Факультет заочного обучения

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по дисциплине

“МЕТОДЫ И СРЕДСТВА

для высших учебных заведений

Квалификация (степень)

Бакалавр

Санкт–Петербург

П Р Е Д И С Л О В И Е

первой части второй части

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

свои

ЛИТЕРАТУРА

Основная

.

Дополнительная

.

УКАЗАНИЯ ПО РАЗДЕЛАМ

Введение

цели измерений.

Л и т е р а т у р а

Раздел 1.1.

Вопросы для самопроверки

Измерение температуры

Этот раздел начинается с изучения тепловой инерции термометров – общего свойства для всех термометров, имеющих термометрическое тело. Изучите вывод уравнения, описывающего тепловую инерцию. Запомните определение коэффициента тепловой инерции термометра. Для выполнения контрольной работы преобразуйте формулу для коэффициента тепловой инерции ртутного термометра, имеющего шарообразный резервуар, к виду:

где λ – коэффициент тепловой инерции термометра, T 0 – температура термометра в начальный момент времени, θ – температура окружающей среды, ΔТ – допустимая погрешность в определении температуры.

Далее переходите к изучению основных типов термометров. Изучаются термометры сопротивления, термоэлектрические термометры, деформационные термометры, акустические термометры и радиационные термометры. Изучение каждого типа термометров проводится в следующем порядке – сначала изучается принцип действия, затем чувствительность и способы её увеличения, затем – специфические погрешности прибора и способы их устранения или уменьшения.

Л и т е р а т у р а

Вопросы для самопроверки

1. Чем обусловлена тепловая инерция термометров?

2. Какие типы термометров являются безинерционными?

3. Какие методы измерения температуры Вы знаете:

4. Предложите метод измерения температуры поверхности земли с искусственного спутника.

5. Почему в радиационных термометрах используется ИК диапазон?

6. Выведите уравнения чувствительности уравновешенного термометра сопротивления.

Измерение влажности воздуха

Перед началом изучения этого раздела повторите все параметры, характеризующие содержание в воздухе водяного пара. Далее составьте список основных методов измерения влажности и приступайте к их изучению. При изучении психрометрического метода измерения влажности обратите внимание на зависимость психрометрического коэффициента от скорости ветра. Рассмотрите схему конденсационного гигрометра (рис. 2.5. ). Свяжите эту схему с общей схемой следящей системы (рис.1.13 ). Далее изучите деформационный гигрометр, приведите примеры его использования. Электрохимический, сорбционный и радиационный гигрометр изучаются студентами ФЗО без вывода формул чувствительности. Рассмотрите принцип действия, достоинства и недостатки конденсаторного гигрометра (разд.2.8 ).

Л и т е р а т у р а

Лекции по теме «Измерение влажности».

Вопросы для самопроверки

1. Какими параметрами характеризуется содержание водяного пара в воздухе?

2. Почему температура смоченного термометра, как правило, меньше температуры сухого термометра?

3. Что такое идеальный психрометр? Как его изготовить?

4. Объясните принцип действия конденсационного гигрометра. Какие величины необходимо измерить для определения влажности с его помощью?

5. Какой из изученных Вами методов измерения влажности является самым чувствительным?

6. Объясните принцип действия конденсаторного гигрометра, перечислите его достоинства и недостатки.

7. Какие методы измерения влажности применяются в оперативной работе на метеорологической сети?

Измерение параметров ветра

При изучении методов измерения скорости ветра важно понять, что известные Вам ротоанемометры не являются единственными приборами для измерения скорости ветра. Тем не менее, изучение этого раздела начинается с изучения теории ротоанемометра. Этот раздел содержит самый сложный во всем курсе математический вывод! Внимательно ознакомьтесь с выводом уравнения движения ротоанемометра для установившегося и для неустановившегося состояния. Обратите внимание на такие понятия, как пороговая скорость и путь синхронизации ротоанемометра. Далее изучаются три типа ротоанемометров – индукционный, импульсный (контактный) и фотоэлектрический. Обратите внимание, что существуют две конструкции индукционных ротоанемометров: дистанционный и ручной анемометр АРИ-49.

Из других способов измерения скорости ветра студенты изучают акустический метод и лазерный доплеровский измеритель скорости.

При изучении методов измерения направления ветра главное внимание уделяется флюгарке – основному датчику направления ветра. Обратите внимание на методы дистанционной передачи информации об угле поворота флюгарки – использование сельсинов (автосинов), и фазоимпульсный метод.

Л и т е р а т у р а

Лекции по теме «Измерение влажности воздуха».

Вопросы для самопроверки

1. Выведите уравнение ротоанемометра для установившегося и неустановившегося состояния.

2. Почему ротоанемометр дает завышенные показания средней скорости ветра?

3. Какой тип модуляции используется в индукционном ротоанемометре? А в контактном?

4. Какая величина характеризует инерцию ротоанемометра?

5. Укажите безинерционные способы измерения скорости ветра.

6. В чем состоит принцип лазерного доплеровского анемометра?

7. Укажите достоинства и недостатки лазерного доплеровского анемометра. В каких случаях его целесообразно использовать?

Актинометрические измерения

Изучение раздела начинается с перечисления актинометрических величин, подлежащих измерению и обоснованию выбора калориметрического метода измерения. Уясните для себя смысл актинометрических величин – прямой солнечной радиации, рассеянной радиации и радиационного баланса. Далее переходите к изучению приборов для измерения этих величин. Для измерения прямой солнечной радиации применяются два прибора – компенсационный пиргелиометр и термоэлектрический актинометр. Обратите внимание, что пиргелиометр является абсолютным, а актинометр – относительным прибором. Для измерения рассеянной радиации применяется пиранометр. При изучении пиранометра обратите внимание на зависимость переводного множителя от зенитного угла Солнца.

Далее изучите измерение радиационного баланса. Выведите уравнение балансомера и поясните, как устраняется ветровая погрешность балансомера. При изучении теории балансомера обратите внимание, какие из радиационных потоков, указанных на рис. 5.9 в книге отсутствуют в ночное время суток и при облачной погоде.

Л и т е р а т у р а

Лекции по теме «Актинометрические измерения».

Вопросы для самопроверки

1. Чем обусловлен выбор калориметрического метода для актинометрических измерений?

2. Что такое абсолютные и относительные приборы? К какому типу относится каждый из изученных Вами актинометрических приборов?

3. Что такое переводной множитель для актинометрических приборов? Какова его размерность?

4. В какой области длин волн рассеянная радиация имеет максимум?

5. Почему при изготовлении балансомера его толщина выбрана малой?

6. Как измерить рассеянную радиацию в условиях ясной погоды?

Факсимильная аппаратура.

После измерения всех метеопараметров на метеостанциях составляются специальные телеграммы, которые передаются в единый центр. На территории России этот центр находится в Москве. Здесь составляются карты погоды, затем эти карты передаются всем потребителям с помощью факсимильных аппаратов. Студенты должны изучить основные блоки факсимильной аппаратуры и знать принцип её работы. Изучите основные характеристики и параметры, которыми оценивается эффективность работ факсимильной аппаратуры. Изучается также схема основных блоков приемного и передающего факсимильного аппаратов. При этом изучаются лишь основные блоки, универсальные для всех факсимильных аппаратов, без привязки к какому-нибудь одному типу.

