Что готовит нам погода: работа Гидрометцентра в Томске
«У природы нет плохой погоды», — поется в известной песне. Погоды плохой, может быть, и нет, но от того, какая она будет, зависит многое, в том числе настроение. Узнать погоду сегодня можно разными способами, однако нередко прогноз не совпадает с реальностью, что вызывает у людей недовольство. Как происходит прогнозирование температуры, осадков, и какие в этой работе есть сложности, мы узнали в Гидрометцентре Томска.
Томский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды является филиалом Западно-Сибирского гидрометцентра. Центр в нашем регионе включает в себя 23 метеостанции, 48 гидрологических постов различных классов, несколько автоматических постов, а также стационарные пункты наблюдения за качеством атмосферного воздуха в Томске. По всей области в гидрометцентре трудится 471 человек.
Гидрометеоцентр в первую очередь ассоциируется с синоптиками, но они не единственные, кто там работает. В этой области есть самые разные профессии: метеорологи, агрометеорологи, гидрологи, аэрологи. Но большую часть населения волнует не уровень воды в реках или состояние почвы, а то, сколько завтра будет градусов, пойдет ли дождь, ждать сильный ветер или штиль.
Наблюдатели — во главе угла
Первыми, от кого зависит прогноз, являются наблюдатели на метеостанциях. Работа там идет круглосуточно, это связано, в частности, с тем, что наблюдатели должны снимать показания с приборов каждые три часа.
— Параметры с датчиков смотрятся в одно время по всему миру. Показания с термометров снимаются в 50 минут каждого третьего часа. Это важно для получения точного прогноза. <...> Обычно на метеостанции работает порядка пяти человек, которые сменяют друг друга. Большинство станций располагаются вблизи населенных пунктов, но есть и труднодоступные, куда людей «забрасывают» на год, обеспечивая всем необходимым, в том числе питанием и одеждой», — рассказывает начальник Томского гидрометцентра Петр Севостьянов.
Доставка сотрудников происходит по «зимнику» или водным транспортом в зависимости от времени года. В Томской области труднодоступных метеостанций пять, в том числе в Каргасокском и Верхнекетском районах.
В Томске же находится одна метеоплощадка — на 19-й Гвардейской Дивизии. Представляет она собой небольшой огороженный забором участок, где находятся белые (этот цвет не притягивает солнечные лучи) будки, приборы и шкафчики, которые на первый взгляд кажутся странными. Однако аналогично выглядит любая метеоплощадка в мире.
Все объекты располагаются не в хаотичном порядке, а в отведенном месте, по разным сторонам света. Это, по словам техника-метеоролога Татьяны Мороз, позволяет добиться точности получаемых данных.
Обязательный прибор здесь — термометр. Их на метеостанции много разных видов. Измеряющие температуру приборы установлены в так называемой психрометрической будке, которая находится на высоте двух метров от земли. Еще ее называют жалюзийной, так как стенки «домика» сделаны в форме жалюзи. Более того — они сделаны под специальным углом, чтобы ветер в будке всегда был не более двух метров в секунду.
На площадке стоят две психрометрические будки. В одной находятся несколько термометров: срочный (показывает реальную температуру на момент снятия показаний), два термометра, показывающие минимальную и максимальную температуру за три часа, а также смоченный термометр — он постоянно находится в дистиллированной воде и позволяет определять влажность воздуха.
— По показаниям срочного и смоченного термометров мы находим все параметры влажности: упругость водяного пара, дефицит насыщения, точка росы и другое, — поясняет техник-метеоролог.
Во второй жалюзийной будке находится самописец, который непрерывно чертит линию по текущей температуре воздуха. Самописец нужен для страховки, если с термометрами что-то случится.
Находится на метеоплощадке и небольшой вспаханный участок земли, где измеряют температуру почвы. В землю на разную глубину — 5, 10, 15 и 20 сантиметров воткнуты коленчатые термометры (названы так из-за своей формы).
Температура слоев почвы измеряется еще одним способом — с помощью вытяжных термометров. Выглядит эта система так: в землю вкопаны семь небольших труб, куда вставлены термометры. Каждый имеет разную длину — 20, 40, 60, 80, 120, 160 сантиметров. Самый длинный — 3,2 метра. Чтобы поднять эти термометры, синоптикам нужно вставать на помост.
— Измеряем и промерзание почвы с помощью небольшой трубки, наполненной водой. Когда земля промерзает, вода превращается в лед. На трубе есть шкала, по которой и смотрим, насколько глубоко почва промерзла. Длина трубки — 150 сантиметров, — показывает устройство Татьяна Мороз.
На специальном столбе на высоте двух метров расположен осадкомер. Прибор состоит из ведра и специальной защитной юбки, напоминающей ромашку. К осадкомеру ведет лестница, чтобы метеорологу можно было вытащить ведро.
— Воду из ведра (если были осадки) мы выливаем в специальный мерный стакан два раза в сутки — в 07:00 и 19:00 — и смотрим, сколько осадков выпало. Никогда еще не было, чтобы ведро заполнилось полностью.
Зимой же сотрудник метеостанции раз в сутки выходит на площадку и специальной рейкой измеряет высоту снежного покрова. Делаются несколько замеров в разных частях площади, высчитывается среднее значение. Все осадки измеряются в миллиметрах, поэтому попавший в осадкомер снег растапливается и тоже выливается в мерный стакан.
Скорость ветра на метеоплощадке измеряется за счет датчиков, данные с которых автоматически вносятся в программное обеспечение на компьютере. На случай технических неполадок на станции есть несколько флюгеров.
