Судовые гидро метеорологические приборы

Прогноз погоды составляется как на основе судовых приборов, так и информации, поступающей от береговых метеорологических служб.

Основным элементом прогноза погоды является атмосферное давление. Нормальное атмосферное давление – это масса столбика ртути высотой 760 мм на площади 1 см2. Для измерения давления в судовых условиях используют барометр-анероид и барограф (рис. 1).

Барограф — это прибор, который непрерывно записывает атмосферное давление на специальную бумажную ленту барограмм. Это позволяет судить об изменении атмосферного давления во времени и делать соответствующие прогнозы.

Рис. 1 Приборы для измерения атмосферного давления: барометр-анероид и барограф

Для измерения скорости и направления истинного ветра используют анемометр, секундомер и круг КМО (рис. 2).

Рис. 2 прибора для определения скорости и направления ветра: 1 — круг КМО, анемометр и секундомер 2 — автоматическая метеостанция

Анемометр используется для измерения средней скорости ветра за определенный период времени. Анемометр имеет три циферблата: большой, разделенный на сотни, который дает единицы и десятки делений, и два маленьких — для счета сотен и тысяч делений. Перед определением скорости ветра необходимо записать показания весов. Затем встать на верхний мостик с наветренной стороны в месте, где ветровой поток не искажается корабельными конструкциями. Держите анемометр на расстоянии вытянутой руки и включите его одновременно с секундомером. Через 100 секунд выключите анемометр и запишите еще одно показание. Найдите разницу между показаниями и разделите на 100. Результатом будет скорость ветра, измеренная в метрах в секунду (м/с).

Если судно движется, измеряют кажущееся (наблюдаемое) направление и скорость ветра, т е результирующие скорости истинного ветра и корабля. При определении кажущегося направления ветра помните, что ветер всегда «дует в компас».

Для определения истинного направления и скорости ветра на движущемся корабле используется круг СМО (Севастопольская морская обсерватория). Процедура расчета приведена на обратной стороне круга.

На современных судах устанавливаются автоматические метеостанции. К верхнему мостику прикреплена измерительная аппаратура, на мостике выведены индикаторы, показывающие направление и скорость истинного ветра в данный момент.

Для измерения влажности на судах применяют аспирационный психрометр (рис. 3), который состоит из двух термометров, вставленных в металлический никелированный каркас, поверх которого навинчен аспиратор (вентилятор). При включении аспиратора воздух всасывается снизу через двойные трубки, защищающие резервуары термометров. Воздух обтекает емкости термометров и сообщает им температуру. Правый бак обматывается батистом, который смачивается пипеткой за 4 минуты до запуска вентилятора. Проведены замеры крыла мостика с наветренной стороны. Показания сначала снимают сухим термометром, затем мокрым.

Влажность характеризуется содержанием водяного пара в воздухе. Количество водяного пара в граммах на кубический метр влажного воздуха называется абсолютной влажностью.

Относительная влажность – это отношение количества водяного пара в воздухе к количеству пара, необходимого для насыщения воздуха при данной температуре, выраженное в процентах. При понижении температуры относительная влажность увеличивается, при повышении температуры – уменьшается.

При охлаждении воздуха, содержащего водяной пар, до определенной температуры он будет настолько насыщен водяным паром, что дальнейшее охлаждение вызовет конденсацию, т е образование влаги, или сублимацию — непосредственное образование кристаллов льда из водяного пара. Температура, при которой водяной пар в воздухе достигает насыщения, называется точкой росы.

Для измерения температуры атмосферного воздуха используют термометр (рис. 4).

Рис. 3 Психрометр аспирационный

Рис. 4 Прибор для измерения температуры воздуха

Чтение факсимильных карт

Сведения о погоде и состоянии моря, необходимые для решения вопроса о выборе курса или проведении работ на море, могут быть получены в виде факсимильных передач различных карт. Этот вид гидрометеорологической информации является наиболее информативным. Он характеризуется большим разнообразием, эффективностью и наглядностью.