Л и т е р а т у р а

Разд.9.1, 9.2.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое разрешающая способность факсимильных аппаратов?

2. Как связаны между собой разрешающая способность и скорость передачи?

3. Что такое синхронизация и фазирование в факсимильных аппаратах?

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Общие указания

Рекомендуется выполнять задания контрольной работы после проработки соответствующих разделов рекомендованной литературы или после прослушивания лекций-вебинаров. При выполнении работ студент обязан дать четкие, ясные ответы на все поставленные вопросы и решить все поставленные задачи. Необходимо максимально иллюстрировать свою работу рисунками, графиками и схемами. Каждое утверждение должно быть доказано, каждая величина, указанная в формулах должна быть пояснена в тексте. Не допускается прямое переписывание текста учебников. При выполнении контрольной работы желательно ссылаться на примеры из Вашего собственного опыта работы. Очень желательно привести Ваше мнение о работе приборов, которые Вы описываете в тексте контрольных работ.

Объем контрольной работы составляет 20 – 25 страниц рукописного текста с учетом рисунков. Контрольные работы присылаются в Университет во время учебного года или сдаются в ФЗО перед сессией.

Задание 1

Поясните смысл понятия «коэффициент тепловой инерции термометра». Выведите формулы (1) и (2), приведенные в разделе 2 на с. 7 настоящего «Методического Указания».

Задание 2

Радиус шарообразного резервуара ртутного термометра равен R, температура окружающей среды равна θ, начальная температура термометра равна T o , а погрешность измерений не должна превышать ΔT. Пользуясь формулами (1) и (2), рассчитайте коэффициент тепловой инерции термометра и время его выдержки в окружающей среде перед снятием показаний. Варианты задачи сведены в таблицу 1. Требуемый вариант определяется начальной буквой фамилии студента. Так, например, вариант первый должны выполнять студенты, фамилии которых начинаются с букв от А до Д, вариант второй – от Е до К и т.д.

Таблица 1

Исходные параметры	В а р и а н т ы
А - Д	Е - К	Л - П	Р - Ф	Х - Я
R, мм	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5
θ, К
T o , К
ΔT, К	0,1	0,2	0,1	0,2	0,1

Задание 3

Опишите принцип действия уравновешенного и неуравновешенного термометров сопротивления. Приведите соответствующие схемы с пояснениями. Что Вы понимаете под чувствительностью этих приборов? Перечислите погрешности уравновешенного и неуравновешенного термометров сопротивления и способы уменьшения этих погрешностей.

Задание 4

Опишите принцип действия психрометра. Как Вы понимаете термин «идеальный психрометр»? Как изготовить психрометр, близкий по своим свойствам к идеальному?

Задание 5

Какими параметрами характеризуется эффективность работы ротоанемометров? Что следует понимать под чувствительностью ротоанемометра? Каким параметром характеризуется инерция ротоанемометра? Приведите примеры ротоанемометров, использующихся в метеорологических приборах.

Задание 6

Опишите устройство и принцип действия актинометра, пиранометра и балансомера. Дайте определение понятию «радиационный баланс».

Задание 7

Опишите устройство светолокационного измерителя высоты облачности ИВО-1м. Нарисуйте блок-схему прибора ИВО-1м с пояснением функции каждого блока прибора.

Задание 8

Опишите устройство прибора ФИ-1 для измерения метеорологической дальности видимости. Какие особенности прибора ФИ-1 позволяют вести измерения в дневное время суток? Почему дневной свет, попадающий на фотоприемник ФИ-1, не мешает измерениям?

Для чего в импульсном фотометре используются два отражателя? При каких погодных условиях используется дальний или ближний отражатель?

Задание 9

Что Вы понимаете под термином «информационно-измерительная метеорологическая система»? Какие особенности станции КРАМС позволяют отнести её к ИИМС? Изобразите блок-схему станции КРАМС (КРАМС-М, или КРАМС-2 илиКРАМС-4) и поясните её, следуя книге и .

Задание 10

Какие особенности лазеров делают их особенно привлекательным инструментом для метеорологических измерений? Какие атмосферные параметры можно измерить с помощью лазеров? Какие физические явления являются основой этих измерений? Укажите трудности практической реализации лазерных измерений.

КУРСОВЫЕ РАБОТЫ

Тема курсовой работы согласовывается с преподавателем. При этом студент получает от преподавателя указания по выполнению работы. Готовая курсовая работа сдается на кафедру во время сессии.

Приведенные темы являются обзорными, при выполнении которых студент должен составить возможно полное описание способов измерения соответствующей метеорологической величины, пользуясь литературой и сведениями, почерпнутыми из Интернета (рекомендуется использовать поисковые системы, вводя в строку поиска название исследуемой величины). Обязательны ссылки на литературные источники. Описание составляйте своими словами, избегая прямого «скачивания», что сразу же будет замечено при проверке. В конце работы должно быть приведено ваше собственное суждение о том, каковы достоинства и недостатки описанных методов измерения, в каких условиях целесообразно их применять. Сравните инерцию и чувствительность методов измерения. Желательно даже сравнить сложность и стоимость соответствующих приборов. Если вы работаете с приборами, измеряющими ту или иную метеорологическую величину, приведите ваше впечатление о работе приборов.

В конце работы обязательно приводится список используемой литературы.

Примечание. При обнаружении дословного сходства сданных работ (или дословного сходства с одной из работ, сданных в предыдущие годы), такие работы не зачитываются и возвращаются для полной переделки.

1. Сравнение различных способов измерения температуры.
2. Сравнение различных способов измерения влажности воздуха.
3. Сравнение различных способов измерения скорости ветра.
4. Сравнение различных способов измерения направления ветра. Способы дистанционной передачи информации о направлении флюгарки.
5. Сравнение различных способов измерения атмосферного давления.
6. Сравнение различных способов измерения актинометрических величин.
7. Сравнение различных способов измерения высоты нижней границы облачности.
8. Сравнение различных способов измерения метеорологической дальности видимости.
9. Сравнение различных способов измерения содержания озона в атмосфере.
10. Сравнение различных способов измерения параметров атмосферных аэрозолей.
11. Измерение радиоактивного фона и радиоактивного заражения местности.
12. Измерение количества осадков. Автоматизация процесса измерения осадков.
13. Особенности измерения стандартных метеорологических величин в районе расположения метеорологической станции, где работает студент.
14. Особенности эксплуатации метеорологического измерительного прибора (по согласованию с преподавателем), с которым работает студент.
15. Информативный подход к проблеме измерения метеорологических параметров.
16. Передача метеорологической информации по каналам связи. Скорость передачи, проблема искажения сигналов.
17. Цифровые метеорологические измерительные приборы. Принципы конструирования цифровых приборов.
18. Соотношение тепловой инерции и чувствительности термометрических датчиков.
19. Измерение параметров атмосферного электричества. Электричество «хорошей погоды», грозовое электричество. Приборы и методы измерения.
20. Радиолокационное зондирование атмосферы. Использование радиолокаторов для измерения метеорологических величин.
21. Лазерное зондирование атмосферы. Лидары и их возможности для измерения метеопараметров.
22. Измерения атмосферных параметров с помощью искусственных спутников Земли.

