System pomiarowy-obserwacyjny IMGW
1. Sieć stacji synoptycznych
2. Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych
2a. Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych (z funkcją sygnalizacji)
2b. Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych (z funkcją telemetryczną)
3. Sieć radarów meteorologicznych POLRAD
4. Sieć wykrywania i lokalizacji wyładowań atmosferycznych PERUN
5. Sieć pomiarów aerologicznych
6. Stacja odbioru danych satelitarnych
] Sieć stacji synoptycznych
61 stacji synoptycznych:
53 stacje I rzędu -
całodobowe pomiary i obserwacje przy wykorzystaniu aparatury standardowej i automatycznej oraz uzupełniające je obserwacje wizualne;
8 stacji II rzędu -
całodobowe pomiary przy wykorzystaniu aparatury automatycznej i w miarę potrzeb uzupełniające je obserwacje wizualne ( przez 8 do 12 godzin dziennie)
Automatyczne stacje synoptyczne wykonują pomiary w sposób ciągły, o każdej pełnej godzinie opracowywane są depesze SYNOP.
Depesze te powstają automatycznie gdy na stacji nie ma obserwatora lub są współ-opracowywane przez oprogramowanie i obserwatora. Depesze są szyfrowane wg międzynarodowego klucza SYNOP, obowiązującego wszystkie takie stacje na świecie.
Obserwatorzy wykonują dodatkowe pomiary co 1 godzinę oraz prowadzą nieustanne obserwacje zjawisk i pogody bieżącej przez 24 godziny na dobę, przez cały rok.
Depesze za pomocą łączy są przesyłane do sieci teleinformatycznej IMGW, skąd trafiają do:
- biur prognoz,
- Globalnego Systemu Telekomunikacyjnego WMO
- innych użytkowników.
Wszystkie dane ze stacji, po procesie kontroli, są przekazywane do Centralnej Bazy Danych Historycznych
Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych
Lp. Stacje i posterunki Razem
1 III rząd - stacje klimatologiczne 61
2 IV rząd - posterunki meteorologiczne 149
3 V rząd - posterunki opadowe 1 027
Razem 1 237
Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych
III rząd - stacje klimatologiczne
III rząd - stacje klimatologiczne
Pomiary i obserwacje wykonywane w trzech terminach [6, 12, 18 UTC],
przy wykorzystaniu aparatury standardowej i automatycznej,uzupełniające je obserwacje wizualne, przez całą dobę
Podstawowy zakres pomiarowy:
Temperatury w klatce i przy gruncie, temperatury ekstremalne
Wilgotność powietrza [wilgotność względna, punkt rosy, niedosyt wilgotności,
prężność
pary wodnej]
Prędkość i kierunek wiatru
Wysokość opadu i pokrywy śnieżnej
Obserwacje wizualne [zjawiska, zachmurzenie, stan gruntu]
Ewentualnie zawartość wody w śniegu
Ewentualnie rozszerzony zakres pomiarowy
61
Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych
IV rząd - posterunki meteorologiczne
IV rząd - posterunki meteorologiczne
Pomiary i obserwacje wykonywane w trzech terminach [6, 12, 18 UTC],
przy wykorzystaniu aparatury standardowej i automatycznej, uzupełniające je obserwacje wizualne, przez całą dobę
Podstawowy zakres pomiarowy:
Temperatura w klatce
Wysokość opadu i pokrywy śnieżnej
Obserwacje wizualne [zjawiska, zachmurzenie, stan gruntu]
Ewentualnie zawartość wody w śniegu
149
Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych
V rząd - posterunki opadowe
V rząd - posterunki opadowe
Pomiary i obserwacje - 6 godz. UTC
- aparatura standardowa i automatyczna i uzupełniające je wizualne przez całą dobę
Podstawowy zakres pomiarowy:
Wysokość opadu i pokrywy śnieżnej
Obserwacje wizualne [zjawiska, zachmurzenie]
Ewentualnie zawartość wody w śniegu pomiar zapisywany pod datą wcześniejszą
1027
Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych (z funkcją sygnalizacji)
Lp. Stacje i posterunki (z funkcją sygnalizacji)
Razem
1 III i IV rząd - stacje klimatologiczne iposterunki meteorologiczne77
2 V rząd - posterunki opadowe 166
Razem 243
Obserwatorzy na części posterunków, przekazują na bieżąco wyniki wykonanych przez siebie pomiarów i obserwacji
Główny termin przekazywania (sygnalizacji) pomiarów i obserwacji pomiędzy 6:30, a 7:00 UTC
Podczas stanu zagrożenia lub alarmu powodziowego), obserwatorzy sygnalizują, w zależności od potrzeb, co 6 lub co 3 godziny
Na pd. Polski głównym środkiem łączności jest sieć radiowa , w regionach centralnych północnych, telefonia stacjonarna i komórkowa
Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych(z funkcją telemetryczną)
1 Posterunek meteorologiczny 126
2 Posterunek meteorologiczny z MAWS 64
3 Posterunek opadowy 247
Łącznie: 437
Zakres pomiarowy:
Posterunek meteorologiczny - temperatura w klatce na wysokości 2 metrów i przy powierzchni gruntu, wilgotność względna, kierunek i prędkość wiatru, wysokość opadu [na stacjach z automatyczną stacją meteorologiczną MAWS, pracują czujniki tej stacji]
Posterunek opadowy - wysokość opadu
Częstotliwość:
Czujniki dokonują pomiaru od co 1 minutę do co 1 godzinę w zależności od konfiguracji
Posterunek przesyła dane od co 5 minut do co 1 godzinę w zależności od konfiguracji
Komunikacja: za pośrednictwem modemów telefonii komórkowej i satelitarnej Sieć pomiarów aerologicznych
Pomiary aerologiczne - pionowy sondaż atmosfery do wysokości 30
kilometrów.