В настоящее время областные гидрометеорологические центры собирают и транслируют большое количество различных карт. Ниже приведен список карт, наиболее часто используемых для целей навигации:

• анализ погоды на поверхности. Карта составлена ​​на основе приземных метеорологических наблюдений в ключевые моменты времени;
• прогноз погоды на поверхности. Отображает ожидаемую погоду в указанном районе через 12, 24, 36 и 48 часов;
• краткосрочное предупреждение о поверхности. Приведено предполагаемое положение барической системы (циклонов, антициклонов, фронтов) в приземном слое на ближайшие 3-5 суток;
• анализ волнового поля. На этой карте дана характеристика волнового поля в районе — направление распространения волн, их высота и период;
• предупреждение волнового поля. Отображает прогнозируемое волновое поле на 24 и 48 часов — направление волн и высоту преобладающих волн;
• карта ледовой обстановки. Показана ледовая обстановка в заданном районе (сплоченность, кромка, полыньи и другие характеристики) и расположение айсбергов.

Карты анализа поверхности содержат фактические данные о погоде в нижних слоях атмосферы. Барическое поле на этих картах представлено изобарами на уровне моря. Основные карты поверхности для 00:00, 06:00, 12:00 и 05:00 по Гринвичу.

Карты-прогнозы — это карты ожидаемой синоптической обстановки (12, 24, 36, 48, 72 часа). На прогностических картах поверхности указывают расчетные положения центров циклонов и антициклонов, фронтовых участков, барических полей.

При чтении факсимильных гидрометеорологических карт штурман получает исходную информацию из заголовка карты. Заголовок карточки содержит следующую информацию:

• короткий тип;
• географическая область, охваченная картой;
• позывной гидрометеостанции;
• дата и время публикации;
• дополнительная информация.

Тип и район на карте характеризуют первые четыре знака, первые два характеризуют тип, а следующие два характеризуют район на карте. Например:

• ASAS — поверхностный анализ (AS — analysis surface) для азиатской части (AS — Asia);
• FWPN — прогноз волнения (FW — прогноз волны) для северной части Тихого океана (PN — Pacific North).

Общие сокращения перечислены ниже:

• Карта для анализа гидрометеорологических условий.
  • AS — поверхностный анализ (Surface analysis);
  • AU — Верхний анализ для разных высот (давление);
  • AW — анализ волн/ветров (Wave/wind analysis);
• Прогностические карты (на 12, 24, 48 и 72 часа).
  • FS — приземный прогноз (Surface Forecast)
  • FU — верхний прогноз для разных высот (давления).
  • FW — прогноз ветра/волн (Wave/Wind Forecast).
• Специальная карта.
  • ST — ледовая тревога (ледовая обстановка);
  • WT — прогноз тропических циклонов (Tropical Cyclone Forecast);
  • СО – карта температуры поверхностных вод моря);
  • SO — карта поверхностных течений (Sea Surface Current).
• Следующие сокращения обычно используются для обозначения области, охватываемой картой:
  • AS — Азия (Азия);
  • AE — Юго-Восточная Азия
  • PN — северная часть Тихого океана (тихоокеанский север);
  • JP – Япония (Япония);
  • WX — экваториальный пояс (зона экватора) и т.д.

За четырьмя буквенными символами могут следовать 1-2 цифровых символа, указывающих на тип карты, например, FSAS24 — анализ поверхности за 24 часа или AUAS70 — анализ над землей при давлении 700 гПа.

За типом карты и районом следуют позывные радиостанции, передающей карту (например, JMH — Японское метеорологическое и гидрографическое агентство). Вторая строка в заголовке указывает дату и время составления карты. Дата и время указаны по среднему времени по Гринвичу или всемирному координированному времени. Аббревиатуры Z (ZULU) и UTC (Universal Coordinated Time) используются для обозначения данного времени соответственно, например 240600Z JUN 2007 — 24.06.07, 06.00 GMT.

