Лекции по "Навигационной гидрометеорологии"

В настоящее время имеется большое число исследований, опубликованных в различных, к сожалению, весьма разрозненных источниках и посвященных отдельным элементам климата дальневосточных морей – температуре и влажности воздуха, направлению и скорости ветра, облачности, осадкам.

На основании обобщения судовых гидрометеорологических наблюдений за различные периоды составлены соответствующие Атласы, где приводятся важнейшие климатические и гидрологические характеристики морей, а также распределение опасных для мореплавания и рыболовства гидрометеорологических явлений – штормового ветра и волнения, ограниченной видимости по различным градациям и др. Эти научно-прикладные исследования, несомненно, имеют большую практическую ценность. К сожалению, многие из этих изданий стали в настоящее время библиографической редкостью.

В настоящее время наблюдения за системой океан—атмосфера ведутся на нескольких тысячах торговых судов всех стран. Тем не менее, площадь, охваченная наблюдениями, еще далеко не достаточна. Большинство судов следует хорошо изученными коммерческими курсами и редко посещает отдаленные районы; кроме того, по различным причинам ежедневные сводки поступают не от всех судов, а менее чем от 1000. Согласно Роллю, “достаточно густая и квазиравномерная сеть наблюдений существует только в определенных частях Северной Атлантики и в прилегающих к ней морях”. Почти половина всех морских наблюдений выполнена в Северной Атлантике и лишь около 10%—в южном полушарии. За исключением наиболее часто посещаемых районов Северной Атлантики, густота синоптических наблюдений на океанах даже ниже, чем в тропических пустынях и на полярных ледяных шапках. Более того, в последнее время судоходство в Северной Атлантике и северной части Тихого океана все чаще приурочивается к благоприятным сезонам, в связи с чем число наблюдений в условиях плохой погоды непропорционально уменьшается.

Качество данных, полученных на морских судах, тоже сомнительно, потому что, во-первых, моряки, как правило, слабо обучены производству наблюдений и обращению с инструментами и, во-вторых, суда обычно вносят возмущения в поле ветра и другие атмосферные характеристики, а также являются источниками конвективного и радиационного тепла, что уменьшает ценность добываемой информации.

После второй мировой войны была создана постоянная сеть морских станций погоды в Северной Атлантике и северной части Тихого океана. В их задачи вошли наблюдения за погодой, аэрологическое и гидрологическое зондирования, а также выполнение по возможности других научных программ. Увы, состояние экономики привело к тому, что в Северной Атлантике сейчас осталось только четыре станции; ранее их было девять.

За последние годы возрос интерес к плавучим автоматическим станциям погоды, так как есть надежда, что со временем на них можно будет возложить получение данных в районах, до сих пор плохо охваченных наблюдениями

Для получения детальной информации об атмосферных и океанских явлениях необходимы специальные исследования. Экспедиция Челленджера (1870-1872) была первым крупным предприятием такого рода. За прошедшее столетие научный рейс стал привычной частью программ морских исследований. Современные проекты предусматривают международное сотрудничество с использованием научных судов и самолетов. Самолетная разведка погоды используется уже в течение многих лет, особенно для обнаружения тропических ураганов и слежения за ними. Однако в настоящее время все большее значение приобретают новые более эффективные средства наблюдения за атмосферой и океаном, получившие развитие в течение примерно 30-35 последних лет, а именно искусственные спутники Земли. Спутниковые наблюдения за облаками уже приносят большую пользу; ожидают, что спутниковые измерения различных элементов системы океан—атмосфера скоро войдут в общепринятую практику. Более того, спутники будут собирать данные наблюдений с плавучих станций. Несомненно, внедрение спутников окажется одним из самых значительных технических достижений в истории морских исследований.

Новая эра в гидрометеорологии связана с преобразованием Международной метеорологической организации (ММО) из неправительственного органа, созданного в 1873 г в Вене, в межправительственную Всемирную Метеорологическую Организацию (ВМО), образованную 23 марта 1950 г. В 1951 г ВМО стала специализированным агентством Организации Объединенных Наций.

Выполняя роль первопроходца, ММО содействовала международному сотрудничеству в области метеорологии, которое осуществлялось усилиями нескольких поколений дальновидных метеорологов. Такое сотрудничество дополнительно стимулировалось технической революцией и научным прогрессом ХХ-го века ВМО опиралась на эти достижения, содействуя продвижению вперед метеорологии, гидрологии и связанных с ними геофизических наук, а также их применению на благо человечества В настоящее время ВМО признана в системе ООН авторитетным органом по вопросам состояния и поведения земной атмосферы, ее взаимодействия с поверхностью суши и океанами, образуемого ими климата, и формирующегося в результате этого распределения водных ресурсов.

