Учебно-выездная практика по климатологии

Отчет по учебной практике по предмету «Климатология с основами метеорологии».

 

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цели и задачи практики.

Цель учебной практики по климатологии с основами метеорологии:

1. Закрепление теоретических знаний  по метеорологии и климатологии.
2. Выработка умений и навыков по наблюдению  за метеорологическими явлениями на гидрометеорологическом  посту (ГМПост)

Задачи практики:

1. Участие в наблюдениях за метеорологическими элементами на Бурятском  Республиканском центре по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. (ГМПост)
2. Наблюдение за метеорологическими элементами  в районе Богородского острова.
3. Обработка полученных результатов
4. Составление отчёта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обзорная экскурсия по метеостанции.

      Метеостанция — совокупность различных приборов для метеорологических измерений (наблюдения за погодой).

Улан-Удэнская метеостанция  была основана в 1956 году. Её высота над уровнем моря составляет 514 метров. Площадка стандартная 26х26 метров.  Вход с северной стороны как и положено. Все элементы метеостанции покрашены белой краской, для того чтобы измерения были точными.

Приборы расположенные на метеостанции:

1. Натяжные термометры. Погружаются в землю на глубину от 20 см до 3 метров. Оголенный участок, на котором располагаются 3 термометра. Они замеряют максимальные и минимальные температуры воздуха.
2. Осадкомер Третьякова. Снаружи -  ветровая защита, внутри - ведро для сбора осадков. Ведра меняются 2 раза – это в 09:00 и 21:00 по местному времени. Прибор осадкомер предназначен для сбора в любое время года и последующего измерения количества выпавших жидких и твердых осадков на гидрометеорологических станциях и постах. 
3. Планшетный столик. Используется для измерения уровня радиации.
4. Психрометрическая будка. Внутри будки расположен – психрометр, гигрометр, максимальный и минимальный термометр. Стенки жалюзированные, для того, чтобы данные о температуре воздуха были определены точнее.
5. Будка для самописцев. Внутри ее устанавливаются термограф и гидрограф. Будка помещается на метеорологической площадке на расстоянии 4 метров от психрометрической будки.
6. Барометр. Прибор для измерения атмосферного давления.
7. Гелеограф. Прибор для измерения интенсивности солнечных лучей. Проходя через сферу, лучи концентрируются на синей ленте, которую прожигают.
8. Барограф. Самопишущий прибор для непрерывной записи значения атмосферного давления.
9. Анемометр. Метеорологический прибор для измерения скорости ветра. Состоит из чашечной вертушки, закрепленной на оси, которая соединена с измерительным механизмом. При возникновении воздушного потока, ветер толкает чашечки, которые начинают крутиться вокруг оси.

Методика первичной обработки результатов  микроклиматических наблюдений.

   Микроклиматические  наблюдения можно производить  как на постоянных станциях, так  и на вспомогательных временных  постах и даже во время экскурсий. Очень важно, чтобы поблизости (не  далее 50 км и не выше 250 м) была  обычная метеорологическая станция, с показаниями которой можно  сверять свои наблюдения.  
    При изучении микроклимата исключительно большое значение имеет сравнительный метод. Только сравнивая метеорологические условия разных пунктов можно достаточно отчетливо представить их характерные особенности. Так можно сравнивать различные ярусы леса, отдельные участки района, биотопы, вертикальные зоны, склоны разной экспозиции, убежища и открытые места и т. д. При исследовании леса широко распространенным и очень важным является сравнение с микроклиматом поля.  Следует иметь в виду, что в полосе около леса создается весьма своеобразная обстановка, а поэтому полевую станцию нельзя располагать ближе, чем в 500 м от опушки. Лесная станция должна устанавливаться в удалении от широких просек, опушек и дорог, в типичном месте, с равномерным древесным пологом, без значительных просветов, а инструменты помещаются не в окнах, а под кронами деревьев.  
   При обследовании целого большого района (например, при изучении снегового режима заповедника) наблюдательные посты и маршруты нужно располагать равномерно как в центре района, так и по его периферии.  
   Результаты наблюдений в значительной мере зависят от сравнимости их. Поэтому нужно соблюдать полное единообразие установки, защиты, времени наблюдений, способов отсчетов, записи и т. д. Инструменты должны регулярно проверяться путем взаимного сравнения и в специальных организациях. Приборы, дающие большие отклонения или колебания, должны сниматься. Для страховки можно взаимно перемещать приборы и тем нейтрализовать систематическую ошибку.  
   Сроки наблюдений зависят от задач работы и технических возможностей. Обычно приходится ограничиваться 3—4 наблюдениями в сутки: в 1 час, 7, 13 и 19 часов. От времени до времени (через 10—15 дней или один раз в месяц) следует устраивать круглосуточные наблюдения, с отсчетами через час. Круглосуточные наблюдения желательно приурочивать к ясным, солнечным дням, так как облачность сильно сказывается на суточном ходе всех метеорологических элементов.  
   В обыденной жизни мы пользуемся поясным временем или декретным (последнее, как известно, на час впереди поясного). Но наблюдения на метеорологических станциях производятся не по поясному и декретному, а по местному среднему солнечному времени. 
   Разницу между неясным или декретным временем и местным средним солнечным временем можно узнать на ближайшей метеорологической станции или вычислить самому. Для этого нужно только знать, во-первых, точное время того пояса, в котором расположено место работы, а, во-вторых, долготу пункта, с точностью до одной минуты, что не трудно установить по 2—10 километровой карте.  
   После определения долготы пункта, вычисляют разницу между нею и средним меридианом пояса. Средние меридианы поясов от II до XII таковы:

 

Полученную разность долгот переводят во время, пользуясь следующим соотношением: 360° дуги соответствуют 24 часам, 15° — 1 часу, 1° — 4 минутам времени. Если пункт наблюдений лежит к западу от среднего меридиана пояса, то переведенную вовремя разность долгот вычитают из поясного времени, если пункт лежит восточнее, то прибавляют.  

Понятие микроклимат.

Микроклимат —  это особенности климата на небольших пространствах, обусловленные особенностями местности (лес, поле, поляна, болото, берег, водоём, направление склона, защищённость от ветров и т. п.), климат приземного слоя воздуха, обусловленный микромасштабными различиями земной поверхности внутри местного климата. Например, в местном климате лесного массива различают множество лесных полян, опушек и т.д.; в местном климате города – множество площадей, переулков, скверов, дворов и т.д.

         Микроклиматические различия зависят, от мелкомасштабных различий  в строении и свойствах подстилающей  поверхности. Эти различия меньше  в сравнении с особенностями  климата, которые создаются влиянием  других крупномасштабных географических  факторов. Крупномасштабные влияния подстилающей поверхности оказывались настолько существенными, что приводили к необходимости выделения отдельных типов климата, например континентального и морского.  
         В создании микроклиматических различий играют роль экспозиция подстилающей поверхности относительно стран света, мелкомасштабные неровности рельефа, большая или меньшая влажность почвы, характер и особенности растительного покрова и т. п.

В разных условиях погоды микроклиматические различия могут быть выражены лучше или хуже. Например, температурные различия будут наибольшими в тихую и солнечную погоду, при сильном ветре температурные различия будут наименьшими, а различия в ветре — самыми большими. 
          Образование различных видов туманов, следовательно, их климатический режим также зависят от микроразличий земной поверхности. Например, в низине или вблизи болота повторяемость туманов может быть существенно больше, чем в соседней открытой местности (за счет поземных туманов). Над большими реками радиационные туманы возникают реже, чем над соседней местностью, но зато в зимнее время возможно возникновение  туманов испарения.

Для микроклиматических наблюдений применяют переносные походные приборы, в особенности психрометр Ассмана и ручной анемометр, а также электрические термометры и переносные актинометрические приборы. Практикуют микроклиматические 
съемки с одновременными наблюдениями в ряде точек на местности. Используют также автомобиль, с которого делаются наблюдения походными приборами в различных точках выбранной трассы или самопишущими приборами непрерывно на всей трассе. К микроклиматическим наблюдениям относятся и съемки снежного покрова, выясняющие особенности его распределения на местности. 
Понятно, что микроклиматические наблюдения невозможно 
вести длительно, на протяжении многих лет, в одном и том же месте, как обычные метеорологические наблюдения. 

Микроклимат города.

Большой современный город сильно влияет на климат. Он формирует свой местный климат, а на отдельных его улицах и площадях создаются своеобразные микроклиматические условия, определяемые городской застройкой, покрытием улиц, распределением зеленых насаждений и др.  Большой город, особенно с сильно развитой промышленностью, загрязняет атмосферу над собой, увеличивает ее мутность и тем самым уменьшает приток солнечной радиации. За счет увеличения мутности может теряться до 20% солнечной радиации. Снижение солнечной радиации еще усиливается высокой застройкой в узких улицах. Вследствие той же пелены дыма и пыли на территории города снижено эффективное излучение, а значит, и ночное выхолаживание. В то же время в городе к рассеянной радиации присоединяется радиация, отраженная стенами и мостовыми.

Крыши и стены домов, мостовые и другие элементы города, поглощая радиацию, нагреваются в течение дня сильнее, чем почва и трава, и отдают тепло воздуху, особенно вечером. Поэтому температуры воздуха в городах в 70–80% случаев выше, чем в сельской местности. Поле температуры над городом характеризуется одной или несколькими замкнутыми изотермами, получившими название городского острова тепла. Лучше всего контрасты температуры между городом и окружающей сельской местностью выражены в спокойную антициклональную погоду. Они исчезают при сильном ветре или сплошной облачности. Особенно повышает город минимальные температуры. Разность минимальных температур на городской и загородной станциях может достигать нескольких градусов. С ростом города, т.е. с увеличением его застройки, температура в городе растет.