— На площадку мы должны выходить каждые 40 минут третьего часа и измерить все показания. Есть определенный порядок наблюдения, что и за чем делать. В 50 минут нужно снимать показания с термометра. Такое время соблюдают метеостанции всего мира, — отметила Татьяна Мороз.
Есть на метеоплощадке и прибор, измеряющий высоту облаков под названием ИВО. В основу измерения положен метод светолокации. Прибор состоит из излучателя, приемника и пульта управления. Излучатель и приемник расположены на открытой площадке недалеко друг от друга. Световой импульс посылается излучателем и принимается приемником после отражения от облаков. Высота облачности определяется по времени, которое требуется световому лучу для прохождения пути от излучателя до приемника с учетом отражения.
Химики на станции следят за загрязнением атмосферы. В небольшом помещении, стоящем уже за пределами метеоплощадки, работает насос, который закачивает воздух из атмосферы в будку. Там на гладкой поверхности лежит белая марля. Ее меняют раз в пять дней. По словам Татьяны Мороз, обычно через пять дней марля становится черной.
Рабочее место синоптиков на метеоплощадке в Томске
Все полученные данные метеорологи обрабатывают и кодируют (делается это для удобства). В виде телефонограмм все показания отправляются в Гидрометеоцентр России (Москва), а оттуда — в Гидрометцентр Новосибирска.
Карты, изотермы, изобары
Анализ полученных данных в Новосибирске ведет компьютер. С помощью программного обеспечения параметры температуры, ветра, облачности, давления наносятся на карту — рисуются фронты, изотермы (линии, соединяющие точки с одинаковой температурой), изобары (линии, соединяющие места одинакового атмосферного давления) и другое.
По этим линиям синоптики видят атмосферную ситуацию на поверхности Земли.
Каждые три часа в Томск поступают приземные (кольцевые) карты. Это метеорологические карты, которые отражают фактическое состояние погоды у поверхности земли в какой-то конкретный момент времени на определенной площади. Приземная карта показывает данные от Урала до Восточной Сибири.
Также из Новосибирска в Томский гидрометцентр поступают карты барической топографии (на высоте от 1,5 до 9 километров), которые составляются по данным радиозондирования. По таким картам определяются метеорологические условия на различных высотах.
С картами работает дежурный синоптик, который заступает на смену в 8 утра, смена длится сутки.
— По карте на три километра (барическая) мы смотрим направление скорости ведущего потока: откуда приходит воздушная масса. Переносим точки на приземную карту и видим, какая погода будет в тот или иной период. Смотрим, откуда пришла воздушная масса, и какая температура будет в той или иной точке, — рассказывает начальник отдела метеорологии Томского гидрометцентра Светлана Рюхтина. — Обработка карт проводится по стандартным правилам, цвета, наносимые на карты, также утверждены стандартами. Синий — холодный фронт, красный — теплый фронт, черные линии — изобары. Вся эта работа называется «поднимать карты».
По словам ведущего синоптика, Любовь Рытовой, чтобы работать с картами и проводить анализ данных, нужно знать физику атмосферы.
— Смена разнородных воздушных масс осуществляется фронтальными разделами. Существует холодный фронт, теплый фронт и фронты окклюзии (по типу теплого и холодного фронтов). При прохождении теплого фронта прогрев атмосферного воздуха идет в верхних слоях атмосферы, а затем — у земли. Наоборот с холодным фронтом: понижение температуры воздуха происходит у поверхности земли и постепенно распространяется в верхние слои атмосферы. Зная данную теорию, анализируя слой распределения температуры на высоте, зная температурный анализ у поверхности земли, мы проводим фронты. Здесь существуют определенные правила. Это большая научная база. Когда линия идет, она показывает разделение воздушных масс. Их несколько видов: арктические, умеренные, субтропические, — отметила Любовь Рытова.
Синоптики в Томске составляют только суточные прогнозы. На декаду или даже месяц прогноз приходит из Новосибирска.
Нужно больше станций
Нередко томичи жалуются на неточность прогнозов, которые поступают от нашего Гидрометцентра. Происходит это не из-за какой-то неграмотности или некомпетентности синоптиков, а по причине недостатка метеостанций и оборудования.
— Самая большая беда в Томской области — станции располагаются на очень большом расстоянии друг от друга. Должно быть не больше 60-70 километров, у нас же — 250-320. В городе Томске стоит только одна станция, следующие — в Кожевниково и Молчаново. В идеале в областном центре должно быть несколько метеоплощадок. В Северске вообще их нет. Все это сильно мешает составлять более точный прогноз, — отметила Светлана Рюхтина.
По ее словам, раньше у Гидрометцентра были три радиолокатора — в Томске, Колпашево и Стрежевом. Он фиксирует появление кучево-дождевых облаков. Такая облачность несет в себе и грозы, и град. На данный момент радиолокаторы не работают, выработали свой ресурс. Хотели поставить доплеровские радиолокаторы: они должны были поступить по федерально-целевой программе и заработать в 2016 году, но все осталось на уровне разговоров.
— Много нюансов есть, которые вредят прогнозу. В целом прогнозы по области оправдываются на 96 %. По Томску — от 90 % до 93 %. Это хорошие показатели, — считает Рюхтина.
Начальник Гидрометцентра Петр Севостьянов отмечает, что уже несколько лет учреждение продает прогнозы (метеорологические, гидрологические и другие) частным компаниям.
— Государственным организациям мы, конечно, предоставляем все бесплатно. Продавать информацию нам разрешили, потому что финансирование сильно урезали. И мы вынуждены зарабатывать, чтобы содержать себя. Такая тенденция наблюдается по всей стране, — отметил начальник.
Он уточнил, что модернизация оборудования была лет десять назад. Сейчас требуется обновить все заново.
