Чтение онлайн

В отечественную метеорологию шкала введена с 1 января 1870 г. директором Главной физической обсерватории (ГФО) Г.И. Вильдом, отмечавшим: «Может показаться поразительным, что до сих пор в науке остается нерешенным вопрос, что надо разуметь под температурой воздуха, тогда как этот вопрос является основным для метеорологии». В итоге многолетних исследований Вильд установил, что для надежного определения действительной температуры воздуха необходимо выполнить три условия: 1) защитить термометры от солнечной радиации; 2) создать вентиляцию у резервуаров термометров; 3) установить термометры на такой высоте, чтобы исключить влияние земной поверхности. Окончательное решение, принятое в инструкции 1889 г., гласило: «Термометр, установленный в цинковой клетке деревянной будки (будке Вильда или русской будке) на высоте 2 м над поверхностью почвы, после двухминутного вентилирования потоком воздуха скоростью 2– 2,5 м/сек, дает истинную температуру воздуха».

2. Атмосферное давление – сила, действующая на единицу площади. Измеряется высотой ртутного столба, уравновешивающего давление атмосферы. Выражается в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). Нормальным (стандартным) атмосферным давлением считают вес столба ртути высотой 760 мм с основанием 1 кв. см. В единицах силы – миллибарах, которыми также пользуются метеорологи, такому давлению соответствует 1013,2 миллибар. В Петербурге зафиксированы колебания от 730 мм (сентябрь 1948 г.) до 790 мм (ноябрь 1941 г.). Величина атмосферного давления вызывает в наше время сугубый интерес в связи с всеобщей озабоченностью состоянием здоровья каждого индивида и человечества в целом. Не уместно ли вспомнить «Золотого теленка»? – «Вы знаете, Зося, – сказал великий комбинатор, – на каждого человека, даже партийного, давит атмосферный столб весом в двести четырнадцать кило. Вы этого не замечали?..»

Атмосферное давление измеряется барометрами. Изобрел этот прибор Торричелли в 1643 г. В России с 1835 г. использовался барометр конструкции А.Я. Купфера, основателя и первого директора ГФО. В 1870—1882 гг. этот барометр был усовершенствован Вильдом, заново построен, сравнен с другими приборами, в том числе и заграничными, доведен до высокой точности. Установленные в ГФО барометры Купфера Вильда получили титул «нормальных», служили эталонами в течение столетия, до 1977 г.

3. Ветер – движение воздуха относительно земной поверхности.

3.1. Направление ветра – указание точки горизонта, откуда дует ветер. В наземных метеорологических измерениях направление дается по странам света с делением горизонта на 8 или 16 частей (румбов) или в градусах, ведя отсчет от севера по часовой стрелке. Так, ветер северного направления обозначается «с» и 0 градусов, северо-восточного – «св» и 45 градусов, южного – «ю» и 180 градусов, западного – «з» и 270 градусов, северо-западного – «сз» и 315 градусов. В Петербурге, морском городе, часто приходится встречаться с указаниями направлений течения воды. Необходимо знать, что они отсчитываются от точки, куда стремится поток. Так, невские воды продолжают свое движение в Невской губе и далее к Финскому заливу, то есть течение имеет в ординарных условиях западное направление, от города. А западный ветер направлен к городу.

3.2. Скорость ветра – скорость движения воздуха относительно земной поверхности. Измеряется длиной, пройденной частицей воздуха за единицу времени: в метрах в секунду, иногда в километрах в час.

Направление и скорость ветра измеряются по флюгеру, который состоит из укрепленных на столбе высотой 8-10 м указателя сторон света и доски весом 800 граммов, отклоняющейся силой ветра вдоль металлической дуги со штифтами. Каждому штифту соответствует определенная скорость. Принцип флюгера известен с древности, но в метеорологическую практику России этот прибор внедрен Вильдом в 1869—1871 гг. и в почти неизменном виде используется до сих пор. Генрих Иванович не довольствовался флюгером и изобрел механический прибор для измерения скорости ветра – анемометр, в котором движение воздуха воспринималось четырьмя вращающимися полушариями («чашками») и счетчиком числа оборотов. Испытания анемометра проводились летом 1871 г. на Варшавской железной дороге при безветренной погоде. Чашки были установлены на тендере паровоза, скорость которого регулировалась в пределах 15—45 км/час. У каждого верстового столба отмечалось время и число оборотов чашек. После таких испытаний и поверок анемометр использовался в практической работе. Приборы для измерения скорости и направления ветра постоянно совершенствовались и наряду с традиционными флюгерами применяются и в настоящее время. Наиболее распространены электрические анемометры, фиксирующие направление, осредненную скорость ветра и его максимальные порывы.

4. Влажность воздуха – содержание водяного пара в воздухе. Абсолютная влажность – количество водяного пара в единице объема, измеряемое в граммах на 1 кубический сантиметр. Относительная влажность – отношение количества водяного пара, содержащегося в воздухе, к его количеству при полном насыщении. Практически используется и непосредственно воспринимается именно относительная влажность, выражаемая в процентах. Влажность воздуха измеряется косвенно: через температурные измерения, как разность показаний обычного («сухого») термометра, показывающего температуру окружающего воздуха, и показания «смоченного» термометра, с поверхности которого происходит испарение. По измеренным значениям температур с помощью специальных таблиц находят абсолютную и относительную влажность. Существуют также гигрометры – приборы, непосредственно измеряющие влажность с помощью обезжиренного волоса, изменяющего длину при изменении относительной влажности. Измерение влажности воздуха считается в метеорологии едва ли не самой сложной процедурой.

