Анализ организации технической эксплуатации метеооборудования на примере автоматического метеорологического комплекса (АМК) на станции

         В ряде случаев потребуется  внести изменения в типовую  компоновку отдельных станций,  что позволит вести измерения  и регистрацию данных в полуавтоматическом  режиме, сократив, таким образом,  потребность в персонале.

       Например, в июле 2010 года на МГ-2 Озерки Выборгского района был установлен автоматизированный метеорологический комплекс 2009 года выпуска, что в разы повысило качество передаваемой метеорологической информации.

       Результатом реализации модернизации сети, которая  предполагается завершить в 2010 году, должно стать:

• более точное прогнозирование погоды с большей заблаговременностью, что приведет к уменьшению ущерба для имущества и человеческих жертв, вызванных экстремальными погодными явлениями;
• улучшение планирования при разработке и эксплуатации инфраструктуры и системы транспорта в России, планирования сельскохозяйственных работ и предоставления коммунальных услуг;
• уточнение представления о глобальной синоптической ситуации в результате улучшения возможностей для глобального моделирования, ускорение обмена данными и улучшение прогнозирования погоды по территории страны, региона, соседних государств.

       Так, расчеты показали, что экономический  эффект в результате повышения качества и долгосрочности прогнозов может превысить 7 млрд. долларов в год, при этом общий экономический эффект от деятельности Росгидромета (размер потенциально предотвратимых потерь как результат его работы) будет расти на 20% в год по сравнению с существующим на данный момент уровнем (330 млн. долларов). 

2. Стратегия деятельности в области  гидрометеорологии  и смежных с  ней областях на период до 2030 года

 

       Настоящая Стратегия разработана с целью  обеспечения реализации Концепции  долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года в части информационного обеспечения защиты населения от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного

характера, сохранения и защиты природной среды, повышения эффективности деятельности погодозависимых отраслей экономики (водохозяйственный комплекс, аграрный сектор, транспортная, энергетическая и другие отрасли) на период до 2030 года.

       Настоящая стратегия определяет основные направления  развития деятельности в области метеорологии и смежных с ней областях (гидрологии, климатология, агрометеорология, гидрология, океанология, гелиогеофизика, область активных воздействий на метеорологические и другие геофизические процессы), мониторинга окружающей среды, ее загрязнения, в том числе ионосферы и околоземного космического пространства, а также в области предоставления информации о состоянии окружающей среды, ее загрязнении и об опасных природных явлениях. Своевременная и достоверная информация о фактическом и прогнозируемом состоянии окружающей среды является основой для принятия решений по обеспечению гидрометеорологической безопасности и максимальной реализации конкурентных преимуществ Российской Федерации, обусловленных ее географическим положением.

       Для достижения цели настоящей Стратегии  необходимо решить задачи модернизации, технического перевооружения и выведения на современный мировой технологический уровень всех элементов взаимоувязанных систем получения информации о состоянии окружающей среды, ее сбора, анализа и обработки данных, их накопления и архивации, а также формирования информационной продукции и доведения ее до потребителей. Кроме того, важно решать задачи институционального развития, совершенствования научно-методического и кадрового обеспечения деятельности гидрометеорологической службы и дальнейшего развития международного сотрудничества в этой сфере [13].

       Основные  требования к системам наблюдений, обработки данных, телесвязи и управления данными, к точности и эффективности гидрометеорологического прогнозирования, международному обмену данными наблюдений и обработанной информацией, методическому и метрологическому сопровождению, научным исследованиям и кадровому обеспечению в области гидрометеорологии и смежных с ней областях, а также к гидрометеорологическому обеспечению формируются Всемирной метеорологической организацией.

       Всемирная метеорологическая организация, основанная в 1950 году, является специализированным учреждением Организации Объединенных Наций и осуществляет координацию деятельности национальных метеорологических и гидрологических служб на международном уровне. В настоящее время состав Всемирной метеорологической организации насчитывает 189 государств и территорий - членов этой организации. Деятельность и обязательства членов этой организации и их национальных гидрометеорологических служб определяются Конвенцией Всемирной метеорологической организации (1947 год), техническими регламентами и другими документами Всемирной метеорологической организации.

       Развитие наблюдательной сети:

       Основой системы получения информации о  состоянии окружающей среды является наблюдательная сеть, включающая в  себя наземную систему стационарных и подвижных пунктов наблюдений, предназначенных для наблюдений за физическими и химическими процессами, происходящими в окружающей среде, определения ее гидрометеорологических и гелиогеофизических характеристик, а также для определения уровня загрязнения атмосферного воздуха, почв и водных объектов, в том числе по гидробиологическим показателям, и космическую наблюдательную систему.

       Развитие  наблюдательной сети будет осуществляться за счет комплексного решения задач по расширению различных видов наблюдений. При этом значительное развитие получат такие важнейшие виды наблюдений, как метеорологические, гидрологические, метеорологические радиолокационные и аэрологические, а также наблюдения за составом атмосферы, загрязнением окружающей среды и формированием цунами.