ДИПЛОМНЫЕ РАБОТЫ

Перед выполнением дипломной работы студент обязан проконсультироваться с преподавателем, получить его согласие на руководство. Далее согласовывается тема работы, о чем студент должен поставить в известность деканат. При выполнении работы обязательны периодические консультации с преподавателем (например, с использованием Интернета). Для окончательного редактирования текста работы студент обязан заблаговременно прибыть в Университет. Срок прибытия согласовывается с руководителем.

1. Измерение метеорологической дальности видимости методом обратного рассеяния светового пучка.
2. Проблема инерции и чувствительности термометрических датчиков, поиск оптимального соотношения.
3. Проблема конденсационных следов за самолетами и снижения радиационных потоков.
4. Проблема взаимосвязи космических лучей и погоды на Земле.
5. Экологические проблемы, приборы контроля экологических параметров.
6. Грозовое электричество, проблема поиска причин возникновения электризации.
7. Встречные темы (например, поиск оптимальных путей организации измерений на вашей метеорологической станции).

	Стр.
Предисловие
Общие указания
Литература
Указания по разделам
Введение
1.Основные понятия метеорологических измерений. Классификация метеорологических измерительных приборов.
2. Измерение температуры
3.Измерение влажности воздуха
4.Измерение параметров ветра
6.Измерение атмосферного давления
7.Актинометрические измерения
7. Дистанционные метеорологические приборы
8. Основные принципы устройства цифровых измерительных приборов. Основы теории информации.
9. Метеорологические измерения экологических параметров
10. Информационно-измерительные метеорологические системы. Автоматические метеорологические станции.
11. Использование искусственных спутников Земли для метеорологических измерений
12. Передача метеорологической информации по каналам связи. Факсимильная аппаратура.
13. Перспективы развития метеорологической измерительной техники
Контрольная работа
Курсовые работы
Примерный перечень тем курсовых работ
Дипломные работы
Примерный перечень тем дипломных работ

Учебное издание

Редактор И. Г. Максимова.

ЛР № 203209 от 30.12.96.

Подписано в печать …….. Формат 60 90 1 / 16 Бумага кн.-жур. Печать офсетная.

Печ. л. …….. Уч.-изд. л. ……….. Тираж …….. Зак. ………..

195196, СПб, Малоохтинский пр. 98. РГГМУ.

Отпечатано ………….

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет заочного обучения

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по дисциплине

“МЕТОДЫ И СРЕДСТВА

ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ”

для высших учебных заведений

Направление подготовки 280400 – Прикладная гидрометеорология

Профиль подготовки – Прикладная метеорология

Квалификация (степень)

Бакалавр

Санкт–Петербург

Одобрено Ученым советом метеорологического факультета

Методические указания по дисциплине "Методы и средства гидрометеорологических измерений". Специальность – метеорология. – СПб.: Изд. РГГМУ, 2013. – 26 с.

Методические указания составлены в соответствии с программой дисциплины "Методы и средства гидрометеорологических измерений". Даются рекомендации по изучению дисциплины. Приводятся вопросы для самопроверки, рекомендуемая литература, контрольные работы.

Составитель: Н.О. Григоров, доц., РГГМУ.

Ответственный редактор А.Д. Кузнецов, проф., РГГМУ

Ó Российский государственный гидрометеорологический университет (РГГМУ), 2013.

П Р Е Д И С Л О В И Е

В настоящем курсе изучаются основные принципы устройства гидрометеорологических измерительных приборов и информационно-измерительных систем. Перед изучении курса студенты должны ознакомиться с программой, имеющейся на факультете.

Курс можно разделить на две части. В первой части описываются только методы измерений основных метеорологических параметров – температуры, относительной влажности, атмосферного давления, параметров ветра и актинометрических параметров. Во второй части курса студенты изучают метеорологические измерительные приборы, которые используются в настоящее время в России, знакомятся с измерением специальных метеорологических величин (высоты нижней границы облачности, метеорологической дальности видимости и т. д.) и информационно-измерительными метеорологическими системами – автоматическими станциями. В последнем разделе курса студенты получают сведения о перспективах развития метеорологической измерительной техники.

В ходе изучения курса студент обязан ознакомиться с литературой (см ниже) и выполнить контрольную работу, которая сдается в ФЗО перед сессией. Во время сессии на III курсе студенты слушают лекции, в которых излагаются основные теоретические сведения, выполняют лабораторные работы и сдают зачет. После этого сдается итоговый экзамен по всему курсу.

Студенты допускаются до экзамена только после выполнения всех лабораторных и контрольных работ и сдачи зачетов по обеим частям курса.

Студенты также выполняют курсовую работу по курсу «Методы и средства гидрометеорологических измерений». За курсовую работу ставится зачет с оценкой.

Студенты, обучавшиеся в гидрометеорологических техникумах и имевшие хорошие оценки по профилирующим предметам, могут быть освобождены от выполнения лабораторных работ в ходе сессии. Этот вопрос решается руководителем цикла индивидуально для каждого студента. Выполнение контрольной работы и сдача экзаменов обязательна для всех студентов.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

При изучении курса студентам рекомендуется добиваться полного понимания материала. Помните, что непонимание лишь одного уравнения, элемента схемы или смысла какой-либо физической величины приводит к непониманию работы всего прибора. Если это требуется, повторите соответствующие разделы физики, математики или электроники, которые являются базовыми науками для изучаемого курса.

Когда Вы выполняете контрольную работу, избегайте прямого списывания с учебников и учебных пособий. Описывайте материал своими словами. Пусть стиль Вашего изложения будет менее литературным. Излагайте, однако, свои мысли. Такая работа скорее будет зачтена, чем ксерокопии целых книжных разделов. Объем контрольной работы примерно составляет одну школьную тетрадь 12 – 18 листов. Допускается использование e-mail, если у Вас имеется такая возможность. Адрес, по которому можно присылать работы, сообщается преподавателем на установочной лекции.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Григоров Н.О., Саенко А.Г., Восканян К.Л. Методы и средства гидрометеорологических измерений. Метеорологические приборы. Учебник по курсу. РГГМУ, С-Пб, 2012. – 306 с.

2. Стернзат М.С. Метеорологические приборы и измерения. - Л.; Гидрометеоиздат, 1978, 392с.

3. Григоров Н.О., Симакина Т.Е. Задачник по дисциплине «Методы и средства гидрометеорологических измерений». Изд. РГГМУ, С-Пб, 2006. – 41с.