Четырьмя перечисленными метеорологическими элементами исчерпываются сведения о текущей «мгновенной» погоде, сообщаемые нам средствами массовой информации (СМИ). Журналисты и комментаторы получают эти сведения из гидрометеоцентров, обсерваторий, управлений гидрометеослужбы. А туда они поступают по линиям связи с гидрометеорологических станций, где их наблюдали, измеряли, записывали и передавали каждые 3-6 часов, но не реже 2 раз в сутки. Сеть гидрометеорологических станций – источник наших знаний об атмосфере, основа службы погоды, главный субъект гидрометеорологии. Большинство станций возникали постепенно, в какой-то степени даже стихийно, их создатели остались неизвестными. Вокруг уже существовавших поселений администраторы, строители, купцы, энтузиасты-краеведы и другие заинтересованные любознательные люди выбирали участки, удобные для наблюдений за погодой и характеризующие метеорологические условия данной местности. Вначале наблюдения были визуальными, чисто описательными, но постепенно оснащались приборами и оборудованием. Ряд станций создавались планомерно, особенно во вновь осваиваемых районах – в Арктике, Сибири, Средней Азии. Все станции образовали государственную гидрометеорологическую сеть, методическое и научное руководство которой осуществляли вначале отдельные ученые, а затем специальные учреждения, такие как Главная физическая (геофизическая) обсерватория, региональные обсерватории, местные управления гидрометеорологической службы. Каждая гидрометеорологическая станция представляет собой, по существу, своеобразную физическую лабораторию под открытым небом. История каждой станции органически связана с историей своего региона и является частью его материального и культурного достояния.

Гидрометеорологическая сеть России насчитывает в настоящее время более 3000 станций, из них около 500 расположены на Северо-Западе, в том числе примерно несколько десятков в Ленинградской области. Наблюдают погоду и в самом Петербурге. Главная станция находится на Песочной набережной Малой Невки. Она перенесена сюда в 1933 г. с приустьевой части Васильевского острова, где действовала с 1834 г. как Нормальная обсерватория при Горном институте, затем с 1863 г. в составе Главной физической обсерватории.

Эту городскую гидрометеорологическую станцию можно с полным основанием отнести к петербургским достопримечательностям. В черте города в разное время работали, а некоторые действуют и сейчас, другие станции наблюдений за погодой: в парке Лесотехнической академии, в Морском порту, в аэропорту «Пулково», вблизи железнодорожной станции Фарфоровская, на Охте при Гидрометеорологическом университете. В окрестностях Петербурга – в Ломоносове, Кронштадте, Лисьем Носу, Сестрорецке – также находятся гидрометеорологические станции. Жаль только, что городские и пригородные станции так или иначе испытывают антропогенную нагрузку, которая искажает истинные условия погоды. Впрочем, такое положение открывает возможности для проведения различных методических работ по учету влияния города на погоду.

Метеорологическая станция занимает обычно открытый ровный участок площадью около одной тысячи квадратных метров (около 10 соток), на котором размещается основное оборудование: флюгер, будка с термометрами, измерители солнечной радиации, осадков, испарения, температуры почвы. Вблизи располагается здание станции, где установлены барометр, различные регистрирующие и передающие устройства, а также помещение для наблюдателей. Кроме упомянутых метеорологических элементов (температуры, давления, ветра и влажности), на станциях измеряют и наблюдают облачность, количество выпавших осадков, видимость, испарение, температуру почвы, особые погодные явления: туманы, дымку, гололед, изморози. На некоторых станциях измеряют солнечную радиацию, для чего используется специальная аппаратура. Станции у берегов рек, озер, морей по праву именуются гидрометеорологическими, поскольку наблюдают за колебаниями уровня воды, волнами, температурой воды, льдом и другими элементами и явлениями на этих водных объектах. Имеются станции аэрологические, исследующие верхние слои атмосферы; агрометеорологические, обслуживающие сельское хозяйство. Есть болотные, санаторно-курортные, дорожные станции. В определенных квадратах Мирового океана несут вахту корабли погоды, обеспечивающие безопасность мореплавания и межконтинентальной авиации. Но главное – их информация по настоящему бесценна, ибо на трех четвертях планеты Земля, покрытых водой, нет постоянной гидрометеорологической сети. Наконец, вот уже почти полвека за погодой следят из космоса метеорологические спутники.

Скажем и о других метеорологических элементах.

Облачность – степень покрытия неба облаками, очень важный показатель погоды, иногда единственный, по которому мы оцениваем метеорологические условия (пасмурно, облачно, переменно, ясно). Состоят облака из взвешенных капель воды или кристаллов льда, образовавшихся в результате преобразований в атмосфере водяного пара. Облачность также предвестник будущей погоды и используется как местный признак состояния атмосферы. Вследствие важности этого метеорологического элемента, еще в начале XIX в. принята международная классификация облаков. До сих пор основной способ наблюдений за облачностью на большинстве станций – визуальный. Оценивается по 10-балльной шкале: 0-2 балла – ясно, 3-7 баллов – полуясно, 8-10 баллов – пасмурно. Обычно дается двойная оценка облачности: общая (учитываются все облака на небосводе) и только нижняя облачность.