Испарение, а следовательно, и влажность в городе меньше, чем в сельской местности, вследствие покрытия улиц и стока воды в канализацию. Так как территория города нагрета больше, чем окружающая местность, и обладает большой шероховатостью, над городом усиливается конвекция и больше развиваются облака, что также уменьшает число часов солнечного сияния и количество ясных дней. Наблюдается и увеличение осадков над городом.

Система городских улиц и площадей приводит к изменениям направления ветра в городе. Ветер преимущественно направляется вдоль улиц. В общем скорость ветра в городе ослабевает, но в узких улицах усиливается; на улицах и перекрестках легко возникают пыльные вихри и поземки.

Автомобильный транспорт вносит наибольший вклад в загрязнение воздуха городов.

Под влиянием примесей, концентрация которых в воздухе городов резко увеличена, в городах чаще (в 2–3 раза) наблюдается дымка, т.е. условия видимости менее 10 км. Углеводороды и азотистые соединения, выбрасываемые, в первую очередь, автотранспортом, под влиянием облучения солнечной радиации нередко, особенно в низких широтах, претерпевают химические изменения и приобретают коричневую окраску. Так возникает явление, называемое фотохимическим смогом, которое оказывает особенно вредное воздействие на человека (прежде всего на глаза), животных и растительность.

Основные методы микроклиматических наблюдений.

Ясно  и  понятно,  что  сеть  метеорологических  станций  слишком редка  для  микроклиматических исследований. Такие исследования проводятся путем организации густой сети наблюдений на небольших расстояниях хотя бы на короткие промежутки времени. Наблюдения над ветром, температурой и влажностью при этом проводят на разных уровнях над почвой, начиная от нескольких сантиметров. Поскольку с помощью таких наблюдений определяют вертикальные градиенты метеорологических элементов в приземном слое воздуха, то сами наблюдения называются градиентными.

Для микроклиматических наблюдений применяют переносные походные приборы, в особенности психрометр Ассмана и ручной анемометр, а также электрические термометры и переносные актинометрические приборы. Практикуют микроклиматические съемки наблюдениями в ряде точек на местности.   К микроклиматическим наблюдениям относятся и съемки снежного покрова, выясняющие особенности его распределения на местности.

Понятно, что микроклиматические наблюдения невозможно вести длительно, на протяжении многих лет, в одном и том же месте, как обычные метеорологические наблюдения. Задача исследования заключается не в определении многолетнего режима, а в выявлении разностей между условиями в различных пунктах исследуемой местности и в сравнении наблюдений в отдельных точках с показаниями опорной постоянно действующей станции в данном районе.

Микроклимат леса.

Под пологом леса складывается специфический микроклимат, отличный от открытых территорий. Здесь более сумрачно, так как кроны деревьев пропускают мало света и почти нет движения воздуха. Конечно, сомкнутость крон деревьев в разных условиях бывает различной: то более, то менее плотной, да и сами деревья разных пород имеют разные по светопроницаемости кроны. У ясеня, березы, лиственницы, гледичии, белой акации кроны ажурные, пропускающие много света, а такие породы, как дуб, бук, клен остролистный, липа, пихта, ольха и другие, являются плотнокронными и дают много тени.  Впрочем, эти свойства пород могут меняться с возрастом деревьев, в зависимости от условий местопроизрастания, но в лесу всегда прохладнее и тише, чем на прилегающих полянах. Ветру здесь негде разгуляться, и в густых лесах наблюдается даже застой воздуха. Испарения растений создают повышенную влажность его. Под пологом деревьев в лесу изменяется состав воздуха, насыщаясь углекислотой, влагой и фитонцидами.

    Элементы среды, так или иначе влияющие на компоненты биоценозов, называются экологическими факторами. На каждый живой организм и на лес в целом всегда действует сложный комплекс взаимосвязанных между собой факторов, прямо действующих (непосредственно на живые организмы, лес) или косвенно действующих (влияющих на другие факторы). Прямо действующие факторы — это температура, свет, осадки, влажность почвы и др., косвенно действующие — высота над уровнем моря, экспозиция склона и др. Последние могут существенно изменять совокупное действие прямо действующих факторов. Совокупность всех факторов, действующих на лес, создает среду обитания, или условия местопроизрастания. 
Формируясь под сложным воздействием множества экологических факторов (климатических, орографических, биотических).  Лес в свою очередь, сам оказывает большое влияние на эти факторы и создает особую, свойственную ему среду. Таким образом, лес находится под влиянием им самим измененной среды. Лес не только изменяет среду на территории, где он растет, но влияние его простирается и на значительное расстояние за пределами этой территории. В связи с комплексностью влияния экологических факторов на лес выделение в последующем анализе одного фактора из всего комплекса взаимосвязанных и совокупно действующих факторов всегда носит условный характер. Это выделение необходимо лишь как методический прием для удобства изучения действия данного фактора.