4. Григоров Н.О. Презентации лекций по курсу «Методы и средства гидрометеорологических измерений». http://gmi.rshu.ru

5. Григоров Н.О. Лекции-вебинары по курсу «Методы и средства гидрометеорологических измерений» (в записи). http://fzo.rshu.ru/ (раздел «Лекции онлайн).

Дополнительная

6. Качурин Л.Г. Методы метеорологических измерений. - Л.; Гидрометеоиздат, 1985, 456с.

7. Городецкий О.А., Гуральник И.И., Ларин В.В. Метеорология, методы и технические средства наблюдений. - Л.; Гидрометеоиздат, 1984, 327с.

8. Ямпольский В.С. Основы автоматики и электронно-вычислительной техники. – М.: Просвещение, 1991. – 223 с.

УКАЗАНИЯ ПО РАЗДЕЛАМ

Введение

Основное внимание следует обратить на изучение атмосферных параметров, подлежащих измерениям. Уясните для себя смысл всех метеорологических величин и обоснование необходимости их измерения. Обратите внимание на цели измерений. В зависимости от поставленных целей (предсказание погоды, обеспечение работы аэропорта и т.д.) изменяются требования к измерительным приборам. Желательно дополнить материалы, приведенные в книгах, сведениями из Вашего опыта работы в метеослужбе.

Л и т е р а т у р а

Предисловие, введение, краткая история метеорологических измерений.

Раздел 1.1.

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите основные метеорологические величины, подлежащие измерению на метеорологических станциях и постах.

2. Что такое цели измерения? Почему цель измерения определяет применяемые приборы?

3. Какие метеорологические параметры необходимо измерять для обеспечения посадки летательных аппаратов?

4. Для чего организована метеорологическая измерительная сеть?

5. Приведите примеры метеорологических измерительных приборов, которыми Вы пользуетесь в своей работе.

Часть 1. Методы измерения основных метеорологических параметров.

Основные понятия метеорологических измерений. Классификация

Измерения гидрометеорологических характеристик в ТЦ проводят контактными и дистанционными методами. Контактные измерения выполняют на береговых и островных гидрометеостанциях, на судах и платформах, на буйковых станциях. Дистанционные измерения выполняют на самолетах и метеорологических или специальных океанологических спутниках. Судовые измерения в ТЦ носят случайный характер и, как правило, выполняются на периферии ТЦ.[ ...]

Для измерения величины испарения используют расчетные методы, в основе которых лежит связь гидрометеорологических характеристик с суммарной величиной испарения, и приборы разной конструкции.[ ...]

По второму способу измерения течений проводятся с использованием длительной регистрации в нескольких репрезентативных точках створа и детальных эпизодических съемок течений по створу с семью-десятью вертикалями. По данным измерений, если их количество достаточно, строится зависимость измеренных по створу расходов воды от скорости в репрезентативных точках створа. Могут быть построены две или более зависимости, каждая из которых присуща определенной гидрометеорологической ситуации.[ ...]

Особую ценность получат ваши измерения, если параллельно будут выполнены гидрометеорологические измерения (см. ранее), а также гидробиологические (см. далее).[ ...]

Предусмотрено проведение также измерений, характеризующих состояние среды (мутность атмосферы, pH водной среды), наблюдение ряда гидрометеорологических величин, достаточных для интерпретации вопросов переноса, рассеивания и миграции загрязняющих веществ, солнечной радиации (включая ультрафиолетовое излучение).[ ...]

Значение [ ...]

На СПБУ "Астра" установлен комплекс гидрометеорологической аппаратуры для регистрации таких параметров, как скорость и направление ветра; температура воды и воздуха; соленость; относительная влажность; коротковолновая солнечная радиация; параметры волнения, течений, уровня моря; атмосферные осадки. Измерения производят в стандартные синоптические сроки в соответствии с нормативными требованиями.[ ...]

Каждый отбор пробы воды из потока должен быть дополнен измерением расхода по соответствующему профилю в момент отбора пробы. Поэтому целесообразно выбирать места для отбора проб, расположенные вблизи гидрометеорологического поста или водомерной рейки.[ ...]

Наблюдения за физическими характеристиками среды включают определения теплового баланса, измерения солнечной радиации, включая ультрафиолетовую радиацию, и гидрометеорологические наблюдения в объеме, необходимом для изучения баланса загрязняющих веществ и решения вопросов их переноса и миграции.[ ...]

Гигрометр является прибором, служащим для определения абсолютной или относительной влажности воздуха - наиболее существенной характеристики климата. На гидрометеорологических станциях часто применяют гигрометры, чувствительным элементом которого служит человеческий волос или органическая (животная) пленка. Они обладают свойством изменять длину в зависимости от содержания водяного пара в воздухе. Для автоматической непрерывной записи влажности воздуха используют самопишущие приборы - гигрографы. Для измерений атмосферных жидких и твердых осадков используют прибор осадкомер (дождемер). Он состоит из сосуда, в который собираются осадки, и приспособлений, предотвращающих выдувание из него осадков. Осадкомер устанавливают так, чтобы приемная поверхность сосуда (ведра) находилась на высоте 2 м над почвой. К прибору прилагается мерный стакан с делениями, по которым измеряют количество выпавших осадков (в мм), количество безапелляционных осадков определяют после того, как они растают.[ ...]

На территории СССР действует густая сеть метеорологических станций, которые ведут научные наблюдения за состоянием атмосферы и гидросферы. Метеорологическая станция - это постоянное или временное место с известными координатами, где производятся научные наблюдения и измерения. Они подразделяются на метеорологические, агрометеорологические, аэрологические, гидрометеорологические станции, а также на разряды - первый, второй и третий. Все станции имеют однотипную аппа-ратуру и ведут наблюдения в установленные сроки и по единой программе. С 1 января 1966 г. установлены основные климатологические сроки наблюдений на всех метеорологических станциях СССР по декретному московскому времени.[ ...]

Для исследования крупномасштабных пульсаций гидрофизических характеристик в океане обычно пользуются стандартной аппаратурой длительного действия, в частности потенциометрами ЭПП-09 с соответствующими датчиками температур и скоростей потоков, построенных для производства гидрометеорологических измерений на расстоянии.[ ...]

В нашей стране биосферные заповедники организованы в Белоруссии (Березинский заповедник), на Кавказе (Кавказский заповедник), в Туркмении (станция Репетек), в Киргизии (район озера Сары-Челек), на Дальнем Востоке (Сихотэ-Алинский заповедник) и в центральной части Европейской территории СССР (Центральночерноземный и Приокско-террасный заповедники). Комплексная программа наблюдений в биосферных заповедниках включает измерения загрязнений на фоновом уровне, изучение реакции биоты на эти загрязнения, а также необходимые сопутствующие гидрометеорологические наблюдения и является таким образом составной частью экологического мониторинга. Данная программа детально описана в п. 5.3.[ ...]

