• 23.03.2007 Экскурсия на Кисловодскую метеостанцию 23 марта, в день метеоролога, нам удалось побывать на одной из старейших метеостанций на Ставрополье - Кисловодской метеостанции системы Росгидромета, которая располагается в южной части города Кисловодска на горе Пикет (недалеко от санатория `Пикет`), на высоте 943 метра над уровнем моря, географические координаты - 43°53` СШ, 42°44` ВД. Метеостанция работает с 1850 года, сейчас ее обслуживают 10 человек. Огороженная метеорологическая площадка и небольшой домик. В помещениях - огромное количество комнатных растений, тепло и уютно. На стенах - фотографии, стенгазета и детский рисунок той самой метеорологической площадки, которую мы видели напротив домика. Нас встречают начальник метеостанции Наталия Евгеньевна Ульямперль и наблюдатель Валентина Ивановна Бондаревич. После поздравления с праздником и знакомства, Валентина Ивановна любезно соглашается провести для нас краткую экскурсию и рассказать о буднях наблюдателя метеостанции. На Кисловодской метеорологической станции она работает с 1981 года, а вообще в метеорологии - с начала семидесятых годов прошлого столетия, так что с экскурсоводом нам действительно повезло. Наблюдатели дежурят на станции посменно и круглосуточно, потому что метеорологические параметры определяются и фиксируются через каждые три часа. Данные измерений передаются со станции по выделенному каналу через сеть Интернет. На случай проблем со связью - имеется старенький телетайп. На рабочем столе наблюдателя - компьютер, принтер, пульты приборов и журналы регистрации метеорологических параметров. Далее мы расскажем, что нам удалось увидеть и узнать об оборудовании метеостанции и повседневно используемых наблюдателями метеорологических приборах.

Классический жидкостной барометр, в котором атмосферное давление измеряется по высоте столба ртути в запаянной сверху барометрической трубке длиной около метра. Трубка в нижней части опущена открытым концом в сосуд с ртутью. Воздуха в трубке нет, а пространство в ее верхней части называется торричеллиевой пустотой. Рядом с трубкой установлена шкала давления, по которой и снимают показания. Атмосферное давление соответствует высоте столбика ртути, который оно уравновешивает.

Ртутный барометр - точный прибор и может использоваться для проверки барометров других типов, например анероидов.

Используется внутри помещения метеостанции для графической регистрации величины атмосферного давления в течение недели.

При изменении атмосферного давления, расположенные в приборе анероидные коробки - деформируются и управляют вычерчиванием пера на диаграммном бланке самописца. Барабан самописца приводится в действие часовым механизмом. Прибор можно использовать вне помещения, при условии отсутствия сильных морозов (ниже минус 10°С).

Барограф такого типа - весьма распространен и всегда есть на любой метеорологической станции.

Представляет собой два металлических сосуда площадью поперечного сечения 300см², цилиндрической формы, с конусообразным дном. В центре одного из сосудов, наполненного водой, располагается реперная трубка, заканчивающаяся реперной иглой, на которую надевается объемная бюретка. По разности объёмов воды, взятых бюреткой в два последовательных срока наблюдений, определяют количество испарившейся воды. Во втором сосуде располагается дождемерное ведро для того, чтобы исключить расчетным путем попавшие в испаритель осадки.

Позволяет измерять уровень жидких, твердых и смешанных осадков. Старый (разработан около полутора столетий назад), но безотказный прибор, в нем просто нечему ломаться.

По центру, на высоте двух метров от земли, размещается осадкомерный сосуд с калиброванным сечением верхнего отверстия. Сосуд защищается от ветра металлическими планками, которые торчат кверху в разные стороны.

Два раза в сутки наблюдатель заменяет измерительный сосуд другим и измеряет уровень осадков с помощью специального мерного стакана. Количество твердых и смешанных осадков измеряют после того, как они растают. Погрешность измерения прибора составляет 0,1мм. При измерениях вводятся поправки на смачивание осадкомерного сосуда.

На площадке установлен также гололедный станок, представляющий собой три столба высотой около двух метров. Столбы соединены между собой металлической проволокой, ориентированной по направлениям широты и долготы места (`широтный` и `меридианальный`). Гололедный станок используется наблюдателями в зимнее время для визуального определения типа отложений: гололёд, изморозь или сложное отложение (гололёд и изморозь вместе), а также продолжительности и хода обледенения, размера и массы отложений. Иней появляется на горизонтальных или слабо наклоненных поверхностях, поэтому его величину при помощи проводов гололедного станка не определить, тем не менее, таким образом можно отличить изморозь от гололёда.

