TGBL1116 TGBL1116 Meteorológiai műszerek Bíróné Kircsi Andrea Egyetemi tanársegéd DE Meteorológiai Tanszék Debrecen, 2008/2009 II. félév A Környezettan BSc szakos hallgatók számára differenciált szakmai tárgy a monitorozó szakirányon A Földtudomány BSc szakos hallgatók számára á differenciált iált szakmai tárgy a meteorológus szakirányon 0+2 2kredit Gyakorlati jeggyel végződik Követelmények http://meteor.geo.klte.hu Gyakorlaton gyakorlati jegyet szereznek A gyakorlati jegy megszerzése: Zárthelyi Dolgozat - 95% Időpontja: 2008. December 8. óralátogatás, aktivitás (5%) A félév során 3 alkalommal lehet hiányozni! Ajánlott irodalom Baros, Z. Bíróné Kircsi, A. Szegedi, S és Tóth T. 2006: Meteorológiai műszerek. Kossuth Egyetemi kiadó, Debrecen Makra L. 1991: Meteorológiai műszertan. JATEPress, Szeged Czelnai R.1993: Bevezetés a meteorológiába III.: A meteorológia eszközei és módszerei. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest Szász G. - Tőkei L. (szerk.) 1997: Meteorológia mezőgazdáknak, kertészeknek, erdészeknek Mezőgazda Kiadó, Budapest Dobosi Zoltán -Felméry László (1976): Klimatológia. ELTE TTK, Budapest, 496p. Félév programja Időpont Gyakorlat Szeptember 8. Bevezetés Szeptember 15. A meteorológiai megfigyelések története. A Meteorológiai Világszervezet (WMO) bemutatása. Szeptember 22. A meteorológiai megfigyelő-állomások osztályozása (a WMO állomás-osztályozási, valamint az OMSZ állomás-minősítési rendszere). A meteorológiai megfigyelések időpontjai. A meteorológiai műszerek alapvető típusai. Szeptember 29. A hőmérséklet mérése Október 6. A napsugárzás mérése Október 13. A légnyomás mérése. Október 20. A légnedvesség mérése. A felhőzet megfigyelése.. Október 27. A csapadék mérése November 3. A párolgás mérése. A szél mérése. November 10. A látástávolság mérése. November 17. Magaslégköri meteorológiai megfigyelések. November 24. Radarmeteorológia. December 1. Meteorológiai műholdak December 8. ZH a gyakorlatok anyagából December 15. Javítás 1
A meteorológia szakterületei Természettudományos (fizikai, kémiai ismeretek, törvényszerűségek, visszacsatolások) Műszaki, technikai (met. tevékenységek eszközei, módszerei) Alkalmazott meteorológiai (Meteorológiai szolgáltatások) Dinamikus meteorológia Szinoptikus meteorológia Légkörfizika Levegőkémia Éghajlattan Meteorológiai műszerek és megfigyelések Adatfeldolgozás Prognosztika egy része Aktív időjárás módosítás (jégeső-elhárítás, fagyvédelem) Agrometeorológia Hidrometeorológia Közlekedésmeteorológia Repülésmeteorológia Környezetvédelem Orvosmeteorológia A meteorológia története Légköri jelenségekkel kapcsolatos korai megfigyelések (orientális - kínai, indiai, sumer, egyiptomi - civilizációk) arab közvetítés görögök: Anaximander, Anaximenész, szél, felhők, villámlás Xenophanosz, Herakleitosz, Anaxagorasz, Empedoklész, Demokritosz Kr. e 5. század Hippokratész: orvosmeteorológia Kr. e 350 Arisztotelész: Meteorológica (középkorig csak ez ismert) "meteora" - minden ég és föld közötti jelenség. Magyarázat a négy elem: föld, víz, levegő és tűz A meteorológia története Első ismert műszerek: Csapadékmérő India Szélzászló Görögország, Athéni szelek tornya Rómaiak: Seneca légkör elhatárolása más szféráktól, mérések A meteorológia története Kora középkor Görög, római szerzők eredeti művei elvesztek arab fordítások Arab kutatók: Al Kindi, Avicenna, Al-hanzen, Al Fariszi légköri optikai jelenségek Európában Szent Ágostoni, Ptolemaioszi geocentrikus világkép kolostorokban extrémek feljegyzése A meteorológia története Reneszánsz Mezőgazdaság és tengerhajózás fejlődése Görög, római szerzők újrafelfedezése, természettudományok iránt nő az érdeklődés 1357-ben szélrózsa használata Szélzászló a templomtornyokon Dél-Amerikában - Maya széltorony KÖZÉP- KOR Kb. 1500 Fontosabb met-t érintő esemény 1519-21 Föld körülhajózása (Magellán) szelek, gömbalak Az időjárás tudományos vizsgálatának kezdetei a felvilágosodás korában Általános természettudományos forradalom (tengerhajózás, csillagászat ) Meteorológiai műszerek Nedvességmérő (Leonardo da Vinci) Meteorológiai mérések 1547 Heliocentrikus világkép (Kopernikusz) 2