Поэтому одной из важнейших проблем при создании систем экологического мониторинга становится разработка мощной, эффективной, многоцелевой и многоаспектной информационной автоматизированной системы, источниками информации для которой становятся: картографирование, в том числе данные о географическом положении региона, функциональном использовании территорий; информация о структуре энергопроизводства и энергопотребления региона, источниках антропогенного загрязнения среды; данные, поступающие со стационарных постов экологического контроля, гидрометеорологических измерений; результаты пробоотборного анализа среды, аэрокосмического зондирования, медико-биологических и социальных исследований и др. Назначением такой системы является не только накопление и визуализация данных мониторинга, но и создание единого информационного пространства и предоставление широких возможностей системного анализа информации для эффективного управления качеством окружающей среды и обеспечения безопасности жизнедеятельности населения.

Метеорологические величины

Метеорологическими величинами являются:
температура, давление, влажность, скорость и направление ветра, количество осадков, высота нижней границы облаков, мощность (толщина) облачного слоя и.т.д.

Рассмотрим основные метеорологические величины, характеризующие состояние воздуха, атмосферных процессов и радиационного режима, уделяя особое внимание единицам, точности измерения и обработки.
Используя понятие о точности измерений как наименьшем значении, которое можно определить с уверенностью в правильности получаемых результатов. Основанием для такой уверенности служит оценка погрешностей.
Температура (t,T) является характеристикой теплового состояния тел. При метеорологических наблюдениях она выражается в градусах Цельсия (t°C). Для оценок термодинамического состояния системы используется термодинамическая температурная шкала Кельвина (T, K). Обе шкалы характеризуют эквивалентное изменение теплового состояния тел при изменении температуры на равное количество градусов, но имеют различные значения начала отсчета, соответствующие нулю шкалы. Переход от шкалы Цельсия к шкале Кельвина прост: T K=273,15+t°C. Следует различать используемые в метеорологии значения температуры, характеризующие тепловое состояния среды(температура воздуха, почвы, воды), и температуры, зависящей от дополнительных условий формирования теплового баланса резервуара термометра, например смоченного в психрометре, радиационно-эффективной; либо температуры, являющейся фиктивной и не измеряемой (виртуальная, потенциальная и т. п.).
В настоящее время в практической метеорологии при стандартных сетевых измерениях температура определяется с точностью до 0,1°C. Исключением является измерения температуры с помощью дистанционной метеорологической станции (ДМС) и регистрации термографом, где точность составляет 1°C.
Атмосферное давление (р). За единицу атмосферного давления принимается такое равномерно распределенное давление, при котором на единицу поверхности приходиться единица силы. Единицей давления является паскаль (Па). 1Па=1Н/м 2 .
Атмосферное давление удобнее выражать в гектопаскалях (гПа). Гектопаскаль эквивалентен миллибару,однако последний (как и миллиметр ртутного столба) является внесистемной единицей и в современной литературе не употребляется. Атмосферное давление определяется с точностью до 0,1гПа.
Влажность воздуха, характеризуется парциальным давлением водяного пара (e), выражается в тех же единицах, что и атмосферное давление с точностью до 0,1гПа. В этих же единицах выражается дефицит влажности.
Относительная влажность воздуха (f) - отношение фактической влажности насыщения при той же температуре. Вычисляется до целых процентов. Большей точности определения относительной влажности не могут обеспечить и ее прямые измерения с помощью гигрометров.
Абсолютная влажность воздуха (a), плотность водяного пара, выражается с точностью до 0,1 г/м 3 .
Удельная влажность (q) - массовая доля водяного пара - отношение плотности водяного пара p к плотности влажного воздуха r в этом же объеме. Отношение смеси (m) - отношение массы водяного пара к массе сухого воздуха в том же объеме. Удельная влажность и отношение смеси определяются с точностью до 0,0001.
Скорость ветра (u) измеряется с помощью анеморумбометра с точностью до 1м/с и до 0,1м/с с помощью ручных анемометров.
Направление ветра по анеморумбометру определяется в углах геодезического азимута с точностью до 5°. Направление ветра по флюгеру определяется с точностью до румба.
Осадки измеряются с точностью до 0,1 мм слоя воды.
Количество облаков - определяется в баллах с точностью до 1 балла, а в долях единицы - 0,1.
Метеорологическая дальность видимости оценивается в баллах или в километрах до (0,1 км).
Продолжительность солнечного сияния по гелиографу или иным самописцам определяется с точностью до 5 минут.
Время начала и конца атмосферных явлений фиксируется наблюдателем с точностью до целых минут.
Единицей измерения мгновенных значений радиационных потоков, т.е. их поверхностной плотности, является ватт на квадратный метр (Вт/м 2) . При актинометрических измерениях радиационные потоки определяются с точностью до 10Вт/м 2) . Часовая и суточная сумма радиационных потоков выражаются мегаджоулях на квадратный метр (МДж/м 2). Стандартные актинометрические измерения обеспечивают определение часовых и суточных потоков определяются с точностью до целых, а годовые - до десятков МДж/м 2 .
Для вычисления высоты Солнца над горизонтом h или зенитного расстояния Z время наблюдения фиксируется с точностью до 1 минуты. Высота, зенитное расстояние и часовой угол Солнца вычисляются или измеряются с точностью до 0,1° . Важно помнить, что азимут светила в актинометрии, как и астрономии, отсчитывается от максимальной точки стояния светила, то есть в Северном полушарии он отличается от геодезического на 180°, так как отсчитывается также по часовой стрелке, но от направления юга. Оптические характеристики атмосферы - коэффициент прозрачности, фактор мутности, оптическая толщина и оптическая плотность вычисляются с точностью до 0,01 .

По учебнику "Физическая метеорология"
Б.А. Семениченко

Министерство образования и науки Российской Федерации

«Российский государственный гидрометеорологический университет»

в г. Туапсе

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

дисциплины «Методы и средства гидрометеорологических измерений»

по направлению (специальности) 020602 «Метеорология»

Форма обучения очная Блок дисциплин ОПДФ

Туапсе

Рабочая программа составлена на основании ГОС ВПО и учебного плана Филиала РГГМУ в г. Туапсе специальности (направления) 020602 «Метеорология» на кафедре «Метеорологии и природопользования ».

Составители рабочей программы

Доцент, к. в.н. _________________

(должность, ученое звание, степень) (подпись) ()

Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Метеорологии и природопользования»

Протокол заседания № ___от «__»___ 20__ г.

Заведующий кафедрой

(подпись) ()

Согласовано с научно-методической комиссией

Председатель научно-методической комиссии

«___»________20__г. _________________

(подпись) ()

Выписка из ГОС ВПО по направлению подготовки дипломированного специалиста 020602 «Метеорология»:

2. Требования к уровню освоения дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен

знать:

Теорию метеорологических измерений и классификацию метеорологических измерительных приборов;

Методы и средства измерения метеовеличин и параметров атмосферы;

Оборудование и методы измерения параметров атмосферных процессов;

Приборы и методы измерений;

Дистанционные метеорологические приборы;

Основные принципы устройства цифровых измерительных приборов;

Информационно-измерительные метеорологические системы и автоматические метеорологические станции;

Методы средства передачи метеорологической информации по каналам связи;

Средства и методы, используемые с МСЗ для метеорологических измерений.

