Метеорологічні спостереження і способи їх графічного зображення

1. 1
ГОЛОВНЕ УПРАВЛІННЯ ОСВІТИ І НАУКИ
ХАРКІВСЬКОЇ ОБЛАСНОЇ ДЕРЖАВНОЇ АДМІНІСТРАЦІЇ
ХАРКІВСЬКЕ ТЕРИТОРІАЛЬНЕ ВІДДІЛЕННЯ
МАЛОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ
Відділення Історико-географічне
Секція Кліматологія і метеорологія
Обробка власних метеорологічних спостережень і способи їх
графічного зображення
Виконала:
Кумова Жанна Артурівна,
учениця 9-А класу
Харківської загальноосвітньої
школи І-ІІІ ступенів №60
Харківської міської ради
Харківської області
Керівник:
Синяєва Оксана Анатоліївна,
спеціаліст вищої категорії ,
вчитель географії
Харківської загальноосвітньої
школи І-ІІІ ступенів №60
Харківської міської ради
Харківської області
Харків – 2016

2. 2
ЗМІСТ
Вступ
Розділ І………………………………………………………………..4
Теоретичначастина………………………………………………….4
1.1 Метеорологічні спостереження…………………………………5
1.2 Прилади для метеорологічнихспостережень…………………5
Розділ ІІ
Практична частина………………………………………………………….6-13
2.1Статистичні методи обробкиметеорологічнихспостережень……….6
2.2 Різноманітні способизображення метеорологічнихелементів……..7-13
а)графік температури повітря
б) атмосфернийтиск - секторна діаграма
в)напрям вітру - графік «розавітрів»
г)хмарність – графік з накопичуванням
Висновки……………………………………………………………………14
Списоквикористанихджерел……………………………………………15

3. 3
ВСТУП
Мета роботи : дослідити зміни метеорологічнихпоказників : температури повітря, ,
атмосферний тиск, напрям вітру, хмарність, за допомогою різноманітних приладів,
Визначити способи графічного зображення метеорологічнихелементів
Проаналізувати різноманітні способиграфічного зображення метеорологічних
елементів і визначитидоцільність їхнього застосування.
Задачі дослідження:
1. Опрацювати першоджерела з даної тематики.
2. За допомогоюметеоприладів провестиспостереження за метеорологічними
елементами: температури повітря, атмосфернийтиск, напрям вітру, хмарність.
Скласти таблиці даних метеорологічних показників за допомогою програми
Excel.
3. Статистичні методи обробкивласнихметеорологічнихспостережень.
4. З’ясуватиоптимальні способи графічного зображення данихметеорологічних
елементів.
5. Нанесення метеорологічнихелементів за допомогою різнихспособів
графічного зображення, задопомогою програмиExcel.
6. Порівняльна характеристика способів графічного зображення
метеорологічнихелементів .

4. 4
Розділ І
Теоретичначастина
1.1 Метеорологічні спостереження
Метеорологія - наука про атмосферу, її склад, будову, властивості, фізичних і
хімічних процесах, що протікають в атмосфері. Ці процесимають вплив на
життя людини.
Завданнямиметеорології є опис стану атмосферив даний момент часу,
прогноз її стануна майбутнє, розробкаекологічних рекомендацій і, в
кінцевому рахунку, забезпечення умов безпечного ікомфортного існування
людини.
Метеорологічні спостереження - це вимірювання метеорологічнихвеличин, а
також реєстрація атмосфернихявищ. До метеорологічних величин
відносяться:температура і вологість повітря, атмосфернийтиск, швидкість і
напрям вітру, кількість і висотахмар, кількість опадів, До атмосфернихявищ
відносяться:гроза, заметіль, пилова буря, туман, і т.д.
Результати метеорологічнихспостережень використовують у складанні
діаграм, графіків, альбомів, таблиць. Мета метеорологічних спостережень у
тому, щоб навчити учнів найпростіших методів (інструментальні, візуальні)
ведення спостережень за природнимиявищами; правильно фіксувати і
описувати в щоденниках спостережуваніявища; аналізувати умови погодиі
знаходити найпростіші взаємозв’язкиміж окремимиметеорологічними
елементами, використовуючикомп’ютернітехнології.
1.2 Прилади для метеорологічнихспостережень
Термомéтр(грец. θερμός — тепло; грец. μετρέω — міряю) — прилад для
вимірювання температури через перетворення тепла в покази або в сигнали.
Існують різні види термометрів: рідинні, механічні, електричні, оптичні,
газові, інфрачервоні. Частина термометра, яка перетворює теплову енергію у
сигнал на основііншого виду енергії, називається чутливим елементом або