Dwa razy dziennie ze stacji aerologicznych, wysyłany jest balon meteorologiczny z sondą. Sonda ta, której tempo wznoszenia jest znane, przekazuje drogą radiową informacje o temperaturze i wilgotności, ze zmiany pozycji sondy [określane przy pomocy techniki GPS lub Loran znane są siła i kierunek wiatru na poszczególnych poziomach.Po zniszczeniu balonu, bezużyteczna sonda powraca na ziemię, a wyniki sondażu trafiają do sieci teleinformatycznej IMGW i są wykorzystywane do prognoz i ostrzeżeń, a także trafia do Globalnego Systemu Telekomunikacyjnego WMO i do światowych centrów prognoz oraz do matematycznych modeli meteorologicznych.
Stacja odbioru danych satelitarnych
Stacja odbioru danych satelitarnych odbiera dane z satelitów NOAA i EUMETSAT. Stacja ta jest zainstalowana
Meteorologia nie może się obecnie obejść bez wielkoobszarowych zdjęć atelitarnych. To na nich widać skupiska chmur i kierunek ich przemieszczania się, a analizując zdjęcie po zdjęciu poznajemy czas ich przemieszczania się. Na zdjęciach tych widać oczywiście dużo, dużo więcej, ale wymaga to specjalnej analizy. Po jej wykonaniu dowiemy się jak się rozwija wegetacja, jaką temperaturę ma morze i inne zbiorniki wodne.
Stacje specjalne:
1.Agrometeorologiczne
2.Biometeorologiczne
3.Fenologiczne
4.naukowe
Miejsce obserwacji meteorologicznych - stacja meteorologiczna
Lokalizacja stacji:
- stacja musi być reprezentatywna dla obszaru, którego warunki klimatyczne ma charakteryzować.
Podstawowe wymagania:
- Teren otwarty, oddalony od przeszkód terenowych ( budynków, wysokich drzew i innych przedmiotów utrudniających wymianę powietrza) - Teren wyrównany, porośnięty trawą (systematycznie koszoną)
Miejsce obserwacji - ogródek meteorologiczny
Położenie ogródka
• w odległości 30 m od ogródka nie mogą znajdować się żadne budowle, drzewa, krzewy oraz uprawy sztucznie zraszane;
• w odległości ponad 30 m od ogródka mogą stać małe pojedyncze obiekty np. parterowy dom czy drzewo, jednak ta odległość nie może być mniejsza niż 10-cio krotna ich wysokość;
• w odległości ponad 100 m od ogródka może być luźna zabudowa i małe grupy drzew
• w odległości ponad 300 m od ogródka mogą znajdować się zwarte zespoły drzew (sady i parki);
• w odległości co najmniej 500 m od ogródka mogą stać już wielopiętrowe bloki mieszkalne.
Tradycyjne przyrządy meteorologiczne a nowe systemy pomiarowe
• Lata 90-te to początek szerokich zmian przyrządów pomiarowych używanych w meteorologii i klimatologii.
• Stare przyrządy „analogowe” zostają zastępowane elektronicznymi, pojawiają się automatyczne stacje meteorologiczne.
• Rozwijane są całe systemy pomiarowe obejmujące kompleksowe pomiary atmosferyczne
• Zmieniają się standardy co szczególnie z punktu widzenia klimatologii jest niekorzystne.