уметь:

Анализировать работу датчиков и чувствительных элементов приборов и устройств;

Рассматривать порядок прохождения сигнала (метеоинформации) от датчика до потребителя;

Оценивать тенденции развития метеоприборов;

Проводить сравнительный анализ датчиков, приборов и устройств;

Анализировать достоинства и недостатки методов измерения и средств измерения.

иметь навыки:

Готовить гидрометеорологические приборы к выполнению измерений;

Осуществлять (выполнять) измерения метеорологических элементов и параметров;

Обрабатывать и оформлять результаты измерений установленным порядком;

Оформлять учетно-отчетную документацию на соответствующие гидрометеорологические приборы и оборудование.

3. Распределение учебных занятий по семестрам и тематический план дисциплины

Таблица 1

Распределение видов и часов занятий по семестрам

Таблица 2

Тематический план изучения дисциплины

	Наименование разделов	Количество часов
Аудиторных	Самостоятельных (в том числе контроль СРС*
	Практ. (сем.) занятия	Лабораторные
Раздел I	«Метеорологические измерения»
	«Основы теории измерения. Классификация методов измерения»
	«Измерение температуры»
	«Измерение параметров ветра»
	«Измерение атмосферного давления»
	«Актинометрические измерения»
	«Осадки и испарения»
Раздел II
	«Измерение высоты нижней границы облаков»
	«Измерения дальности видимости в атмосфере»
	«Дистанционные измерения параметров ветра»
Раздел III
	«Принципы устройства цифровых измерительных приборов»
	«Передача метеорологической информации по каналам связи»
	«Структура и функционирование информационно-измерительных метеорологических систем»
	«Автоматизированные и автоматические метеорологические станции»
Раздел IV
	«Метеорологические измерения экологических параметров»
	«Гидрологические измерения»
	«Измерения в океанологии»
Раздел V
	«Применение искусственных спутников Земли для метеорологических измерений»
	«Формирование метеорологических изображений на борту МСЗ»
Раздел VI
	«Направление совершенствования метеорологических датчиков»
	«Лазерные методы гидрометеорологических измерений»
	«Перспективы совершенствования автоматических метеорологических станций (комплексов) и информационно-измерительных метеорологических систем»
Итого часов

4.1. Теоретический курс

Таблица 3

Теоретический курс

Раздел, тема учебной дисциплины, содержание темы		Количество часов
ЧЕТВЕРТЫЙ СЕМЕСТР Раздел I . «Метеорологические измерения» Тема 1. «Основы теории измерения. Классификация методов измерения» 1.1. Основные положения теории измерения 1.2. Классификация метеорологического измерения приборов Тема 2. «Измерение температуры» 2.1. Методы измерения температуры 2.2. Приборы и устройства измерения температуры Тема 3. «Измерение влажности» 3.1. Методы измерения влажности 3.2. Приборы и устройства измерения влажности Тема 4. «Измерение параметров ветра» 4.1. Методы и способы измерения параметров ветра, ротоанемометры. 4.2.Приборы и устройства измерения параметров ветра Тема 5. «Измерение атмосферного давления» 5.1. Физические принципы измерения атмосферного давления 5.2. Приборы измерения атмосферного давления Тема 6. «Актинометрические измерения» 6.1. Физические основы актинометрических измерений 6.2. Приборы для проведения актинометрических измерений Тема 7. «Осадки и испарения» 7.1. Классификация методов измерения осадков и испарений 7.2. Приборы и устройства измерения осадков Раздел II. «Дистанционные метеорологические измерения» Тема 8. «Измерение высоты нижней границы облаков» 8.1. Методы измерения высоты нижней границы облаков 8.2. Приборы и устройства измерения нижней границы облаков ПЯТЫЙ СЕМЕСТР Тема 9. «Измерения дальности видимости в атмосфере» 9.1. Методические основы способ измерения дальности видимости в атмосфере 9.2. Приборы измерения метеорологической оптической дальности 9.3. Импульсные фотометры трансмисометры ФИ-1, ФИ-2 Тема 10. «Дистанционные измерения параметров ветра» 10.1. Дистанционные анеморумбометры 10.2. Импульсно-фазовый метод измерения параметров ветра М-63 Раздел III. «Информационно-измерительные метеорологические системы» Тема 11. «Принципы устройства цифровых измерительных приборов» 11.1. Элементарная база цифровой электроники 11.2. Цифроаналоговые, аналого-цифровые преобразователи, микропроцессоры Тема 12. «Передача метеорологической информации по каналам связи» 12.1. Организация связи для передачи метеоинформации 12.2. Факсимильная аппаратура передачи метеоинформации Тема 13. «Структура и функционирование информационно-измерительных метеорологических систем» 13.1. Назначение, состав, решаемые задачи и работа типовой ИИМС 13.2. Специализация ИИМС для авиации (КРАМС, АМИСС) Тема 14. «Автоматизированные и автоматические метеорологические станции» 14.1. Структура и функционирование основных устройств АМС Раздел IV. «Гидрометеорологические измерения в смежных научно-производственных направлениях» Тема 15. «Метеорологические измерения экологических параметров» 15.1. Параметры важные для здоровья и жизни человека 15.2. Приборы и комплексы измерения экологических параметров Тема 16. «Гидрологические измерения» 16.1. Структура гидрологических измерений и их особенности 16.1.1 Структура основных гидрологических параметров 16.1.2. Основные особенности выполнения гидрологических измерений 16.1.3. Водно-технические изыскания для различных типов использования водоемов 16.2. Приборы, устройства и сооружения для проведения гидрологических измерений Тема 17. «Измерения в океанологии» 17.1. Структура океанологических измерений 17.1.1. Структура океанологических измерений и их особенности 17.1.2. Организация промерных работ и эхолотирование дна 17.2. Особенности устройства приборов применяемых в океанологии и специальные измерения 17.2.1. Особенности устройства специальных океанологических приборов 17.2.2. Организация разведки ледовой остановки, аэрокосмические съемки ШЕСТОЙ СЕМЕСТР Раздел V. «Гидрометеорологические измерения параметров атмосферы из космоса» Тема 18. «Применение искусственных спутников Земли для метеорологических измерений» 18.1. Метеорологические измерения выполняемые с МСЗ 18.2. Характеристика орбит МСЗ для метеоизмерений из космоса Тема 19. «Формирование метеорологических изображений на борту МСЗ» 19.1. Устройства формирования видеоизображения на борту МСЗ 19.2. Обработка метеорологической информации бортовыми системами МСЗ Раздел VI. «Перспективы развития метеорологической измерительной техники» 20.1. Тенденции совершенствования существующих датчиков метеовеличин. Техника и технология. 20.2. Интеллектуальные датчики метеорологических величин 20.3. Совершенствование обработки сигналов от датчиков метеовеличин Тема 21. «Лазерные методы гидрометеорологических измерений» 21.1. Физические принципы работы квантовых генераторов (лазеров) 21.2. Классификация лазеров и обособленности их применения для гидрометеорологических измерений 21.3. Комбинированное рассеивание света (КРС) при лазерном зондировании атмосферы 21.4. Метод КРС при измерении метеовеличин в атмосфере (прямая и обратная задача) Тема 22. «Перспективы совершенствования автоматических метеорологических станций (комплексов) и информационно-измерительных метеорологических систем» 22.1. Факторы определяющие необходимость совершенствования АМС (АМК) и ИИМС 22.2. Тенденции совершенствования структуры ИИМС 22.3. Новое поколение автоматических метеорологических станций и комплексов	Объем в часах
Ауди-торных
	Исследование терморезисторов	Раздел I Тема 2	Отчет и защита
	Исследование полупроводниковых термодатчиков	Раздел I Тема 2	Отчет и защита
	Исследование психрометра	Раздел I Тема 3	Отчет и защита
	Исследование анемометра МС-13 и АРИ-49	Раздел I Тема 4	Отчет и защита
	Исследование деформационного барометра	Раздел I Тема 5	Отчет и защита
	Исследование актинометрических приборов	Раздел I Тема 6	Отчет и защита
	Исследование осадкомеров и дисдрометров	Раздел I Тема 7	Отчет и защита
	Исследование прибора ИВО-1М	Раздел II Тема 8	Отчет и защита
	Исследование трансмиссометра ФИ-1, ФИ-3	Раздел II Тема 9	Отчет и защита
	Исследование анеморумбометра М-49 (М-63)	Раздел II Тема 10	Отчет и защита
	Исследование метеорологических цифровых приборов (термометры)	Раздел III Тема 11	Отчет и защита
	Исследование факсимильных методов передачи метеорологических карт	Раздел III Тема 12	Отчет и защита
	Исследование структуры и функционирования КРАМС (АМИС)	Раздел III Тема 13	Отчет и защита
	Исследование структуры и обмена информации АМС (АМК)	Раздел III Тема 14	Отчет и защита
	Приборы и устройства для экологических измерений	Раздел IV Тема 15	Отчет и защита
	Приборы и устройства для гидрологических измерений	Раздел IV Тема 16	Отчет и защита
	Приборы для океанических измерений	Раздел IV Тема 17	Отчет и защита
	Приборы для дистанционных метеорологических измерений из космоса	Раздел V Тема 18	Отчет и защита
	Устройство формирования видеоизображения	Раздел V Тема 19	Отчет и защита
	Устройство и работа современных метеорологических датчиков	Раздел VI Тема 20	Отчет и защита
	Устройство и физические принципы работы полупроводниковых лазеров в метеорологии	Раздел VI Тема 21	Отчет и защита
	Устройство и структурная схема АМС (АМК)	Раздел VI Тема 22	Отчет и защита