Leonardo da Vinci meteorológiai műszerei Fontosabb met-t érintő esemény Meteorológiai műszerek 1597 Kezdetleges hőmérő (Galilei) 1611 Hőmérő skála (Santori) Meteorológiai mérések 1639 Csapadékmérő (Castelli) 1600 évek közepétől több helyen 1643 Torricelli kísérlete: légnyomásmérés Barométer (Viviani) meteorológiai célú megfigyelések 1650 Megfigyelő-hálózat jezsuita rendházakban II. Ferdinánd 1676-1694 Thököly: hazai megfigyelések A fejlődés fontosabb állomásai XVII. sz. reneszánsz Itália -Galileo Galilei: termoszkóp, folyadékhőmérő, K-i passzát 1604 Kepler: zivatar megfigyelést végez Prágában 1640 Toscanai Ferdinánd: borszesszel működő hőmérőt szerkeszt 1643 Torricelli: rábeszéli Vivianit a higanyos barométer elkészítésére 1660 Guericke: barométerrel gyors nyomáscsökkenést észlel vihar előtt, megkísérli előrejelezni 1662 Halley: összeállított egy széltérképet 1665 Huygens: a hőmérsékleti skála két alappontjának a víz fagyás ill. forráspontját javasolja 1676 Mariotte: magasságmeghatározás barométerrel 1686 Halley: térkép a szél globális eloszlásáról ÚJKOR Fizikai törvények felfedezése gáztörvények: Boyle, Dalton, Gay-Lussac, Joule, Clausius optikai, elektromos jelenségek leírása 1752 Villámhárító (Franklin) Légköri dinamika fejlődése (Lagrange, Euler) Egyre több megfigyelés (még nem egységes és kevés a folyamatos mérés) Az önálló meteorológiai tudomány kibontakozása (tengerhajózás fejlődése megkívánta, egyben elősegítette a meteorológiai ismeretek fejlődését) 1686 Passzát szelek felfedezése (Halley) 1735 Első légköri cirkulációs modell (Hadley) sugárzási viszonyok különbsége, a Föld forgása 1780 A megfigyelések kiterjesztése meteorológiai észlelő hálózat: Societas Meteorologica Palatina (mérések azonos időben, azonos műszerekkel, azonos módszerrel) a 39 állomásból álló megfigyelő-hálózat legkeletibb tagja a budai csillagda. A meteorológia önálló tudománnyá válása a szinoptikus módszer megszületése 1820 Szinoptikus térkép a Soc. Met. Palatina adatsoraiból egyezményes jelekkel (Brandes) 1832 Távíró feltalálása (Morse) lehetőség a meteorológiai táviratok továbbítására 1837 az általános légköri cirkulációs modell továbbfejlesztése (Dove) 1847 Első hazai, meteorológiai tárgyú könyv kiadása (Berde Áron: Légtüneménytan) 1853 Első meteorológiai konferencia (Brüsszel) nemzeti meteorológiai intézetek megalakulása 1854 Krími háború: tengeri vihar igény az előrejelzésre (mezoszinoptika, zivatarelőrejelzés kialakulása) 1856 a valóságot már jól közelítő három cellás légköri cirkulációs modell (Ferrel) Balaklavai-öböl 3
Balaklavai-öböl Balaklavai-öböl A légköri dinamika fejlődése 1857 Bárikus széltörvény (Buys-Ballot) a Coriolis erő hatásának felismerése 1870 Megalakul a Magyar Meteorológiai Szolgálat (MMSZ) 1873 Megalakul a Nemzetközi Meteorológiai Szervezet (IMO) cél: az állomáshálózat fejlesztése 1888 A MMSZ július 1-én kiadja az első prognózist 1890 Első magaslégköri megfigyelések 1897 Kiadják az IDŐJÁRÁS-t, az első hazai meteorológiai folyóiratot 1902 a sztratoszféra felfedezése a légkör vertikális szerkezetének vizsgálata A XIX sz végén a légkörkutatás két részre szakad: Meteorológai (az időjárást vizsgálja, adott helyen rövid időszakra) Klimatológiai (az éghajlatot vizsgálja nagyobb térségben, hosszabb időszakra) A XX század az előrejelzések kora Elméleti alapok: Bergeni iskola (Bjerknes, Solberg, Bergeron) polárfront elmélet, időjárási frontok, légtömegek, ciklonok, többszintű analízis térképek Bécsi iskola (Margules) 1922 Elsőő modell az időjárásá előrejelzésére l é (Richardson) h d -sikertelen 