       Важнейшей частью наблюдательной сети является государственная наблюдательная сеть - наблюдательная сеть федерального органа исполни

тельной власти в области гидрометеорологии  и смежных с ней областях, совмещающая функции климатической (основа мониторинга климата) и синоптической (основа оперативного гидрометеорологического обеспечения) сетей. Государственная наблюдательная сеть обеспечивает проведение 30 видов наблюдений - метеорологических, гидрологических, аэрологических и других наблюдений.

       Для решения задачи обеспечения модернизации и развития государственной наблюдательной сети в целях повышения качества информационного обеспечения необходимо осуществить:

• увеличение количественного состава пунктов государственной наблюдательной сети (с учетом рекомендаций Всемирной метеорологической организации);
• оснащение ее современными автоматизированными и автоматическими средствами наблюдений, приборами, аналитическим и вспомогательным оборудованием, а также надежными системами связи;
• обеспечение производственными зданиями и сооружениями;
• создание условий, обеспечивающих привлечение высококвалифицированных специалистов.

       Развитие  государственной наблюдательной сети должно осуществляться в увязке с программами социально-экономического развития страны с учетом информации, получаемой территориальными системами наблюдений субъектов Российской Федерации и локальными системами наблюдений юридических и физических лиц.

       Система наземных метеорологических наблюдений: одной из важнейших характеристик системы наземных метеорологических наблюдений является плотность пунктов метеорологических наблюдений.

       Для решения проблемы развития системы  наземных метеорологических наблюдений необходимо увеличить плотность государственной наблюдательной сети путем доведения количества имеющихся сегодня пунктов метеорологических наблюдений (1691 единица) до минимально необходимого количества - 2300 единиц, из которых 600 - автоматические метеорологические станции. При этом необходимо учесть научно-методическое обоснование и экономические факторы, определяющие географию размещения пунктов метеорологических наблюдений.

       Кроме увеличения количества пунктов метеорологических  наблюдений необходимо провести полную техническую модернизацию системы наземных метеорологических наблюдений за счет внедрения автоматизированных метеорологических комплексов, современных средств связи и обработки информации на метеорологических станциях.

       В последующем необходимо предусмотреть  переоснащение системы наземных метеорологических наблюдений техническими средствами второго поколения и  полную автоматизацию наблюдений, сбора  и первичной обработки результатов наблюдений и обслуживания потребителей.

       В ходе реализации настоящей Стратегии  необходимо осуществить более тесное взаимодействие наблюдательных сетей всех участников деятельности метеорологической службы на основе современных средств телекоммуникации.

       В этом случае общее количество пунктов  метеорологических наблюдений на территории России к 2030 году составит 5400 единиц, индекс плотности пунктов наблюдения метеорологической сети на всей территории страны составит 3,5, что близко к рекомендованному Всемирной метеорологической организацией показателю. 

1.3. Характеристика автоматического метеорологического комплекса 

       Автоматизированный  метеорологический  комплекс  АМК  (АМК-03, АМК-03/1, АМК-03П, АМК-03П/1, РМК-01, БМК-01) применяется для автоматических измерений и регистрации на компьютер значений основных метеорологических параметров атмосферы [14]:

       −     температуры воздуха (рис. 1.);

• температуру подстилающей поверхности (рис. 2.);

       −     скорость и направление горизонтального ветра (рис.3.);

       −     относительную влажность воздуха;

       −     атмосферное давления;

• количество и интенсивность жидких осадков (рис. 4.).

         

         Рис. 1. Датчик температуры                       Рис. 2. Термометр

               и влажности воздуха                         сопротивления ТСПТ 300 

 

       

          Рис. 3. Датчик скорости                         Рис. 4. Датчик жидких

               ветра RM Young                                       осадков RG 370

Рис. 5. Общая схема размещения оборудования

       АМК на мечте 

       

Рис. 6. Структурная схема соединения составных блоков изделия.

       АМК  выдает  в  компьютер  информацию  о  мгновенных  значениях  скорости  ветра (по трем  взаимно  перпендикулярным  направлениям)  и  температуры  воздуха  с  разрешающей способностью не хуже 0,01 м/с для скорости ветра  и не хуже 0,01 °С для температуры  воздуха с частотой  измерений  этих  значений,  устанавливаемой  от 10  до 160  Гц,  с последующим автоматическим вычислением до 60 статистических и турбулентных параметров атмосферы.

       Метрологические характеристики АМК нормируются только для усредненных значений измеряемых величин (табл. 1.1.).

Таблица 1.1.

Технические характеристики АМК

 
 

       В комплект поставки АМК также входит Windows-приложение «АМР Метеоролог» (рис. 7.), выполняющее в компьютере регистрацию первичных

данных  устройства, их вторичную математическую обработку и автоматическое сохранение результатов измерений.

       Для измерения температуры воздуха  и характеристик ветра в АМК  использован ультразвуковой метод, позволивший существенно повысить информативность измерений, точность и стабильность получения информации в условиях воздействия неблагоприятных внешних климатических факторов.