4.4. Курсовой проект (работа)

28. Анализ возможностей и особенности применения измерения нижней границы облаков оптическими световыми локаторами.

29. Анализ возможностей и особенности применения измерения нижней границы облаков лазерными приборами.

30. Анализ возможностей и особенности применения метеорологической дальности видимости (МДВ) поляризационными оптическими приборами.

31. Анализ возможностей и особенности применения метеорологической оптической дальности (МОД) трансмисометрами РДВ -3 и ФИ-1.

32. Анализ возможностей и особенности применения МОД трансмисометрами ФИ-2, «Пеленг-СФ».

33. Анализ возможностей и особенности применения метеорологической дальности видимости лазерными приборами прямого и обратного рассеивания.

34. Анализ возможностей и особенности применения полетной дальности видимости.

35. Анализ возможностей и особенности применения комплексных радиотехнических аэродромных метеорологических станций (КРАМС)

4.5. Самостоятельная работа студентов

Таблица 6

Программа самостоятельной работы студентов

Номера разделов и тем дис- циплины	(Вопросы согласно темы и задания по курсовой работе)	Сроки выполнения	Формы конт-роля	Объём, часов
	Изучение основной и дополнительной литературы в библиотеке, в сети интернет, оформление краткого реферата в электронном виде по теме курсовой работы.
	Работа над содержанием глав курсовой работы	В течение недели после тематической лекции	Контрольные задания, тест по теме
	Написание введения и заключения	В течение недели после тематической лекции	Контрольные задания, тест по теме
Раздел III	Оформление курсовой работы и подготовка к защите	В течение недели после тематической лекции	Контрольные задания, тест по теме

5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

Основная литература:

1. , Романова и установки для метеорологических измерений на аэродромах. Л.: Гидрометеоиздат, 1981г. 295 с.

2. , Брылев оборудование аэродромов и его эксплуатация. С-Пб.: Гидрометеоиздат, 2003г. 592с.

3. , Ларин, методы и технические средства наблюдений. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 327 с.

4. , Сторожук средства гидрометеорологической службы. СПб-2005г. 283с.

5. Качурин метеорологических измерений. Л.: Гидрометеоиздат, 1985г. 456 с.

6. Стернзат приборы и измерения. Л.: Гидрометеоиздат, 1978г. 490с.

Дополнительная литература:

1. Качурин измерения аэрофизических величин. М.: Высшая школа, 1967г. 490 с.

2. Ресурсы Интернет.

3. Справочник по гидрометеорологическим приборам и установкам. Л.: Гидрометеоиздат, 1971.

4. Фатеев метеорологических приборов. Л.: Гидрометеоиздат, 1975.

5. Янишевский наблюдений. Л.:Гидрометиздат, 1957.

По дисциплине «Методы и средства гидрометеорологических измерений» учебным планом предусмотрены следующие виды учебных занятий: лекции, практические (семинарские), лабораторные.

Лекции являются одним из основных методов обучения и должны решать следующие задачи:

· изложение важнейшего материала программы курса, освещающего основные моменты;

· формирование у студентов потребности к самостоятельной работе над учебной и научной литературой .

Методика чтения лекций зависит от этапа изучения предмета и уровня общей подготовки обучающихся, форма ее проведения - от характера темы и содержания материала.

Главной задачей каждой лекции является раскрытие сущности темы и анализ ее главных положений. Рекомендуется на первой лекции довести до внимания студентов структуру курса и его разделы, а в дальнейшем указывать начало каждого раздела, суть и его задачи, а, закончив изложение, подводить итог по этому разделу, чтобы связать его со следующим.

Практическое занятие - форма организации учебного процесса, направленная на закрепление теоретических знаний путем обсуждения первоисточников и решения конкретных задач.

Цели лабораторного практикума достигаются наилучшим образом в том случае, если выполнению эксперимента предшествует определенная подготовительная внеаудиторная работа. Поэтому преподаватель должен стимулировать целенаправленную домашнюю подготовку.

Перед началом очередного занятия преподаватель должен удостовериться в готовности студентов к выполнению лабораторной работы путем короткого собеседования и проверки наличия у студентов заготовленных протоколов проведения работы.

Кроме того, в сети интернет можно найти соответствующую информацию по многим темам курса. Недопустимо заниматься плагиатом. Студент должен собирать теоретическую и фактологическую информацию и применять ее к решению конкретной проблемы.