1940 Első működőképes előrejelzési modell (Charley, Fjortoft, Neumann) Egyre fejlettebb modellek 1950 Megindul a hazai meteorológus képzés az ELTE TTK-n 1951 Megalakul a Meteorológiai Világszervezet (WMO) 1960 műholdak meteorológiai célú felhasználása Utóbbi évek: számítástechnikai háttér rohamos fejlődése, automatizálás a mérések terén Világ méretű együttműködés kialakítása Magyarország 1853 Brüsszel Első Nemzetközi Meteorológiai Konferencia Ezt követő években alakultak a nemzeti meteorológiai szolgálatok 1870 április 8. Magyar Királyi Országos Meteorológiai és Földdelejességi Intézet alapítása Osztrák Meteorológiai Intézet mellett hozták létre az osztrák-magyar monarchia létrejöttét követően Schenzl Guidó az intézet első igazgatója 42 met. állomást kapott. Cél annak bővítése, nemzetközi kapcsolatok építése 1891-től ad ki előrejelzéseket 1950-ig geofizikai részleg is működött 4
Világ méretű együttműködés kialakítása 1873 Bécs IMO (International Meteorological Organization) - Nemzetközi Meteorológiai Szervezet megalakulása Magyarország azon 20 ország között volt, akik megalapították az első nemzetközi meteorológiai szervezetet A Nemzetközi Meteorológiai Szervezet Célja: Nemzetközi megfigyelő-hálózat kiépítése Műszerek egységesítése Adatok és információk gyűjtésének és cseréjének koordinálása A II. világháború végéig kutatási és szolgáltatási feladatokat is ellátott Az Északi-sark megfigyelésére létrehozott 14 állomás, illetve a más állomások (összesen 40 db) felállításában volt jelentősége 1st International Polar Year 1882-1883 2nd International Polar Year 1932-1933 A Nemzetközi Meteorológiai Szervezet Programjai révén vált lehetővé: Jobb időjárás-előrejelzés Légi és tengeri közlekedés biztonságosabbá válása Az egyenlítői térség jobb megismerése Műszerek és módszerek rohamos fejlődése Kevés hatalommal bírt, megindult a folyamat a WMO létrehozására A Meteorológiai Világszervezet (WMO) Meteorológiai Világszervezet Független, kormányközi szervezet, az ENSZ önálló szervezete Önálló döntéshozói joggal és költségvetéssel bír Legfőbb irányító és döntéshozó szerve a Kongresszus Működésének alapja a Konvenció Tagjai: összesen 188 ország és territórium Székhelye: Genf Létrejöttének mérföldkövei 1947 Washington World Meteorological Convention elfogadása az IMO XX. Konferencián 1950 március 23. Ak konvenció ióhatályba lépett - Meteorológiai Világnap 1951 WMO (World Meteorological Organization) - Meteorológiai Világszervezet megkezdi munkáját ENSZ szakosított szervezetévé válik. 5
A WMO célja Elősegíteni a nemzetközi együttműködést a meteorológiai, hidrológiai és más megfigyeléseket végző állomások hálózatának létrehozásában; Előmozdítani a meteorológiai információk gyors cseréjét, a meteorológiai megfigyelések, és a megfigyelések egységes publikálásának és statisztikájának egységesítését. Továbbá a meteorológia alkalmazását a repülésben, hajózásban, a vízproblémákban, a mezőgazdaságban és más emberi tevékenységekben, Támogatni a kutatást és a képzést a meteorológiában. Fontosabb események 1957 Globális Ózonfigyelő Állomás felállítása - Global Ozone Observing System 1957-1958 International Geophysical Year 1963 WWW (World Weather Watch) - Időjárási Világszolgálat; Három alrendszere: Globális Megfigyelő Rendszer Globális Távközlő Rendszer Globális Adatfeldolgozó Rendszer Mindhárom alrendszernek három további szintje van: globális, regionális, nemzeti. Különböző globális, regionális és nemzetközi követelményeknek eleget kell tenniük. Fontosabb események 1971 Trópusi Ciklon Program 1972 Hidrológiai Program 1976 Ózonkoncentráció felmérése 1979 Első World Climate Conference -World Climate Program 1988 IPCC létrejötte 1990 World Climate Conference 1992 Global Climate Observing System létrehozásának kezdeményezése 2000 megalakulásának 50. évfordulóját ünnepli a szervezet 2002 Johannesburg World Summit on Sustainable Development 2007 IPCC - AR4 az IPCC Nobel békedíjat kap International Polar Year 2007-2008 Feladatai 1. Segítse elő az egységes, földi méretű és teljes körű meteorológiai és kapcsolódó szakterületekre kiterjedő mérő és megfigyelő rendszer kialakítását és fenntartását. 