В третьей и четвертой строках заголовка расшифровывается тип карты и дается дополнительная информация (рис. 5).

Барический рельеф на факсимильных картах изображают изобарами — линиями постоянного давления. На японских картах погоды изобары проведены через 4 гектопаскаля для давления, кратного 4 (например, 988, 992, 996 гПа). Жирной линией проведена каждая пятая изобара, т.е кратная 20 гПа (980, 1000, 1020 гПа). На таких изобарах обычно (но не всегда) отмечается давление. При необходимости проводят также промежуточные изобары в 2 гектопаскаля. Такие изобары рисуются пунктирной линией.

Барические образования на карте погоды Японии представлены циклонами и антициклонами. Циклоны обозначаются буквой L (Низкий), антициклоны — буквой Н (Высокий). Центр барического образования отмечен знаком «х». Рядом находится давление в центре. Стрелка рядом с барическим образованием указывает направление и скорость его движения.

Рис. 5 Карта анализа приземной погоды для азиатского региона

Существуют следующие способы указания скорости движения барических образований:

• ПОЧТИ СТНР — почти стационарный (почти стационарный) — скорость формирования напора менее 5 узлов;
• SLW — slow (медленный) — скорость формирования напора от 5 до 10 узлов;
• 10 кт – скорость барообразования в узлах с точностью до 5 узлов; Для самых глубоких циклонов предусмотрены текстовые комментарии с указанием характеристик циклона, давления в центре, координат центра, направления и скорости движения, максимальной скорости ветра, а также зоны ветра со скоростями выше 30 и 50 узлы.

Пример циклонного комментария:

• РАЗВИТИЕ НИЗКОЕ 992 гПа 56,2 с.ш. 142,6 в.д. ССВ 06 УЗ МАКС.

где:

• РАЗВИВАЮЩИЙСЯ ПОТОК — развивающийся циклон. Также может развиться LOW — развитый циклон;
  • давление в центре циклона — 992 гПа;
  • координаты центра циклона: широта 56,2° с.ш., долгота 142,6° в.д;
  • циклон движется на северо-северо-восток со скоростью 6 узлов;
  • максимальная скорость ветра вблизи центра циклона 55 узлов.

В развитии тропического циклона выделяют 4 основных этапа:

• ТД — Тропическая депрессия — область пониженного давления (циклон) со скоростью ветра до 17 м/с (33 узла, 7 по шкале Бофорта) с ярко выраженным центром;
• ТС — тропический шторм (Тропический шторм) — тропический циклон со скоростью ветра 17-23 м/с (34-47 узлов, 8-9 баллов по шкале Бофорта);
• СТС — тяжелый (серьезный) тропический шторм (Severe Tropical Storm) — тропический циклон со скоростью ветра 24-32 м/с (48-63 узла, 10-11 баллов по шкале Бофорта);
• Т — Тайфун (Тайфун) — тропический циклон со скоростью ветра более 32,7 м/с (64 узла, 12 баллов по шкале Бофорта).

Направление и скорость тропического циклона указаны в виде вероятного сектора движения и кругов с вероятным положением через 12 и 24 часа. Со стадии TS (тропический шторм) тропическому циклону на картах погоды дается текстовый комментарий, а со стадии STS (сильный тропический шторм) тропическому циклону присваивается номер и имя.

Пример комментария к тропическому циклону:

• T 0408 TINGTING (0408) 942 гПа 26.2N 142.6E PSN НА СЕВЕР 13 УЗ МАКС. ВЕТЕР 75 УЗ БЛИЖЕ К ЦЕНТРУ ОЖИДАЕМЫЙ МАКС. НМ ВТОРОЕ МЕСТО.

