3.3 Метеорологічні спостереження

Метеорологічні дослідження передбачають спостереження за погодою і вивчення мікроклімату на польовому стаціонарі під час виїзного етапу краєзнавчої практики. Метеорологічні спостереження рекомендується проводити на відкритому майданчику, щоб, по-можливості, було видно весь горизонт. Вести спостереження слід у строки, встановлені для метеорологічних станцій (7.00, 13.00, 19.00 і 23.00 год. за місцевим часом). Вказані строки єдині для всіх метеостанцій. У туристському поході також треба точно витримувати їх, не допускаючи відхилень і пропусків. Студенти працюють з метеоприладами та здійснюють обробку результатів метеоспостережень за метеорологічними елементами, зазначеними у табл. 9.

До всіх метеорологічних спостережень висуваються чіткі вимоги, що мають строго виконуватися, тому що тільки в цьому випадку дані можуть бути якісними, достовірними та представляти науковий інтерес.

Характеристика погодних умов – важлива частина опису території дослідження. Цінність відомостей про погоду зростає тоді, коли після опитування місцевих жителів встановлюється типовість або нетиповість погодних умов, за яких проводився туристський похід.

Таблиця 9

БЛАНК

щоденних спостережень за метеорологічними елементами

Прізвище дослідника . Дата дослідження . Район дослідження . (область, район, місто, село)
Метеоелемент		7.00	13.00	19.00	23.00
Температура повітря, ^оС
Вологість, %
Атмосферний тиск, мм.рт.ст.
Вітер	Бали за шкалою Бофорта
	Характер
	Швидкість, м/с
	Напрямок за азимутом і сторонами
Типи хмар
Хмарність у балах
Видимість у балах
Особливі метеорологічні явища

Якщо у районі досліджень розташована метеорологічна станція, необхідно зробити екскурсію на неї для ознайомлення з роботою та спеціальними метеорологічним приладами. З розмови із спеціалістами-метеорологами з'ясовують, як впливають кліматичні та погодні умові на розвиток сільського господарства, яких заходів вжито у зв'язку з несприятливими кліматичними умовам Важливе значення мають також записані зі слів жителів місцеві особливості клімату та їх вплив на господарську діяльність людини (танення снігового покриву, снігопади і заморозки після сходження снігового покриву, весняні та осінні заморозки у повітрі й на поверхні ґрунту, перший снігопад, встановлення стійкого снігового покриву, замерзання водойм).

Температура повітря визначається термометром. Найбільш зручний в похідних умовах термометр-пращ. Спостереження належить робити в тіні і лише в крайніх випадках на сонці; тоді треба стати спиною до сонця і знімати показання термометра в тіні свого тіла.

Відносна вологість повітря – це величина, що характеризує вміст водяної пари в атмосфері, одна з найбільш суттєвих характеристик погоди і клімату.

Існує декілька типів спеціальних приладів – гігрометрів, за допомогою яких можна виміряти відносну вологість повітря: волосяний, мембранний, психрометричний, ваговий (абсолютний). Більш точніші показання дає психрометр.

У польових умовах вологість повітря може бути визначена психрометричним способом. Для цього спочатку вимірюють температуру повітря ртутним термометром і записують значення. Це так звані показання сухого термометра. Потім щільно обгортають голівку термометра мокрим батистом і через 10 хвилин знімають значення змоченого термометра. Тепер від значення, що показав сухий термометр, необхідно відняти значення, показані змоченим термометром, після чого по різниці визначити відносну вологість за психрометричною таблицею (табл. 10). Різниця між значеннями сухого і змоченого термометрів залежить від того, скільки в повітрі є пари, тобто, від вологості. Чим менше вологість, тим вище буде ця різниця.