5. 5
вимірювальним перетворювачем. Прилад може бути проградуйованийу
різних шкалах (шкала Цельсія, шкала Кельвіна, шкала Фаренгейта).
. Для вимірювання тиску повітря використовуються:
Барометр (від грец. βάρος — вага, тиск та грец. μετρέω — виміряти) —
прилад для вимірювання атмосферного тиску. Також може застосовуватися
як альтиметр, для вимірювання висотинад рівнем моря. Розрізняють декілька
типів барометрів:ртутний барометрі барометр-анероїд.
Ртутний барометр.Утаких барометрів вага стовпчика рідини (води або ртуті)
врівноважується тиском атмосфери. Такі барометри являють собою скляну
трубку, заповненою рідиною та запаяною з одного кінця. Трубка
встановлюється вертикально, відкритим кінцем униз, у посудину з рідиною.
Висота стовпчика рідини є пропорційна тиску, тому тиск вимірюється у
міліметрах ртутного стовпа — «мм рт. ст.» або міліметрах водяного стовпа
— «мм вод. ст.» (1 мм рт. ст. = 13,5951 мм вод. ст.). В США, також
використовують дюйм ртутного стовпа — «inHg».
Анероїди(від грец. α, «не» та грец. νηρος, «вологий» — тобто «безводний»),
у яких зміна атмосферного тиску змушує стискуватися або розширюватися
гофровану металеву коробку (вакуумну камеру) з розрідженим повітрям
усередині. Ці деформації, за допомогою системи важелів та шарнірів,
передаються стрілці, що рухається по шкалі, на якій стоять позначки, які
відповідають тиску. Показники анероїда з часом змінюються, внаслідок
зміни пружності стінок коробки, тому його необхідно час від часу звіряти з
ртутним барометром. Завдякисвоїй портативності, широко застосовується в
експедиціях, а також як висотоміри (тоді шкалу анероїда градуюють у
метрах). Флю́ гер— прилад для визначення напрямку і швидкості вітру, один
з давніх винаходів людства. Основне призначення їх — вказувати напрямок
вітру. Сучасні флюгери найчастіше виготовляють із сталі або міді. Зазвичай
розмір флюгера для будинку становить 40-80х70 см .Флюгер складається з
деталі, що обертається — флюгарки з покажчиком сторін, рози вітрів.

6. 6
РОЗДІЛ ІІ
ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА.
2.1Статистичні методи обробки метеорологічних спостережень
Статистичний підхід до вивчення атмосферних явищ як випадкових процесів
забезпечує встановлення перебігу їх закономірнихособливостей, характеру
їх формування і розвитку. Визначення закономірностейдосліджуваних явищ
забезпечується фактичним даними, що отримані за умов багатократності
вимірів. У метеорологічній практиці дослідження погодияк випадкових
явищ, забезпечені багаторазовимивимірюваннямиметеорологічнихвеличин
протягом доби. Вихідними даними для побудови закономірностейперебігу
атмосферних процесів є експериментальні дані – метеорологічні
спостереження, на основіяких формуються абстрактніпоняття.
Метеорологічні спостереження – це кількісна характеристика атмосферних
явищ і процесів, що подають значення метеорологічних величин. Вони у
процесіспостережень набувають різних значень, тому вони і називаються
випадковими. До них відносяться температура і вологість повітря, хмарність
і опади, атмосферний тиск і вітер та ін.
До упорядкованихрядів відносять ранжованийряд і згрупованийряд.
Ранжований ряд – це упорядкування значень метеорологічних величин у
відповідності до їх зростання або спадання .
Згрупованийряд – це ряд де встановлена повторюваність значень
метеорологічнихвеличин у відповідних інтервалах. Метод побудови
згрупованогорядуполягає у тому, що значення метеорологічних величин
розміщаються у інтервалах, на які розбивається увесь діапазон значень
даного фактичного матеріалу. У практиці гідрометеорологічнихдосліджень
постійно мають справу з необхідністю систематизації атмосфернихявищ і
процесів, а при розв’язанніпрогностичнихзадач необхідно групувати
досліджувані атмосферні об’єкти, однорідність елементів яких проявляється
у межах виділених груп.

