентности. [28]

Графики постоянного давления [ править ]

Полоса реактивных двигателей верхнего уровня. Области DIV - это области расхождения наверху, что обычно приводит к конвергенции поверхностей и циклогенезу.

Графики постоянного давления обычно содержат нанесенные на график значения температуры, влажности, ветра и вертикальной высоты поверхности давления над уровнем моря. [29] У них есть множество применений. В гористой местности на западе США и на Мексиканском плато поверхность давления в 850 гПа может быть более реалистичным изображением погодных условий, чем стандартный анализ поверхности. Используя поверхности давления 850 и 700 гПа, можно определить, когда и где теплая адвекция (совпадающая с восходящим вертикальным движением) и холодная адвекция (совпадающая с нисходящим вертикальным движением) происходит в нижних частях тропосферы . Области с небольшими впадинами точки росы и ниже точки замерзания указывают на наличие условий обледенения для самолетов. [30]Поверхность давления 500 гПа может использоваться в качестве ориентировочного ориентира для движения многих тропических циклонов . Более мелкие тропические циклоны, которые испытали вертикальный сдвиг ветра , как правило, управляются ветрами с уровнем 700 гПа. [31]

Использование диаграмм постоянного давления 300 и 200 гПа может указать на прочность систем в нижней тропосфере, поскольку более сильные системы у поверхности Земли отражаются как более сильные элементы на этих уровнях атмосферы. На этих уровнях нарисованы изотахи, представляющие собой линии с одинаковой скоростью ветра. Они помогают находить максимумы и минимумы в диаграмме ветра. Минимумы ветра на высоте благоприятны для тропического циклогенеза . Максимумы ветров на разных уровнях атмосферы показывают расположение струйных течений. Области с температурой ниже -40 ° C (-40 ° F) указывают на отсутствие значительного обледенения при отсутствии активной грозовой активности. [30]

Анализ погоды на поверхности [ править ]

Оптимальный анализ тропической части Тихого океана
Смотрите также: Анализ приземной погоды

Поверхностный анализ погоды - это тип карты погоды, на которой показаны местоположения областей с высоким и низким давлением , а также различные типы систем синоптического масштаба , такие как фронтальные зоны . На этих картах можно нарисовать изотермы, которые представляют собой линии равной температуры. Изотермы обычно изображаются сплошными линиями в предпочтительном температурном интервале. [2] Они показывают температурные градиенты, которые могут быть полезны при обнаружении фронтов, которые находятся на теплой стороне больших температурных градиентов. Построив линию замерзания, изотермы могут быть полезны для определения типа осадков. Мезомасштабные границы, такие как тропические циклоны , границы оттока и линии шквалов также анализируются по анализу погоды на поверхности.

На этих картах выполняется изобарический анализ, который включает построение линий равного среднего давления на уровне моря . Самыми внутренними замкнутыми линиями обозначены положения относительных максимумов и минимумов в поле давления. Минимумы называются областями низкого давления, а максимумы - областями высокого давления . Максимумы часто обозначаются буквой H, а минимальные - буквой L. Удлиненные области низкого давления или впадины иногда изображаются толстыми коричневыми пунктирными линиями вдоль оси впадины. [32] Изобары обычно используются для определения границ поверхности от полярных широт лошади , в то время как анализ линий тока используется в тропиках. [33]Анализ линий тока представляет собой серию стрелок, ориентированных параллельно ветру, показывающих движение ветра в определенной географической области. Буквы C обозначают циклонический поток или вероятные области низкого давления, а буквы A обозначают антициклонический поток или вероятные положения областей высокого давления. [34] Область сливающихся линий тока показывает расположение линий сдвига в тропиках и субтропиках. [19]

См. Также [ править ]

