O SLEDOVANÍ ATMOSFÉRY A POČASIA

 

 

Meteorológia je vedná disciplína zaoberajúca sa meraním fyzikálnych parametrov atmosféry a pozorovaním počasia, interpretáciou meraní a pozorovaní, a vytváraním predpovedí počasia - prognózou.

 

Na meranie a pozorovanie atmosféry sú potrebné meteorologické stanice s prístrojovým vybavením. Na interpretáciu meraní a pozorovaní je potrebná výpočtová technika so špeciálnym softvérom. Na prenos dát a šírenie spracovaných informácií sú potrebné výkonné prenosové dátové zariadenia.

 

V meteorológii sa využíva široká škála moderných meracích technológií.

 

Na pozemných meteorologických staniciach je základná technika na meranie zrážok, teploty, tlaku, vlhkosti, smeru a rýchlosti vetra, ... Mnohé údaje sú merané automatickými zariadeniami. Dopĺňané sú pozorovateľmi vizuálnym pozorovaním meteorologických javov, typov oblakov, ... Pozemné meteorologické stanice sú rozmiestnené po povrchu planéty a vzájomne sú vzdialené 30 až 50 km. Pozorovací obzor pre prístroje možno označiť ako bodový, obzor pozorovateľa je daný okolitým reliéfom ( 10 až 20 km ). Pozorovanie pozorovateľa je subjektívne. Počet staníc vo svete je približne 10 000.

 

Dôležitým meraním je aerologické sledovanie atmosféry. Aerologické merania sa robia prostredníctvom sondy vypúšťanej balónom do výšky okolo 30 km. Sonda vysiela dáta - tlak, teplotu, vlhkosť, smer a rýchlosť vetra merané po takmer vertikálnej dráhe letu - na sondážne prijímacie zariadenie. Aerologické stanice sú od seba vzdialené 100 až 300 km. Počet staníc vo svete je približne 1 000.

 

Výsledky meraní sa zostavujú do medzinárodne dohodnutých dátových štruktúr. Dáta sú vysielané do meteorologických centier prostreníctvom Globálneho Telekomunikačného Systému Svetovej Meteorologickej Organizácie - GTS WMO. V centrách sú informácie dostupné pre používateľov.

 

Uvedené meracie technológie sú kontaktné - senzory sú v priamom styku s prostredím atmosféry.

 

Druhú skupinu meracích technológií predstavujú zariadenia na diaľkový prieskum atmosféry, tzv. „remote sensing“, teda zariadenia snímajúce parametre atmosféry prostredníctvom elektro-magnetického žiarenia alebo akustických vĺn. Patria sem meteorologické družice ( rádiometre ), meteorologické radary, sodary, lidary a iné zariadenia.

 

Stacionárne a orbitálne meteorologické družice snímajú pasívne rádiometrami povrch Zeme.

 

Stacionárne družice sú na stacionárnej dráhe vo výške približne 36 000 km, snímajú temer celý povrch privrátenej časti Zeme, teda kruh s priemerom približne 12 000 km.

 

Orbitálne družice sú na obežnej dráhe vo výške okolo 200 km, snímajú úzky pás povrchu Zeme, ktorý je široký približne 3 000 km.

 

Družicové snímky dávajú používateľovi celkový pohľad na rozloženie oblačných polí. Výrazné fronty spojené s intenzívnymi zrážkami majú rozsah oblačných polí mnoho stoviek kilometrov. Družicová informácia je nasnímaná teplota povrchu Zeme, kde najteplejšie oblasti sa zvyknú znázorňovať tmavšími farbami a oblaky, ktoré sú studené, svetlejšími farbami.

 

Interpretácia družicových informácií je komplikovaná a nejednoznačná, keďže je známa iba informácia o povrchu oblakov a ostatných objektov na zemskom povrchu.

 

Meteorologické radary sú meracie zariadenia, ktoré prostredníctvom elektromagnetických vĺn v pásmach K, X, C, S a L ( f ~ 10 až 1 GHz ) detekujú rozptýlený signál od častíc tvoriacich oblačné polia.

 

Úlohou radaru v meteorológii je v prvom rade „zväčšiť dosah ľudského oka“. Pri pokrytí oblohy oblakmi vie človek, podľa obmedzení horizontom, vizuálne určiť polohu oblakov a posúdiť, či sú nositeľmi poveternostných javov ( búrka, prehánka, sneženie, ... ). To robí pozorovateľ na meteorologickej stanici.

 

Z vizuálneho pozorovania však nie je možné zistiť priestorový rozsah oblačných polí a vnútornú štruktúru oblakov. To je druhá úloha radaru, „zmerať parametre oblačných polí“.

 

Informácia z meteorologickej družice dáva plošnú predstavu o rozsahu oblačných polí. V detaile však družicová informácia stráca význam. Tu je vhodnejší radar poskytujúci priestorový obraz a štruktúru oblačných polí.

 

Predpoveď počasia sa robí prostredníctvom prognostických modelov, kde vstupnými dátami sú predovšetkým aerologické merania a pozorovania z meteorologických staníc. Výsledkom sú podklady pre meteorológa, ktorý predpoveď zostaví. Predpovede sú krátkodobé ( od 24 do 72 h ), strednodobé ( od 96 do 240 h ) a dlhodobé ( viac jako 240 h do jedného mesiaca ). Radarové a družicové merania tu slúžia ako podporná informácia pri tvorbe predpovede počasia.

 

Okrem týchto predpovedí existuje veľmi krátkodobá predpoveď ( „very short-range forecast“ ) na 0 až 12 hodín a nowcasting na 0 až 2 hodiny. Tu sa využívajú meracie zariadenia na diaľkovú detekciu.

 

Interpretácia meteorologických radarových dát umožňuje vytvoriť analýzu a veľmi krátkodobú predpoveď, či skôr nowcasting, meteorologickým radarom detekovateľných nebezpečných meteorologických javov pre oblasť dosahu radaru.