7. 7
2.2 Різноманітніспособи зображенняметеорологічнихелементів
Температура повітря., січень 2016 рік
Таблиця №1
01 -13 02 -15
03 -140 16 -1
04 -150 17 -3
05 -170 18 -5
06 -140 19 -5
07 -70 20 -5
08 0 21 -6
09 -70 22 -12
10 -40 23 -12
11 -70 24 -13
12 +1 25 -18
13 +2 26 -15
14 0 27 -5
15 -4 28 +2
29 +2 30 +2
31 +3
Сума температур = -205С
Середня температура за місяць = -7С
Максимальна температура = +3С
Мінімальна температура = -18 С
Амплітуда температур=+3- ( -18)=210С
На основіспостережень за температурою повітря був побудованийграфік
температури повітря за допомогою програми Excel.

8. 8
Графік температури повітря, в 0С за січень 2016 рік
Визначення атмосферного тиску за січень 2016 рік.
Таблиця №2
Дата Атмосферний
тиск, мм.рт.ст.
10 745 19 737
01 757 11 732 20 750
02 758 12 732 21 750
03 752 13 738 22 756
04 747 14 742 23 755
05 745 15 752 24 758
06 746 16 744 25 757
07 740 17 743 26 756
08 740 18 735 27 748
09 747 28 745 29 750
10 745 30 750 31 742
Діаграма значень атмосферного тискуза січень 2016 року.
Полярна система координат.
-20
-15
-10
-5
0
5
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31
Температура
повітря0С
Столбец2
Столбец3
710
720
730
740
750
760
1
2 3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
141516171819
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
3031
Атмосферний тиск,
мм.рт.ст.
Столбец2

9. 9
Автор роботитакож обробиласвої метеорологічніспостереження за
атмосферним тиском і виділила групи даних по атмосферномутиску, з
подальшоюїх обробкою.
Атмосфернийтиск Дні Значення у %
730-735 3 10%
736-741 4 14%
742-747 10 32%
748-753 7 22%
754-760 7 22%
Після ранжування були визначені дні, коли спостерігався однотипний
атмосфернийтиск і побудованасекторна діаграма значень атмосферного
тиску на основівласних спостережень за січень 2016 року.
Візуальне визначення хмарності за січень 2016 року.
Дата Хмарність, у % 11 100% 21 100%
01 50% 12 100% 22 20%
02 20% 13 100% 23 20%
03 0 14 100% 24 50%
04 20% 15 20% 25 0
05 100% 16 100% 26 20%
06 100% 17 20% 27 100%
07 100% 18 100% 28 100%
08 100% 19 100% 29 100%
Значення
730-735
736-741
742-747
748-753
754-760

10. 10
09 100% 20 100% 30 50%
10 100% 31 100%
0- безхмарно;
20%- незначна хмарність;
50%- середня хмарність;
100%- суцільна хмарність.
Були проведенірозрахункипо визначенню днів із хмарністю і
побудованідіаграми хмарностіі графік із накопичуванням днів
хмарності.
Таблиця №3
Хмарність Дні Значення у%
безхмарно 3 10%
Незначна
хмарність
7 22%
Середня
хмарність
3 10%
Суцільна
хмарність
18 58%
Стовпчиковадіаграма хмарності за даними візуальних
спостережень.
0
10
20
30
40
50
60
3 дні 7днів 3 дні 18 днів
безхмарн.нез. Хмарн.сер . Хмарнсуц. Хмарн
Series1