На метеостанции установлен плювиограф для непрерывной регистрации количества, продолжительности и интенсивности выпадающих жидких осадков, но в зимний период времени его не используют, и у нас не было возможности познакомиться с этим прибором.

Используется для измерения высоты нижней границы облаков среднего и нижнего ярусов (до 2...2,5 километров). В основу измерения высоты облаков положен метод светолокации. Прибор состоит из излучателя, приемника и пульта управления. Излучатель и приемник расположены на открытой площадке на расстоянии около 10 метров друг от друга.

Световой импульс посылается излучателем и, после отражения от облака, принимается приемником. Передатчик и приемник аналогичны по конструкции и содержат параболические зеркала, защитные стекла и крышки, которые перед измерениями поднимаются дистанционно при помощи электроприводов.

Высота облачности определяется по времени, которое требуется световому лучу для прохождения пути от излучателя до приемника, с учетом отражения от облака. Пульт прибора имеет электронно-лучевую трубку и электронную схему компенсации эхо-сигнала, с помощью которых и производятся измерения.

Старый прибор, конечно не идущий ни в какое сравнение с современными лазерными измерителями высоты облачности (в настоящее время за границей используются только лазерные измерители), но, тем не менее, пользующийся заслуженным уважением наблюдателей.

На метеостанции установлено два комплекта измерителей ИВО, но, к сожалению, второй прибор не работает.

В одной из двух термометрических будок, установленных на площадке размещены психрометр и гигрометр.

Психрометр - это прибор для измерения величины относительной влажности воздуха психрометрическим методом, основанном на зависимости интенсивности испарения с водной поверхности от дефицита насыщения водяного пара соприкасающегося с ней воздуха. Прибор состоит из двух ртутных термометров - сухого и смоченного. Влажность воздуха определяется с использованием таблиц или по формулам по разности показаний двух термометров.

Основной частью гигрометра является обезжиренный спиртом или эфиром человеческий волос, обладающий свойством изменять свою длину при изменении относительной влажности окружающего воздуха. При уменьшении относительной влажности - волос укорачивается, а при увеличении - удлиняется.

При изменении своей длины, волос придает вращающий момент оси, на которой закреплена стрелка, показывающая величину относительной влажности воздуха на соответствующей шкале.

Шкала гигрометра - нелинейная, это объясняется тем, что изменение длины волоса происходит медленнее при больших величинах влажности и быстрее - при малых ее величинах.

Психрометр обычно используется в теплое время года, при температуре до минус 10°С, а при более низкой температуре - влажность воздуха определяется по волосяному гигрометру.

В другой термометрической будке - установлены термограф и волосяной гигрограф, которые непрерывно регистрируют суточный ход температуры и влажности воздуха, для определения экстремальных значений в периоды времени между выходами наблюдателя на площадку для снятия показаний.

Приемной частью термографа, реагирующей на изменения температуры воздуха, служит изогнутая биметаллическая пластинка. Она состоит из двух спаянных металлических пластинок, обладающих различными коэффициентами температурного расширения. Один конец биметаллической пластинки закреплен неподвижно, к другому концу с помощью системы рычагов присоединена стрелка, на конце которой насажено перо. Перо, прикасаясь к ленте на вращающемся барабане, вычерчивает на ней кривую, соответствующую изменениям температуры воздуха.

Приемной частью волосного гигрографа является пучок обезжиренных человеческих волос, прикрепленный к раме, изменение длины которого с помощью системы рычагов передается на стрелку и на перо. Барабан и привод гигрографа - такой же, как и у термографа.

На площадке есть так называемый `участок без растительного покрова`, на котором размещены минимальный, максимальный и срочный термометры с ценой деления в половину градуса для определения температуры поверхности почвы за период наблюдения. В случае выпадения снега термометры кладутся поверх снежного покрова.

Максимальный термометр - ртутный и измеряет наивысшую температуру за период наблюдения. В конструкции этого термометра есть небольшая хитрость - капилляр с сужением, препятствующим обратному течению ртути при понижении температуры (точно так же, как и у обычного медицинского термометра), поэтому максимальный термометр тоже нужно встряхивать после снятия показаний.