2. Működjön közre a globális meteorológiai távközlési rendszer létrehozásában és annak működtetésében. 3. Segítse elő a mérések és azok feldolgozásának általánosan elfogadott módszertanát (szabványosítását). Feladatai 4. Támogassa az alkalmazott meteorológiai tevékenységeket. 5. Működjön együtt a operatív hidrológia szakterületével. 6. Segítse elő a kutatást és képzést a fenti szakterületeken. Szervezeti felépítése 6
Szervezeti felépítése World Meteorological Congress: Legfőbb szerve a WMO-nak, amely 4 évente ülésezik. Meghatározza a szervezet politikáját, jóváhagyja a programokat, a költségvetést és elfogadja szabályokat. Executive Council (minisztertanács): 37 tagú testület, amely magában foglalja az elnököt és a 3 alelnököt. Tanulmányokat és ajánlásokat készít elő a Kongresszusnak. Szervezeti felépítése A tagok 6 regionális társulást alkotnak (Afrika, Ázsia, Délés Közép-Amerika, Délnyugat Pacific és Európa). Ezek mindegyike minden 4. évben találkoznak, hogy koordinálják a meteorológiai és operatív hidrológiai tevékenységet a régión belül és hogy megvizsgálják azokat a kérdéseket, amelyekkel a minisztertanács fordul hozzájuk. A WMO-nak 8 az alábbiakért felelős munkabizottsága van: repülésmeteorológia, agrometeorológia, légkör tudomány, alaprendszerek, klimatológia, hidrológia, megfigyelések eszközei és módszerei és tengeri meteorológia. Ezek mindegyike 4 évente ülésezik. A WMO programjai World Weather Watch (WWW) World Climate Program (WCP) Légköri Kutatások és Környezetvédelem Program (AREP) Alkalmazott Meteorológia Program (AMP) Hidrológiai és Vízkészletek Program (HWRP) Oktatási és Képzési Program (ETRP) Technikai Együttműködési Program (TCOP) WMO regionális programjai (RP) WMO űrprogramja (SAT) Veszély Kockázat Csökkentési Program (DRR) A WMO programjai Társfinanszírozású programok: Intergovernmental Oceanographic Commission of UNESCO, the United Nations Environment Programme the International Council for Science IPCC WMO és UNEP A jövő klímája WCRP World Climate Research Program Hosszabbtávú, éghajlati előrejelzések GCOS 1992-ben hozták létre az éghajlati rendszer elemeinek megfigyelésére GOOS Óceánok, tengerek megfigyelése WMO a XXI. században Működésének alapelveit a Genfi Nyilatkozat (1999) fogalmazza meg: A természeti katasztrófák által, az emberi életben és vagyontárgyakban okozott károk csökkentése A globális éghajlat és a környezet védelme a következő generáció számára A már meglévő eszközök, szolgáltatások, stb. fenntartásához szükséges anyagi feltételek teljesítését a nemzeti kormányzatok részéről WMO a XXI. században Fő cél: ÉLET és VAGYONBIZTONSÁG minden állam számára hasznos, jobb meteorológiai és hidrológiai szolgáltatások Ennek érdekében: Globális és regionális megfigyelések integrációja, zökkenőmentes adat- és információcsere Megfelelő (időjárás, árvíz, stb.) előrejelzés Katasztrófák megelőzése (előrejelző és riasztórendszerek segítségével) 7
WMO a XXI. században Minden ágazati igényt kielégítő specializált meteorológiai és hidrológiai szolgálatok létrehozása Az éghajlat megfigyelésében és kutatásában betöltött vezető szerep megtartása Környezeti minőség Fenntartható fejlődés Kereskedelmi tevékenységek A fejlődő és fejlett országok szervezetei közötti szakadék csökkentése Megfigyelési módszerek 1. Műszeres megfigyelés közvetlen (adott légrétegben kell lennie a műszernek) közvetett (távérzékelés) 2. Műszer nélküli ÉSZLELÉS (vizuális) (pl. látástávolság) Köszönöm a figyelmet! Bíróné Kircsi Andrea kircsia@delfin.klte.hu http://meteor.geo.klte.hu 8