Т (тайфун) – стадия развития тропического циклона;

• 0408 — национальный номер;
• название тайфуна TINGTING;
• (0408) — международный номер (восьмой циклон 2004 г);
• давление в центре 942 гПа;
• координаты центра циклона 56,2° с ш. 6° в д. Координаты зафиксированы с точностью до 30 морских миль (PSN GOOD).

Для обозначения точности определения координат центра циклона используются следующие обозначения:

• PSN GOOD — точность до 30 морских миль;
• PSN FAIR — точность 30-60 морских миль;
• PSN POOR — точность ниже 60 морских миль;
• двигаться НА СЕВЕР со скоростью 13 узлов;
• максимальная скорость ветра 75 узлов вблизи центра;
• ожидаемая максимальная скорость ветра 85 узлов в ближайшие 24 часа.

Карты погоды также указывают на навигационные опасности в виде гидрометеорологических предупреждений. Виды гидрометеорологических предупреждений:

• [W] — предупреждение о ветре (Warning) скоростью до 17 м/с (33 узла, 7 баллов по шкале Бофорта);
• [GW] — предупреждение о сильном ветре (Gale Warning) со скоростью 17-23 м/с (34-47 узлов, 8-9 баллов по шкале Бофорта);
• [SW] — предупреждение о штормовом ветре (Storm Warning) скоростью 24-32 м/с (48-63 узла, 10-11 баллов по шкале Бофорта);
• [TW] — Предупреждение о тайфуне со скоростью более 32 м/с (более 63 узлов, 12 баллов по шкале Бофорта).
• FOG [W] — Предупреждение о сильном тумане (FOG Warning) при видимости менее 4 миль. Границы зоны предупреждения обозначены волнистой линией. Если область оповещения небольшая, ее границы не указываются. В этом случае область считается занятой прямоугольником, ограниченным предупреждающей этикеткой.

Использование гидрометеорологических данных на картах погоды осуществляется по определенной схеме, с условными знаками и цифрами, по окружности обозначающими местонахождение гидрометеорологической станции или судна.

Пример информации с гидрометеостанции на карте погоды:

Информация гидрометеостанции

В центре кружком изображена гидрометеорологическая станция. Затенение круга показывает общее количество облаков (N):

• dd — направление ветра, указанное стрелкой, идущей к центру станционного круга со стороны, откуда дует ветер.

Приметы и значение облаков

ff — скорость ветра, изображаемая оперением стрелки следующими обозначениями:

• маленькое перышко соответствует скорости ветра 2,5 м/с;
• большое перо соответствует скорости ветра 5 м/с;
• треугольник соответствует скорости ветра 25 м/с.

Скорость ветра

При отсутствии ветра (тишье) символ станции отображается в виде двойного круга.

ВВ — горизонтальная видимость, обозначаемая кодовым номером по следующей таблице:

• PPP — атмосферное давление в десятых долях гектопаскаля. Цифры для тысяч и сотен гектопаскалей опущены. Например, давление 987,4 гПа отображается как 874, а 1018,7 гПа — как 187. Символ «xxx» означает, что давление не измерялось.
• ТТ – температура воздуха в градусах. Знак «хх» означает, что температура не измерялась.
• Nh – количество облаков нижнего яруса (CL), а при их отсутствии – количество облаков среднего яруса (CM), в баллах.
• CL, CM, CH – формы нижнего (низкого), среднего (среднего) и верхнего (высокого) слоев соответственно.
• pp — величина тренда давления за последние 3 часа, выраженная в десятых долях гектопаскаля, знак «+» или «–» перед pp означает повышение или понижение давления за последние 3 часа соответственно.
• а — характеристика барического тренда за последние 3 часа, обозначенная символами, характеризующими ход изменения давления.
• w – погода между периодами наблюдений.
• ww — погода на момент наблюдения.

Рекомендуемое чтение:
Навигационная гидрометеорология
Управление судном в штормовых условиях