Organizacja sieci meteorologicznej w Polsce. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej

Transkrypt

1 Organizacja sieci meteorologicznej w Polsce Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej

2 Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowa Służba Hydrologiczno-Meteorologiczna Hydrologiczno- Meteorologiczna Służba Pomiarowo- Obserwacyjna Służba Prognoz Meteorologicznych Służba Prognoz Hydrologicznych

3 Państwowa Służba Hydrologiczno-Meteorologiczna System pomiarowoobserwacyjny System przesyłania danych System przetwarzania danych System dystrybucji danych i produktów

4 System pomiarowy obserwacyjny IMGW 1. Sieć stacji synoptycznych 2. Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych 2a. 2b. Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych (z funkcją sygnalizacji) 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

5 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)

6 regionalna stacja hydrologicznometeorologiczna stacja hydrologicznometeorologiczna KROSNO Mapa Polski ze stacjami hydrologiczno-meteorologicznymi

7 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.

8 Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych Lp. Stacje i posterunki Razem 1 III rząd stacje klimatologiczne 61 2 IV rząd posterunki meteorologiczne V rząd posterunki opadowe Razem 1 237

9 Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych III rząd stacje klimatologiczne 61 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

10 Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych IV rząd posterunki meteorologiczne 149 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

11 Sieć stacji klimatologicznych i posterunków meteorologicznych

12 Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych V rząd posterunki opadowe V rząd posterunki opadowe 1027 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

13 Na pd. Polski głównym środkiem łączności jest sieć radiowa, w regionach centralnych północnych, telefonia stacjonarna i komórkowa Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych (z funkcją sygnalizacji) Lp. 1 Stacje i posterunki (z funkcją sygnalizacji) III i IV rząd stacje klimatologiczne i posterunki meteorologiczne 243 Razem 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 77

14 Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych (z funkcją telemetryczną) 1 Posterunek meteorologiczny Posterunek meteorologiczny z MAWS 64 3 Posterunek opadowy 247 Zakres pomiarowy: 437 Łącznie: 4 37 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 konfiguracj Posterunek przesyła dane od co 5 minut do co 1 godzinę w zależności od konfiguracji Komunikacja: za pośrednictwem modemów telefonii komórkowej i satelitarnej

15 Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych (z funkcją telemetryczną) posterunek meteorologiczny

16 Dataloger Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych (z funkcją telemetryczną) posterunek meteorologiczny Czujniki Retransmiter Radiomodem

17 Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych (z funkcją telemetryczną) posterunek opadowy

18 Dataloger Sieć posterunków hydrologiczno-meteorologicznych (z funkcją telemetryczną) posterunek opadowy Czujniki Modem GPRS Radiomodem Retransmiter

19 Sieć radarów meteorologicznych POLRAD

20 RĘBIECHOWO ŚWIDWIN POZNAŃ LEGIONOWO PASTEWNIK RAMŻA BRZUCHANIA RZESZÓW Mapa Polski z siecią radarów meteorologicznych POLRAD (8)

21 Sieć wykrywania lokalizacji wyładowań atmosferycznych PERUN ( 8 )

22 OLSZTYN GORZÓW TORUŃ BIAŁYSTOK WARSZAWA KALISZ WŁODAWA CZĘSTOCHOWA SANDOMIERZ Mapa Polski z siecią wykrywania i lokalizacji wyładowań atmosferycznych PERUN

23 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.

24 ŁEBA LEGIONOWO WROCŁAW Mapa Polski ze stacjami aerologicznymi

25 Stacja odbioru danych satelitarnych Stacja odbioru danych satelitarnych odbiera dane z satelitów NOAA i EUMETSAT. Stacja ta jest zainstalowana w Krakowie.

26 Meteorologia nie może się obecnie obejść bez wielkoobszarowych zdjęć satelitarnych. 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.

27 Anteny do odbioru zdjęć z satelitów METEOSAT i NOAA Antena do odbioru zdjęć z satelity MSG

28 Stacje specjalne: 1.Agrometeorologiczne 2.Biometeorologiczne 3.Fenologiczne 4.naukowe

29 Miejsce obserwacji meteorologicznych Lokalizacja stacji: stacja meteorologiczna - 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

30 Ogródek meteorologiczny

31 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.

32 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

33 Przyrządy na stacji meteorologicznej

34 Ogródek meteorologiczny- przyrządy podstawowe

35 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 przepływ powietrza. 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

36 - dwa termometry zwykłe ("suchy" i "zwilżony ) - termometry ekstremalne : maksymalny i minimalny - czujnik temperatury i wilgotności - Vaisala

37 Termometry: suchy i zwilżony

38 Termometry ekstremalne

39 Czujniki do pomiaru temperatury powietrza i wilgotności powietrza

40

41 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)

42

43 Termometr przygruntowy

44

45 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.

46

47

48 Powierzchnia otworu wlotowego 200 cm 2 Pojemność komory pływakowej 200 cm 3 co odpowiada 10 mm opadu. Umieszczony jest w niej pływak z ramieniem piórka które rejestruje na nawiniętym na bębnie papierze zmianę ilości opadów Pluwiograf pływakowy

49 Detektor opadów

50 Wiatromierz Umieszczony na maszcie 10 m n.p.g

51 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).

52 Aparatura dodatkowa głównie na stacjach synoptycznych

53 5 Czujnik do pomiaru usłonecznienia Urządzenie do automatycznego pomiaru dobowej sumy usłonecznienia - Vaisala Pomiar polega na zliczaniu czasu występowania bezpośredniego promieniowania przekraczającego 120 W/m 2. Czujnik MAWS.

54 4 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.

55 1 Widzialnościomierz - Vaisala Pomiar widzialności poziomej w zakresie od 10 m do 50 km. Czujnik MAWS - automatycznej stacji meteorologicznej nadajnik odbiornik

56 2 Laserowy miernik podstawy chmur - Vaisala Pomiar wysokości podstawy chmur niskich, do 2500 m. Czujnik MAWS.

57 Wnętrza stacji hydrologiczno - meteorologicznych

58

59 Automatyczna stacja meteorologiczna MAWS 301

60 Drogowa stacja meteorologiczna

61 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