Корни и источник эффективности ВМО заключены в глобальном сотрудничестве, поскольку погода и климат не признают политических или экономических границ. Особенной чертой ВМО является то, что страны-члены добровольно вносят свой вклад в научную и оперативную работу Организации. ВМО была основана для содействия всемирному сотрудничеству в проведении метеорологических, гидрологических и связанных с ними геофизических наблюдений; стандартизации полученных данных и обмену ими, а также для их практического применения в поддержку чувствительных к погоде социально-экономических секторов, например, таких как сельское хозяйство, использование водных ресурсов, авиация и судоходство. Поддержка, оказываемая ВМО научным исследованиям, подготовке кадров и техническому сотрудничеству, стала необходимой в стремлении Организации к наращиванию потенциала и к обеспечению того, чтобы национальные метеорологические и гидрологические службы (НМГС) каждой из ее 185 стран-членов и далее вносили свой вклад в эти глобальные усилия и извлекали пользу из них.

Основным импульсом в процессе создания наблюдательных сетей стало появление спутниковой технологии, которая побудила в 1961 г. Организацию Объединенных Наций принять резолюцию о международном сотрудничестве в мирном использовании космического пространства. Данная резолюция привела к созданию в 1963 г. Всемирной службы погоды (ВСП), ставшей основной Программой ВМО. В настоящее время ВСП координирует сбор, обработку и распространение стандартизированных метеорологических и океанографических данных и информации, поступающих с системы полярно-орбитальных и геостационарных метеорологических спутников, 10 000 станций, расположенных на суше, 1 000 аэрологических станций, 7 300 судов, 300 заякоренных и 600 дрейфующих буев, а также с 3 000 воздушных судов, которые предоставляют дополнительно более 70000 наблюдений ежесуточно. Уникальная сеть, состоящая из трех мировых метеорологических центров, 34 региональных специализированных метеорологических центров и 185 национальных метеорологических центров, - ежесуточно и по всему миру собирает, обрабатывает и передает в режиме реального времени данные объемом более 15 млн. символов и 2 000 карт погоды. ВСП также поддерживает ряд международных программ по геофизике и окружающей среде. В частности, она содействует эффективному и своевременному распространению информации о сейсмической активности, цунами, движении вулканического пепла и радиоактивных веществ, появляющихся в результате аварийных выбросов. Улучшения в проведении наблюдений в атмосфере и на земной поверхности, в телесвязи, спутниковых и компьютерных технологиях непрерывно внедряются в ВСП и в другие программы ВМО в целях осуществления мониторинга, понимания и предсказания погоды и климата.

Даже заниженные оценки показывают, что средний коэффициент экономической эффективности затрат на метеорологическую и климатическую информацию в большинстве стран составляет 10:1. Улучшенные прогнозы являются неоценимыми для обширного ряда видов социально-экономической деятельности, а также для предоставления ранних предупреждений о стихийных бедствиях, связанных с погодой и климатом. Оценивается, что каждый год стихийные бедствия уносят около 250 000 человеческих жизней, а размеры ущерба, наносимого имуществу, лежат в пределах 50-100 млрд. долл. США. Статистические данные за столетие показывают, что около 70% всех стихийных бедствий, включая наводнения, засухи и тропические циклоны, а также оползни, лесные пожары и нашествия вредных насекомых, происходят за счет метеорологических и гидрологических факторов.

Созданная в 1971 г. Программа ВМО по тропическим циклонам внесла важный вклад в расширение возможностей стран-членов сотрудничать в разработке и оценке улучшенных прогнозов тропических циклонов, что выразилось в результате в эффективном распространении предупреждений, а также в более широкой осведомленности и подготовленности уязвимых групп населения. Главным компонентом данной Программы является назначение пяти региональных специализированных метеорологических центров по тропическим циклонам, обязанность которых - предоставление общего прогноза погоды в тропиках, а также руководство и координация деятельности, связанной с предупреждениями. Например, в Бангладеш при тропических циклонах аналогичной интенсивности, благодаря такой деятельности, число погибших снизилось до 200 - в 1994 г. в сравнении с 138 тысяч - в 1991 г. и 300 тысяч - в 1971 г. В контексте своего Плана действий по Международному десятилетию по уменьшению опасности стихийных бедствий (МДУОСБ) ВМО осуществила ряд проектов, связанных с наращиванием потенциала и передачей технологий.

ВМО внесла важные вклады в продовольственную безопасность. В некоторых странах для оказания помощи в разработке экономически эффективных и устойчивых сельскохозяйственных систем успешно применяются агрометеорологические практики. В этом отношении ВМО также активно поддержала Конвенцию ООН по борьбе с опустыниванием, разрабатывая соответствующие стратегии для смягчения последствий засух путем их предсказания, осуществления мер по готовности к ним и наращивания потенциала. Однако согласно оценкам, к 2010 г. около 700 млн. людей будут недоедать. ВМО будет продолжать сотрудничество с соответствующими организациями в решении этого важного вопроса.