Таблиця 10 Психрометрична таблиця для визначення відносної вологості повітря у літній період
Показання сухого термометра, ^оС	Різниця показань сухого і змоченого термометрів, ^оС
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	Відносна вологість, %
10	88	76	65	54	44	34	24	14	5
11	88	77	66	56	46	36	26	17	8
12	89	78	68	57	48	38	29	20	11
13	89	79	69	59	49	40	31	23	14	6
14	89	79	70	60	51	42	34	25	17	9
15	90	80	71	61	52	44	36	27	20	12	5
16	90	81	71	62	54	46	37	30	22	15	8
17	90	81	72	64	55	47	39	32	24	17	10
18	91	82	73	65	56	49	41	34	27	20	13
19	91	82	74	65	58	50	43	35	29	22	15
20	91	83	74	66	59	51	44	37	30	24	18
21	91	83	75	67	60	52	46	39	32	26	20
22	92	83	76	68	61	54	47	40	34	28	22
23	92	84	76	69	61	55	48	42	36	30	24
24	92	84	77	69	62	56	49	43	37	31	26
25	92	84	77	70	63	57	50	44	38	33	27
26	92	85	78	71	64	58	51	46	40	34	29
27	92	85	78	71	65	59	52	47	41	36	30
28	93	85	78	72	65	59	53	48	42	37	32
29	93	86	79	72	66	60	54	49	43	38	33
30	93	86	79	73	67	61	55	50	44	39	34
31	93	86	80	73	67	61	56	50	45	40	35
32	93	86	80	74	68	62	57	51	46	41	37
33	93	87	80	74	68	63	57	52	47	42	38
34	93	87	81	75	69	63	58	53	48	43	39
35	93	87	81	75	69	64	59	54	49	44	40
36	93	87	81	75	70	64	59	54	50	45	41
37	94	87	81	76	70	65	60	55	50	46	42
38	94	88	82	76	71	66	61	56	51	47	42
39	94	88	82	76	71	66	61	56	52	47	43
40	94	88	82	77	72	67	62	57	53	48	44
41	94	88	83	77	72	67	62	58	53	49	45
42	94	88	83	77	72	67	63	58	54	50	46
43	94	88	83	78	73	68	63	59	54	50	46
44	94	89	83	78	73	68	64	59	55	51	47
45	94	89	83	78	73	69	64	60	56	51	48

Відносну вологість повітря, а також значення точки роси, дефіциту точки роси, тиск насичення, абсолютну вологість можна розрахувати за значеннями температур сухого та змоченого термометрів за програмою «Психрометрические таблицы» ПО АРМ Аэролога», що доступна у мережі Інтернет [43].

Атмосферний тиск – тиск, з яким атмосфера діє на земну поверхню і всі предмети, що на ній розташовані. Він вимірюється в міліметрах ртутного стовпчика (мм рт.ст.) або мілібарах (мб): 1 мб = 0,75 мм рт.ст.; також використовують чисельно рівний мілібару показник гектопаскаля (1 гПа = 100 Па). Нормальним атмосферним тиском називають тиск в 760 мм рт.ст. (дорівнює 1013, 25 гПа) (на рівні моря й географічній широті 45° при температурі 0 °С). Відзначено коливання атмосферного тиску (на рівні моря) у межах 684–809 мм рт.ст. Коливання тиску відповідають приходу циклонів й антициклонів. На земній поверхні атмосферний тиск змінюється залежно від висоти місцевості, часу доби, температури повітря, сезону року. Тиск повітря зменшується з висотою – на 1 мм рт.ст. приблизно кожні 11 м (на 1 гПа – кожні 8 м), проте швидкість цього зменшення залежить від температури і вологості повітря.

Атмосферний тиск вимірюють за допомогою спеціального приладу – ртутного барометра. У походах і експедиціях користуються більш зручним приладом – барометром-анероїдом. «Анероїд» у перекладі з грецької означає «безрідинний»: у ньому немає ртуті. Головною його частиною є металева пружна коробочка, з якої викачали повітря. Це робить її дуже чутливою до змін тиску ззовні. При підвищені тиску вона стискується, при зниженні – розширюється. Ці коливання через особливий механізм передаються стрілці, яка вказує на шкалі величину атмосферного тиску в міліметрах ртутного стовпа. Знімати і фіксувати показання барометра-анероїда необхідно у відповідності до інструкції із використання даного приладу.