• Pojawia się problem porównywalności starych i nowych przyrządów pomiarowych. Przyrządy te najczęściej mają inne charakterystyki co może mieć potencjalne znacznie dla badań klimatycznych
• Ogródek meteorologicznyprzyrządy podstawowe
Klatka meteorologiczna
Ma za zadanie:
Ustabilizować przepływ powietrza w koło przyrządów znajdujących się w środku Minimalizować efekty promieniowania słonecznego Chronić przyrządy przed opadami atmosfer., wiatrem
Budowa:
Drewniana klatka o budowie żaluzjowej, pomalowana na biało. Budowa żaluzjowa umożliwia swobodny przepływpowietrza. Drzwiczki klatki od strony północnej co minimalizuje dostęp promieniowania słonecznego w czasie wykonywania obserwacji Klatka ustawiona jest tak, aby czujniki przyrządów znajdowały się na wysokości 2 m n.p.g
Wewnątrz klatki - przyrządy do pomiaru temperatury powietrza i wilgotności powietrza
- dwa termometry zwykłe ("suchy" i "zwilżony„)
- termometry ekstremalne : maksymalny i minimalny
- czujnik temperatury i wilgotności - Vaisala
Poletko glebowe
• Obszar 2x4 m , nie porośnięte żadną roślinnością,
• Pomiar temperatury gruntu na głębokościach:
1cm - termometr zwykły
5, 10, 20, 50 cm - termometry kolankowe
100 cm - termometr wyciągowy
• Pomiar temperatury powietrza nad gruntem - 5 cm nad gruntem (termometr minimalny)
Termometr przygruntowy
Deszczomierz Hellmanna tradycyjny i rejestrujacy
• Powierzchnia wlotu deszczomierzy wynosi 200 cm2. Wloty są umieszczone na wysokości 1 m nad gruntem. Deszczomierze służą do
pomiaru ilości spadłego opadu (deszczu, śniegu, mżawki i innych). Deszczomierz Hellmanna jest obsługiwany przez obserwatora, a deszczomierz rejestrujący (czujnik MAWS) mierzy opad z dokładnością do 0,1 mm.
Pluwiograf pływakowy
• Powierzchnia otworu wlotowego 200 cm2
• Pojemność komory pływakowej 200 cm3 co odpowiada 10 mm opadu.
Umieszczony jest w niej pływak z ramieniem piórka które rejestruje na nawiniętym na bębnie papierze zmianę ilości opadów
Detektor opadów
Heliograf Campbella-Stokesa
• do pomiaru czasu usłonecznienia. Zasada działania -wykorzystanie efektu cieplnego lub fotochemicznego wywoływanego przez promieniowanie słoneczne.
• Budowa: szklana kula pełniąca funkcję soczewki, która skupia promienie sł. Na pasku papieru (są one zróżnicowane w zależności od pory roku - najdłuższy i najniżej położony pasek letni, pasek średni wiosenno-jesienny i najwyżej wkładany oraz najkrótszy pasek zimowy). Promienie wypalają ślad, którego długość określa czas operowania Słońca z dokładnością do 6 minut (1/10 godziny).
• Aparatura dodatkowa - głównie na stacjach synoptycznych
Czujnik do pomiaru usłonecznienia
• Urządzenie do automatycznego pomiaru dobowej sumy usłonecznienia - Vaisala
Pomiar polega na zliczaniu czasu występowania bezpośredniego promieniowania przekraczającego 120 W/m2. Czujnik MAWS.
Urządzenie do pomiaru całkowitego promieniowania słonecznego i bilansu radiacyjnego
• Aktynometry, pyranometry, bilansomierze
• Pyranometry Molla- Gorczyńskiego - promieniowanie całkowite, rozproszone
• bilansomierz Funka - bilans radiacyjny.
• Ciągła i automatyczna rejestracja promieniowania Słońca i nieba.
Widzialnościomierz - Vaisala
Pomiar widzialności poziomej w zakresie od 10 m do 50 km. Czujnik MAWS - automatycznej stacji meteorologicznej nadajnik - odbiornik
1Laserowy miernik podstawy chmur- Vaisala
Pomiar wysokości podstawy chmur niskich, do 2500 m.Czujnik MAWS.
Pomiary i obserwacje meteorologiczne na stacjach meteorologicznych
• Pomiary instrumentalne:
• Temperatura powietrza i gruntu
• Wilgotność powietrza
• Opady
• Wiatr- prędkość i kierunek
• Parowanie
• Usłonecznienie
• Promieniowanie słoneczne
• Grubość pokrywy śnieżnej
• Obserwacje wizualne:
• Stopień zachmurzenia
• Rodzaj chmur
• Wysokość podstawy chmur *
• Widzialność *
• Zjawiska atmosferyczne
• Stan gruntu