Минимальный термометр - спиртовой и его конструкция тоже с особенностью. В его капилляре внутри спирта помещен небольшой тонкий стеклянный штифт с утолщенными тупыми концами. Когда температура поднимается, то спирт, отодвигаясь к резервуару, тянет за собой и штифт, который не может выйти из спирта. Если температура вновь начинает подниматься, то спирт снова проходит мимо штифта, не сдвигая его с места. Таким образом, при наблюдении по положению конца штифта, находящегося дальше от резервуара, можно определить, какая наименьшая температура была в течение периода между двумя наблюдениями. После отсчета термометр переворачивают резервуаром вверх и ждут, пока штифт дойдет до мениска спирта, а потом термометр вновь устанавливают в горизонтальном положении.

Срочный термометр - обычный термометр, который без всяких хитростей показывает текущую температуру поверхности почвы во время наблюдения.

Используется наблюдателями для дистанционного измерения мгновенной, максимальной и средней скоростей и направления ветра в стационарных условиях. В состав прибора входят датчик ветра, установленный на одной из мачт на метеорологической площадке, а также пульт с индикаторами, расположенный на рабочем столе наблюдателя.

По словам работников метеостанции, прибор очень надежный и точный, с широким диапазоном измерения скорости ветра и отлично работает при любой погоде.

Непременный атрибут любой метеостанции. Его конструкция настолько проста и очевидна, что объяснять тут совсем нечего. Можно только отметить что, используя несколько таких приборов с пластинами разного веса, можно измерять скорость ветра в разных диапазонах.

В настоящее время такие приборы обычно используется как резервные, например, в случае выхода из строя анеморумбометра.

Конструкция флюгера придумал в незапамятные времена гениальный русский ученый в области погоды и климата Вильд, его же именем и был впоследствии назван прибор.

Самый интересный и красивый прибор, который установлен на метеорологической площадке. Используется наблюдателями для регистрации интенсивности и продолжительности солнечного сияния в течение дня.

Стеклянный шар-линза собирает солнечные лучи, фокусирует их и направляет на вогнутую ленту. Ось гелиографа наклонена на угол широты места, где он установлен, т.е. в нашем случае - около 44°, а лента ориентирована так, чтобы в полдень фокус линзы попадал на центральную отметку ленты. На ленте нанесены часовые деления. Если солнце не закрыто облаками, то в результате суточного движения солнца на ленте прожигается прямая полоса. При покрытии солнца облаками - прожог становится слабым или вообще прекращается. По суммарной длине прожога на ленте определяется продолжительность солнечного сияния в часах за сутки.

Это комплекс приборов, размешенных на горизонтальной трубе (стреле), предназначенный для измерения солнечной радиации, которая является основным источником энергии всех природных процессов, протекающих на земле. В метеорологии под термином солнечная радиация понимают энергетическую освещенность, создаваемую излучением, приходящим от Солнца, включая излучение, рассеянное земной атмосферой и облаками и отраженное земной поверхностью.

Для измерения прямой солнечной радиации используется актинометр АТ-50 Савинова-Янишевского. Основой прибора является термоэлектрическая батарея, которая направляется на солнце и питает гальванометр. Генерируемый термобатареей электрический ток - пропорционален энергетической освещенности прямой солнечной радиации, величину которой и показывает стрелка гальванометра.

Для измерения рассеянной солнечной радиации на метеостанции используют альбедометр, принцип действия которого идентичен актинометру. Приборы имеют некоторые конструктивные отличия, не влияющие на принцип действия.

На конце актинометрической стрелы располагается третий прибор - термоэлектрический балансомер Янишевского. С его помощью на метеостанции определяют разности излучения, приходящего на поверхность в виде суммарной радиации, и собственного излучения этой поверхности.

В отличие от актинометра и альбедометра, у этого прибора два датчика (две приемные поверхности). Один из них измеряет суммарную радиацию, включая излучение атмосферы. Второй датчик, направленный в сторону поверхности земли - служит для измерения отраженного от земли излучения. В балансомере тоже используются термоэлектрические батареи, которые питают цепи гальванометра.

Показания прибора сильно зависят от скорости ветра, поэтому при измерении обязательно учитываются соответствующие поправки.

Станция также оборудована автоматизированной метеостанцией АМС-2000 отечественного производства, позволяющей измерять основные метеорологические параметры и передавать их по каналам связи, однако она давно уже не работает.

Фотографии и текст: MeteoNet.ru