Вітер – потік повітря у горизонтальному напрямі, що виникає в результаті нерівномірного розподілу атмосферного тиску і спрямований від зони високого до зони низького тиску. Внаслідок безперервної зміни тиску в часі і просторі швидкість і напрям вітру постійно змінюються. З висотою швидкість вітру змінюється через зниження сили тертя. Для візуальної оцінки швидкості вітру слугує шкала Бофорта (табл. 12). Метеорологічний напрям вітру вказується азимутом точки, звідки дме вітер.

Хмари – скупчення на певній висоті в тропосфері продуктів конденсації водяної пари (водяні хмари) чи кристалів льоду (льодяні хмари), чи тих і інших (змішані хмари). При укрупненні хмарних елементів і зростанні їхньої швидкості падіння вони випадають із хмар у вигляді опадів. Утворення хмар пов'язане з виникненням в атмосфері областей з високою відносною вологістю.

Звичайно хмари спостерігаються в тропосфері. Тропосферні хмари поділяються на роди, види, різновиди за додатковими ознаками із відповідними латинськими найменуваннями відповідно до міжнародної класифікації хмар (рис. 1).

Хмарність – ступінь покриття неба хмарами (у певний момент або за певний проміжок часу), виражена в балах, октах або відсотках. Хмарність – один з важливих факторів, що визначають погоду й клімат. Завдяки ефекту екранування, вона перешкоджає як охолодженню поверхні Землі за рахунок власного теплового випромінювання, так і її нагріванню сонячною радіацією. В метеорології з метою оцінки хмарності застосовується 10-бальна шкала (табл. 13).

Таблиця 11

Міжнародна шкала видимості

Характеристика видимості	Бали	Інтервали видимості, км	Умови видимості
Дуже погана	0	0 – 0,05	Дуже сильний туман, сильний туман або дуже густий сніг
	1	0,05 – 0,2
	2	0,2 – 0,5	Помірний туман або сильний сніг
Погана	3	0,5 – 1	Слабкий туман, помірний сніг або сильна імла
	4	1 – 2	Помірний сніг, помірний серпанок або імла, дуже сильний дощ
Середня	5	2 – 4	Слабкий сніг, сильний дощ, слабкий серпанок, або імла
	6	4 – 10	Помірний дощ або дуже слабкий сніг, або слабкий серпанок, або імла
Добра	7	10 – 20	Слабкий дощ
Дуже добра	8	20 – 50	Без опадів
Виключна	9	> 50	Чисте повітря