  • Изобар
  • Прогностический график
  • Анализ погоды на поверхности

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Encarta (2009). «График» . Корпорация Microsoft . Архивировано из оригинала на 2007-11-01 . Проверено 25 ноября 2007 .
  2. ^ a b Атмосфера DataStreme (2008-04-28). «Температурные режимы воздуха» . Американское метеорологическое общество. Архивировано из оригинала на 2008-05-11 . Проверено 7 февраля 2010 .
  3. ^ Jay Snively (2010). "HIJ" . КАРТЫ GPS. Архивировано из оригинала на 2018-04-02 . Проверено 30 января 2010 .
  4. ^ Человеческий интеллект (2007-07-25). «Фрэнсис Гальтон (1822–1911)» . Университет Индианы . Проверено 18 апреля 2007 .
  5. ^ Аллаби, Майкл (2009). Атмосфера: научная история воздуха, погоды и климата . Издание информационной базы. ISBN 9780816060986. Проверено 7 декабря 2013 .
  6. ^ Стивен Робертс. «Дистанционное письмо - компании и погода» .
  7. ^ Джон Д. Кокс (2002). Stormwatchers: Бурная история прогнозов погоды от воздушного змея Франклина до Эль-Ниньо . John Wiley & Sons, Inc., стр.  53–56 . ISBN 978-0-471-38108-2.
  8. ^ WebExhibits (2008). «Летнее время» . Идея . Проверено 24 июня 2007 .
  9. ^ Национальное управление океанических и атмосферных исследований (30 мая 2007 г.). «Расширяющееся присутствие» . Министерство торговли США . Проверено 31 января 2010 .
  10. ^ Университет Оклахомы. Норвежская модель циклона. Архивировано 1 сентября 2006 года на Wayback Machine. Проверено 17 мая 2007 года.
  11. ^ Бюро метеорологии (2010). «Воздушные массы и карты погоды» . Содружество Австралии . Проверено 6 февраля 2010 .
  12. ^ Центр прогнозирования погоды (2007-03-01). «Краткая история Центра прогнозов погоды» . Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Проверено 1 июля 2014 .
  13. ^ США Бюро погоды (1948-07-01). «Ежедневная карта погоды» . Министерство торговли США . Проверено 6 февраля 2010 .
  14. ^ Бюро погоды США (1954-05-14). «Ежедневная карта погоды» . Министерство торговли США . Проверено 6 февраля 2010 .
  15. ↑ Национальный метеорологический центр (январь 1969 г.). «Проспект программы отображения цифрового факсимильного кодировщика NMC» (PDF) . Управление экологической науки . Проверено 5 мая 2007 .
  16. ^ "Из архивов (12 июля 1969 г.): Прогнозы с помощью компьютера" . Индус . 2019-07-12. ISSN 0971-751X . Проверено 18 июля 2019 . 
  17. ^ Обсерватория Гонконга (2009-09-03). «Компьютерная система Гонконгской обсерватории и ее приложения» . Правительство Особого административного района Гонконг. Архивировано из оригинала на 2006-12-31 . Проверено 6 февраля 2010 .
  18. ^ Центр гидрометеорологического прогнозирования (2000). "Отчет о выполнении за 1999 год Центра гидрометеорологического прогнозирования" . Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Проверено 5 мая 2007 .
  19. ^ a b Дэвид М. Рот (14 декабря 2006 г.). «Единое руководство по анализу поверхности» (PDF) . Центр гидрометеорологического прогнозирования . Проверено 22 октября 2006 .
  20. ^ С. Saseendran, Л. Harenduprakash, Л. Rathore и С. Сингх (2004-12-05). «ГИС-приложение для анализа и прогнозирования погоды» . GISDevelopment.net . Проверено 5 мая 2007 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  21. ^ «Введение в рисование изоплет» . Co Co RAHS . Климатический центр Колорадо. 2005. Архивировано из оригинального (PDF) 28 апреля 2007 года . Проверено 29 апреля 2007 года .
  22. ^ Национальная служба погоды (2003). Пример модели станции. Проверено 29 апреля 2007.
  23. ^ Таттл, доктор Элизабет Р. (2005). «Карты погоды» . Дж. Б. Калверт. Архивировано из оригинала 9 июля 2008 года . Проверено 10 мая 2007 года .
  24. ^ Всемирная метеорологическая организация, изд. (1975). Étages, Международный атлас облаков . Я . С.  15–16 . ISBN 978-92-63-10407-6. Проверено 26 августа 2014 .
  25. ^ Koermer, Джим (2011). "Облачный бутик Государственной метеорологической программы Плимута" . Плимутский государственный университет .
  26. ^ NOAA , изд. (3 сентября 2007 г.). Федеральный метеорологический справочник (FMH) № 2 (PDF) . NOAA. п. С-17 . Проверено 26 ноября 2014 года .
  27. ^ Unisys Corporation (2009). «Детали данных о поверхности» . Проверено 7 февраля 2010 .
  28. ^ Jeppesen (2008-05-06). «Погодная помощь» . Архивировано из оригинала на 2008-06-07 . Проверено 7 февраля 2010 .
  29. ^ Глоссарий метеорологии (июнь 2000 г.). «График постоянного давления» . Американское метеорологическое общество . Архивировано из оригинала 2011-06-06 . Проверено 6 февраля 2010 .
  30. ^ a b Терри Т. Ланкфорд (1999). Обледенение самолета: руководство пилота . McGraw-Hill Professional. С. 129–134. ISBN 978-0-07-134139-4.
  31. ^ ВМС США (2007). «Раздел 1. Влияние на движение тропических циклонов» . Проверено 6 февраля 2010 .
  32. ↑ Эдвард Дж. Хопкинс, доктор философии. (1996-06-10). «Карта анализа приземной погоды» . Университет Висконсина . Проверено 10 мая 2007 .
  33. ^ Бюро метеорологии (2010). «Карта погоды» . Содружество Австралии . Проверено 6 февраля 2010 .
  34. ^ Национальная служба прогнозов погоды Гонолулу, Гавайи (2010-02-07). «Анализ обтекаемости Тихого океана» . Штаб-квартира Тихоокеанского региона . Проверено 7 февраля 2010 .