На протяжении прошедших пятидесяти лет количество стран-членов ВМО возросло от 30 до 185, при этом к Организации присоединились страны Африки, Восточной и Центральной Европы, а также юго-западной части Тихого океана. ВМО предоставляет активную поддержку развитию служб этих стран, касающуюся как инфраструктуры, так и трудовых ресурсов. В последнем десятилетии ВМО осуществила программы объемом в 200 млн. долл. США в поддержку технических проектов и проектов регионального развития, которые внесли свой вклад в сокращение разрыва между развивающимися и развитыми государствами, в особенности через Программу по техническому сотрудничеству. ВМО содействует полноценному партнерству стран-членов в региональном и глобальном сотрудничестве. В этой связи ВМО учредила Программу добровольного сотрудничества, которая продолжает оказывать поддержку различным программам ВМО. 

Навигационная гидрометеорология (HГМ) - прикладная наука к вопросам навигации и управления судном, изучающая физические процессы в атмосфере и океана и влияние их на судоходство и промысел. НГМ объединяет вопросы как метеорологии, так и океанографии.

Метеорологией называется наука об атмосфере – воздушной оболочке земли. Метеорология изучает физические явления и процессы атмосферы. Это прежде всего процессы нагревания и охлаждения воздуха, изменение содержания влаги в атмосфере, условия конденсации водяного пара я появление тумана и облаков, возникновение систем воздушных течений.

Метеорология состоит из ряда разделов, самостоятельных научных дисциплин, важнейшими из которых являются:

- физика атмосферы - изучает вопросы динамики к термодинамики атмосферы, атмосферную оптику, атмосферное электричество;

- климатология - изучает процессы климатообразования, взаимодействия климатологических факторов и характеристики климатов Земли;

- синоптическая метеорология - изучает атмосферные процессы м причины изменения погоды в целях ее предсказания;

- аэрономия- изучает верхние слои атмосферы;

- актинометрия - изучает солнечную радиацию на Земле.

Океанография - изучает состав и свойства морской воды, физические процессы и явления в океане, взаимодействие океана с атмосферой и материками.

Океанографию, - как единую науку о Мировом океане, подразделяют на такие частные науки:

- физику моря, изучающую общие закономерности физического состояния и динамику вод океана;

- региональную океанографию , изучающую конкретные характеристики вод мирового океана в различных его районах;

- методы гидрологических прогнозов океанографических характеристик и параметров;

- морскую гидрометрию, занимающуюся разработкой методов и технических средств океанографических исследований;

- геологию моря, изучающую геологические особенности морского дна;

- химию моря, изучающую состав морских вод океана;

- промысловую океанологию, изучающую влияние океанологических факторов на жизнь промысловых морских животных.

Несмотря на то, что НГМ состоит из целого ряда: научных дисциплин, она является единой наукой, и ее нельзя рассматривать как простую, сумму отдельных дисциплин. Все части навигационной гидрометеорологии тесно связаны между собой общей направленностью исследований, вытекающей из запросов мореплавания м морского промысла, а .также общностью физических процессов и географическим единством атмосферы и океана.

Основы морской метеорологии и океанографии по существу заложены трудами моряков.

В настоящее время исследование Мирового океана и дальнейшее развитие океанографии и морской метеорологии перешло в руки специалистов - ученых. Но необходимый успех в развитии науки, как и в прошлом, может обеспечить только тесное содружество моряков и ученых.

При изучения судоводителями НГМ наиболее важно:

- понимать основы физических  процессов и явлений в атмосфере и океана;

- знать влияние гидрометеорологических  условий непосредственно на судно и на судоходство в целом;

- уметь производить судовые  гидрометеорологические наблюдения, их кодирование и передачу  в органы гидрометслужбы;

- приобрести навык анализа и  прогноза погоды по факсимильным картам с интерпретацией визуальных (местных) признаков погоды;

- определять наивыгоднейшие пути  плавания или района лова в зависимости от гидрометеорологических условий.

Несмотря на то, что в настоящее время морской флот располагает первоклассными судами, оснащенными разнообразной современной техникой,  безопасное плавание судов в море сейчас и в будущем в значительной степени зависит от туманов, обледенения судов и  конечно, штормовых ветров. Умение ориентироваться в гидрометеорологической обстановке особенно важно для штурманов флота рыбной промышленности, так как их работа тесно связана с морем. Правильная оценка гидрометеообстановки может содействовать более рациональному использованию промыслового времени, сохранению орудий лова от гибели и повреждений, своевременному выводу судна из районов с наиболее опасными погодными явлениями, могущими привести к гибели судна (тайфун, обледенение, сжатие льдов и т.д.).