Таблиця 12

Шкала Бофорта для візуальної оцінки швидкості вітру

Бали Бофорта	Характер вітру	Швидкість вітру			Дія вітру (ознаки)
					На суходолі	На морі, великих водосховищах та річках
		м / с	км / год.	вузли		зовнішній вигляд водойми	висота хвилі, м
							max		серед.
0	Штиль	0 – 0,2	Менше 1		Повна відсутність вітру. Дим з труб підіймається відвісно. Листя не ворушаться	Дзеркально гладка поверхня водоймища	0
1	Тихий	0,3 – 1,5	1 – 5	1 – 2	Дим з труб підіймається не зовсім відвісно – пливе. Флюгера не працюють	Легкі брижі, піни на гребнях немає	до 0,1
2	Легкий (бриз)	1,6 – 3,3	6 – 11	3 – 6	Відчувається обличчям як легкий подув. Листя шелестять, флюгера працюють	Короткі хвилі	до 0,3
3	Слабкий	3,4 – 5,4	12 – 19	7 – 10	Коливаються листя і дрібні гілки. Майорять легкі прапори	Легке хвилювання на воді, зрідка утворюються маленькі барашки та невеликі хвилі	0,6
4	Помірний	5,5 – 7,9	20 – 29	11 – 16	Коливаються тонкі вітки дерев. Вітер підіймає пил та уривки паперу	Невеликі хвилі, деякі із білими гребенями	1,5	1
5	Свіжий	8,0 – 10,7	30 – 39	17 – 21	Коливаються вітки и тонкі стовбури дерев, вітер відчувається рукою	Білі «барашки» и бризки, що летять з гребенів хвиль	2,5	1,8–2
6	Сильний	10,8 – 13,8	40 – 50	22 – 27	Коливаються товсті вітки дерев, тонкі дерева гнуться, гудять телефонні проводи, парасольки важко використовувати	Білі гребені займають значні площі, утворюється водяний пил	4	3
7	Кріпкий	13,9 – 17,1	51 – 61	28 – 33	Коливаються невеликі стовбури дерев, гнуться великі вітки, важко йти проти вітру	Хвилі збільшуються, гребені хвиль зриваються вітром, утворюється піна	5,5	4
8	Дуже кріпкий	17,2 – 20,7	62 – 74	34 – 40	Ламаються тонкі и сухі вітки дерев, говорити на вітру неможна, йти проти вітру дуже важко	Сильне хвилювання на воді	7,5	5,5
9	Шторм	20,8 – 24,4	75 – 87	41 – 47	Невеликі руйнування. Зриваються покриття з дахів, черепиця та димові труби. Пішоходи пересуваються із трудом	Дуже сильне хвилювання на воді, високі хвилі	10	7
10	Сильний шторм	24,5 – 28,4	88 – 101	48 – 55	На суші трапляється рідко. Значні руйнування будівель, вітер валить дерева, вириває їх із коренем	Поверхня водоймища біла від густої піни, сильний грохот дуже великих хвиль	12,5	9
11	Жорстокий шторм	28,5 – 32,6	102 – 117	56 – 63	Спостерігається дуже рідко. Супроводжується руйнуванням на великих просторах	Виключно високі хвилі, судна невеликих розмірів час від часу ховаються з виду	16	11,5
12	Ураган	32,6+	118+	64+	Усе зруйновано	Виключно погана видимість. Повітря наповнене піною і бризками. Море усе вкрите смугами піни	> 16

Таблиця 13 Візуальне визначення хмарності
Бали	Захмарена частина неба	Стан неба
0	0/8	Ясно, хмари відсутні
1 2 3	1/8	Незначні (розсіяні) хмари
	2/8
4	3/8	Розкидані (окремі) хмари
5	4/8
6	5/8	Значні (розірвані) хмари
7	6/8
8	7/8
9	8/8	Суцільні хмари, небо не видне
10

Видимість, дальність видимості – відстань, на яку вдень обриси предметів, за якими спостерігають, стають нечіткими. Розрізняють денну, смеркову і нічну видимість. Для нічної видимості, крім того, слід розрізняти видимість об'єктів, що світяться і не світяться.

Видимість характеризується дальністю, тобто відстанню, на якій спостережуваний об'єкт стає непомітним оком (табл. 11).

Видимість залежить від наявності в повітрі частинок пилу, найдрібніших крапельок і кристалів води, які розсіюють світло і зменшують дальність видимості від декількох кілометрів до декількох десятків метрів.

Серпанок, туман, випадання опадів, завірюха, запорошена буря згладжує відмінності в яскравості і кольорі віддалених предметів, і цим погіршує їх видимість аж до повного їх зникнення. Видимість визначається також особливостями зору окремих людей.

Рис. 1 – Основні різновиди хмар відповідно до міжнародної класифікації

Особливі метеорологічні явища. До таких явищ належать: випадіння різних атмосферних опадів (дощ, роса, сніг, крижаний дощ, крупа, град, крижані голки, іній, ожеледиця, туман), грозові явища (гроза, блискавка), оптичні (гало, веселка, північне сяйво, мерехтіння зірок), а також буревій, сухий туман тощо. Їх вияви обов’язково слід фіксувати у щоденнику практики, фотографувати їхні наслідки тощо.

Отримані у результаті спостережень метеорологічні дані оформлюються у звіті з краєзнавчої практики у вигляді зведених таблиць, графіків, діаграм, а бланки вихідних метеорологічних даних, отримуваних у польових умовах, докладаються у вигляді окремого додатку.