11. 11
Графік хмарності із накопичуванням
Автор роботи проводила спостереження за напрямом вітру за допомогою
флюгера і визначила напрямок вітру, який спостерігався протягом січня
2016 року.
Напрямок вітру за січень 2016 року.
Дата Напрям
вітру
16 ПД-СХ
01 ПН-СХ 17 ПН
02 ПН-СХ 18 ПН
03 ПН-ЗХ 19 ЗХ
04 ПД-ЗХ 20 ЗХ
05 ПН-СХ 21 ПД-СХ
06 ПД-СХ 22 СХ
07 СХ 23 ЗХ
08 СХ 24 ПН-ЗХ
09 ЗХ 25 -------
10 ЗХ 26 СХ
11 ПН-СХ 27 ПД-ЗХ
12 ПН-СХ 28 ПД-ЗХ
13 ПД-ЗХ 29 ЗХ
14 ПД 30 ПД-ЗХ
15 ЗХ 31 ПД
0
10
20
30
40
50
60
70
безхм. незн. Хмарн. сер.хмарн суц. Хмарн.
Series1

12. 12
Було проведено ранжування напрямків вітрів і визначена повторюваність
напрямків вітрів протягом січня 2016 року.( Див табл№4)
Таблиця №4
Напрямок вітру Кількість днів
ПН-СХ 4
ПН-ЗХ 2
ПД-ЗХ 5
СХ 4
ЗХ 7
ПД-СХ 4
ПД 2
ПН 2
На основі розрахунків автор побудувала графік напрямку вітру за січень
2016 року у полярній системі координат.
Графік рози вітрів за січень 2016 року.
Також автор роботи на основі метеорологічних спостережень за напрямком
вітру також побудувала лінійну діаграму розподілу напрямку вітру.
0
2
4
6
8
ПН-СХ
ПН-ЗХ
ПД-ЗХ
СХ
ЗХ
ПД-СХ
ПД
ПН
Series1

13. 13
ПН_ЗХ
ПД-ЗХ
СХ
ЗХ
ПД-СХ
ПД
0 2 4 6 8
4
4

14. 14
ВИСНОВКИ.
Температура повітря і атмосфернийтиск були обробленіза допомогою
ранжованого ряду. Кращевідображення температури спостерігалось на
циліндрічній діаграмі, а атмосферного тиску – на секторній.
Хмарність і напрямоквітру були обробленіза допомогою згрупованих
рядів. Графік з накопичуванням і стовпчиковадіаграма рівномірно
відображають показники хмарності.При графічному зображеннінапрямків
вітру більш детальна повторюваність спостерігається на графіку розивітрів,
що складено у полярній системікоординат.
Людині необхідно мати уявлення про погодніумови, які були, є і, що
особливо важливо, супроводжуватимуть його існування на Землі. Без знання
метеорологічнихумов не можливо правильно вести сільськогосподарські
роботи, будувати та експлуатувати промисловіпідприємства, забезпечувати
нормальнее функціонування транспорту, особливоавіаційного та водного.

15. 15
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ.
1. Астапенко П. Д. Вопросы о погоде/ П. Д. Астапенко. –
Л. : Гидрометеоиздат, 1982. – 240 с.
2. Борисенков Е. П. Тысячелетняя летопись необычайныхявлений природы /
Е. П. Борисенков,В. М. Пасецкий. – М. : Мысль, 1988. – 522 с.
3. Гончаренко С. У. Фізика атмосфери/ С. Гончаренко. – К. : Либідь, 1990. –
124 с.
4. Дымников В. П. Основы математическойтеории климата / В. П.
Дымников, А. Н. Филатов. – М. : ВИНИТИ, 1994. – 256 с
5. Матвеев Л. Т. Курс общей метеорологи: Физика атмосферы / Л. Т.
Матвеев. – Л. : Гидрометеоиздат, 1984. – 752 с.
6. РощинА. Н. Сам себе синоптик. Приметы, наблюдения, прогнозы /А. Н.
Рощин. – К. : Рад. шк., 1990. – 195 с.
7.Климат северо-востокаУкраины: Методическиеуказания для студентов
географическогоотделения. ХГУ 1993
8.Гуральник П.Н., Дубинський Г.П., Мамиконова С.В. Метеорология.
Ленинград. - Гидрометеоиздат, 1982. – 416 с.
9. Научно–прикладной справочник по климату ССР. - Сер. 3.
Многолетние данные. – Ч. 1 - 6. - Вып. 10. - Украинская ССР. -
Кн. 1. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1990. - 608 с.
10.Настанова гідрометеорологічним станціям і постам випуск 3, частина 1.
Метеорологічні спостереження на станціях. Державна гідрометеорологічна
служба. Київ 2011