Главной целью семинаров является обсуждение наиболее сложных теоретических вопросов курса, их методологическая и методическая проработка. В связи с этим студент должен быть готов к коллективному обсуждению теоретических и методических вопросов курса, что достигается путем самостоятельного изучения пройденного материала.

Главной целью лабораторных работ является установление тесных взаимосвязей теоретического курса с практикой. При подготовке к выполнению лабораторных работ студент должен изучить теоретический материал по теме лабораторной работы и подготовить отчет по лабораторной работе.

6. Формы и методика текущего, промежуточного и итогового контроля

В соответствие с положением филиала РГГМУ в г. Туапсе «О модульной системе обучения», утвержденной ученым советом филиала 3 июля 2007 г., протокол № 15.

Видимость наряду с высотой облаков является тем важнейшим элементом, по которому устанавливается минимум метеоусловий, позволяющих производить взлет и посадку, ориентировку экипажа в полете и выполнение специальных работ авиаций. Если видимость во время полета хорошая, летчик легко ориентируется в воздухе, видит все препятствия, поэтому нет опасности столкновения с ними. Полет при плохой видимости значительно усложняется, так как летчик вынужден пилотировать самолет только по приборам..

Видимость в атмосфере представляет собой сложное психофизическое явление, обусловленное, главным образом, ослаблением светового потока частицами воздуха, а также жидкими и твердыми частицами, находящимися в атмосфере во взвешенном состоянии.

Ослабление светового потока в атмосфере характеризуется коэффициентом ослабления.

Видимость в атмосфере определяется не только коэффициентом ослабления, но также индивидуальной способностью восприятия и интерпретации, характеристиками источника света.

Международной комиссией по освещению (МКО) и Международной электротехнической комиссией (МЭК) установлены и рекомендованы четыре следующих фотометрических параметра:

• а) световой поток (p) - величина, получаемая на основе потока излучения путем оценки этого излучения в соответствии с его воздействием на стандартного фотометрического наблюдателя, который определен Международной светотехнической комиссией (МСК);
• б) сила света (интенсивность света) (i)- световой поток, приходящийся на единицу телесного угла;
• в) яркость (фотометрическая яркость) (x) - сила света, приходящаяся на единицу площади освещаемой поверхности в заданном направлении
• г) освещенность (E) - световой поток, приходящийся на единицу площади;

Понятие «видимость» широко применяется в метеорологии в двух совершенно определенных значениях. Во-первых, это одна из метеовеличин, характеризующая воздушные массы (арктическую, полярную, тропическую) и используемая в синоптической метеорологии и климатологии. В этом случае видимость является показателем оптического состояния атмосферы. Во вторых, это оперативный параметр, соответствующий определенным критериям или специальным применениям. В этом случае видимость выражается в виде расстояния, на котором видны конкретные маркеры или огни.

Мера видимости, используемая в метеорологии, в том числе и при метеорологическом обеспечении авиации, должна быть свободна от влияния не метеорологических условий и связана с субъективными представлениями о видимости и расстоянием, на котором обычные объекты могут наблюдаться и распознаваться.

Существуют следующие характеристики, определяющие дальность видимости:

метеорологическая дальность видимости (МДВ), метеорологическая оптическая дальность (МОД), дальность видимости на взлетной посадочной полосе ВПП.

Термин «дальность видимости на ВПП» во вех документах определяется одинаково: «Дальность видимости на ВПП». Расстояние в пределах которого пилот воздушного судна, находящегося на осевой линии ВПП, может видеть маркировочные знаки на поверхности ВПП или огни, которые ограничивает ВПП или обозначают ее осевую линию»

Дальность видимости объектов может изменяться в широких пределах: от нескольких метров в сильном тумане или в метели до нескольких десятков километров в прозрачном воздухе, пришедшем из Арктики..

Метеорологическая дальность видимости (МДВ) - наибольшее расстояние, с которого можно обнаружить днем на фоне неба или дымки черный объект размером более 15 угловых минут, ночью - опознать световые ориентиры, МДВ измеряется в м и км.

Видимость различных объектов зависит от целого ряда факторов, основными из которых являются:

• - размеры, форма и цвет наблюдаемого объекта;
• - цвет и яркость фона, на котором проецируется объект. Если цвет и яркость фона и объекта совпадают, объект не будет виден. Чем более контрастно различаются их цвета, тем лучше виден объект;
• - освещенность предмета и фона. При хорошей освещенности предмет будет виден лучше, чем при плохой;
• - выпуклость поверхности Земли и наличие естественных и искусственных препятствий ограничивают видимость предметов, их влияние существенно зависит от высот предмета и полета над поверхностью Земли;
• - свойства глаз наблюдателя, их чувствительность к восприятию контраста цветов, острота зрения и др.;
• - прозрачность атмосферы - степень ее замутненности, наличие в ней пыли, дыма и мельчайших взвешенных капелек воды (осадков).

Видимость определяется как на земле, так и с самолетов.

Обеспечение полетов современной скоростной авиации особенно на малых высотах и при снижении на посадку, требует определения горизонтальной, наклонной и вертикальной дальностей видимости.

Горизонтальная дальность видимости (ГДВ) - это видимость в горизонтальном направлении. Она может определяться как у поверхности земли, так и на высоте полета.

Наклонная дальность видимости - это видимость земных предметов с высоты полета в наклонной плоскости под некоторым углом к горизонту.

Вертикальная дальность видимости - это видимость в вертикальном направлении. Она зависит в основном от тех же факторов, что и ГДВ, но, кроме того, и от наличия облачности и слоев с ухудшенной видимостью под инверсиями.

Различные явления погоды (туман, осадки, пыльные бури, метели и др.) ухудшают горизонтальную, наклонную и вертикальную дальности видимости не в одинаковой степени. Так, сквозь тонкие облака и тонкий слои тумана сверху (в вертикальном направлении) могут хорошо просматриваться земные ориентиры. В то же время наклонная, а тем более горизонтальная дальность видимости в этом случае будет невелика. В прозрачном воздухе ГДВ будет меньше наклонной, так как на последнюю меньше влияют выпуклость земной поверхности и высота искусственных и естественных препятствий.

При наблюдении за мелкими объектами с малой высоты полета вертикальная видимость будет больше наклонной из-за малых угловых размеров объектов. Так, при высоте полета 8 - 10 км угловые размеры таких объектов, как железные и шоссейные дороги, здания, мосты, реки и небольшие населенные пункты, настолько малы, что их можно различить при ясной погоде, только пролетая над ними. Если же эти объекты оказываются в стороне от траектории полета, то они не видны. Такая ограниченная видимость объектов (ориентиров) затрудняет ориентировку при полете на малой высоте даже в ясную погоду.

Для решения ряда практических задач по метеорологическому обеспечению полетов ГДВ на аэродроме определяется инструментально или визуально по выбранным ориентирам (огням).

Известно, что результаты визуальных методов определения МДВ зависят от субъективных данных каждого наблюдателя и являются в связи с этим неточными, особенно ночью, когда нет достаточного количества ориентиров.

Более точными и не зависящими от субъективных данных наблюдателя являются инструментальные измерения видимости .