Мезонет - Mesonet

Карта погоды , состоящая из модельной станции участке Оклахома Mesonet данных обложена WSR-88D погоды радиолокационных данных с изображением возможных горизонтальными конвективных валов в качестве потенциала способствуют фактору в зачаточном 3 мае 1999 Торнадо вспышки

В метеорологии (и климатологии ) мезонет , портмоне мезомасштабной сети, представляет собой сеть (обычно) автоматизированных станций мониторинга погоды и окружающей среды, предназначенных для наблюдения за мезомасштабными метеорологическими явлениями. Сухие линии , линии шквалов и морской бриз - примеры явлений, которые можно наблюдать с помощью мезонет. Из-за пространственного и временного масштабов, связанных с мезомасштабными явлениями, метеостанции, составляющие мезонет, будут располагаться ближе друг к другу и передавать отчеты чаще, чем сети наблюдений синоптического масштаба , такие как ASOS . Термин «мезонет» относится к коллективной группе этих метеостанций, которые обычно принадлежат и управляются одной общей организацией. Мезонеты обычно регистрируют наземные наблюдения за погодой на месте, но некоторые используют другие наблюдательные платформы, особенно вертикальные профили планетарного пограничного слоя (PBL).

Отличительными чертами, которые классифицируют сеть метеостанций как мезонет, являются плотность станций и временное разрешение. В зависимости от явлений, которые предполагается наблюдать, мезонетные станции используют пространственное разнесение от 1 до 40 километров (от 0,62 до 24,85 миль) и сообщают об условиях каждые 1-15 минут. Микронеты (см. Микромасштаб и масштаб шторма ), например, в мегаполисах, таких как Оклахома-Сити , Сент-Луис и Бирмингем, Великобритания , могут иметь даже более плотное пространственное разрешение.

Цель

Грозы , шквалы, drylines, морские и сухопутные бризы, горный ветер и долинные ветра , горные волны , mesolows и mesohighs , бодрствование минимумы , мезо конвективные вихри (MCVs), тропический циклон и внетропические циклоны rainbands , macrobursts , фронты порывов и граница оттока , тепловые всплески , городские тепловые острова и другие мезомасштабные явления могут привести к тому, что погодные условия в локализованном районе будут значительно отличаться от тех, которые продиктованы окружающими крупномасштабными условиями. Таким образом, метеорологи должны понимать эти явления, чтобы улучшить навыки прогнозирования. Наблюдения имеют решающее значение для понимания процессов, посредством которых эти явления формируются, развиваются и рассеиваются.

Однако сети долгосрочных наблюдений ( ASOS , AWOS , Coop ) слишком редки и предоставляют отчеты слишком редко для мезомасштабных исследований. Станции ASOS и AWOS, как правило, расположены на расстоянии от 50 до 100 километров (от 31 до 62 миль) друг от друга и отчитываются только ежечасно во многих местах. База данных программы Cooperative Observer Program (COOP) состоит только из ежедневных отчетов. «Мезомасштабные» погодные явления происходят в пространственных масштабах от десятков до сотен километров и временных (временных) масштабах от минут до часов. Таким образом, для мезомасштабных исследований необходима наблюдательная сеть с более мелкими временными и пространственными масштабами. Это привело к развитию мезонети.

Данные мезонет напрямую используются людьми для принятия решений, но также повышают навыки численного прогнозирования погоды и особенно полезны для мезомасштабных моделей ближнего действия. Мезонеты, наряду с решениями дистанционного зондирования ( ассимиляция данных метеорологических радиолокаторов , метеорологических спутников , профилометров ветра ), обеспечивают гораздо большее временное и пространственное разрешение в модели прогноза. Поскольку атмосфера представляет собой хаотическую нелинейную динамическую систему (например, эффект бабочки ), такое увеличение объема данных улучшает понимание начальных условий и повышает производительность модели . В дополнение к метеорологии и климатологии пользователи, транспортные департаменты, производители и распределители энергии, другие коммунальные предприятия и сельскохозяйственные предприятия также нуждаются в мелкомасштабной метеорологической информации. Эти организации управляют десятками мезонетов в США и по всему миру. Охрана окружающей среды, управление чрезвычайными ситуациями и общественная безопасность , а также страховые компании также активно используют информацию мезонетей.

Во многих случаях мезонетные станции могут (по необходимости) располагаться в местах, где точные измерения могут быть скомпрометированы; например, это особенно верно в отношении станций, построенных для сети WeatherBug , многие из которых были расположены в школьных зданиях. При вводе данных в модель необходимо учитывать потенциальную погрешность, которую могут вызвать эти местоположения, во избежание явления « мусор на входе , мусор на выходе ».

Операции

Станция Kentucky Mesonet WSHT возле Мейсвилля в округе Мейсон

Мезонеты родились из-за необходимости проведения мезомасштабных исследований. Природа этого исследования такова, что мезонеты, как и явления, которые они должны наблюдать, недолговечны. Однако долгосрочные исследовательские проекты и неисследовательские группы смогли поддерживать мезонет в течение многих лет. Например, на полигоне Дагвей армии США в штате Юта мезонет поддерживается на протяжении многих десятилетий. Основанное на исследованиях происхождение мезонетей привело к тому, что мезонетные станции имеют тенденцию быть модульными и портативными, и их можно перемещать из одной полевой программы в другую.

Независимо от того, является ли мезонет временная или полупостоянная, каждая метеостанция обычно независима, питаясь от батареи и солнечных батарей . Бортовой компьютер снимает показания с нескольких приборов, измеряющих температуру , влажность , скорость и направление ветра , атмосферное давление , а также температуру и влажность почвы , а также другие переменные окружающей среды, которые считаются важными для миссии мезонети, солнечное излучение является обычным явлением. неметеорологический параметр. Компьютер периодически сохраняет эти данные в памяти и передает наблюдения на базовую станцию ​​по радио , телефону (беспроводному или стационарному) или спутниковой связи. Достижения в области компьютерных технологий и беспроводной связи в последние десятилетия сделали возможным сбор данных мезонетей в режиме реального времени. Доступность данных мезонетей в режиме реального времени может быть чрезвычайно ценной для оперативных синоптиков, поскольку они могут отслеживать погодные условия из многих точек в своей области прогноза.

История

Трехдневный барограф того типа, который используется Метеорологической службой Канады.

Ранние мезонеты работали иначе, чем современные. Каждый составляющий инструмент метеостанции был чисто механическим и практически не зависел от других датчиков. Данные непрерывно записывались чернильным стилусом, который поворачивался вокруг точки на вращающийся барабан, покрытый оболочкой из графической бумаги, называемой диаграммой трассировки, очень похожей на традиционную сейсмографическую станцию. Анализ данных мог произойти только после того, как были собраны графики кривых с различных инструментов.

Одна из первых мезонетей работала летом 1946 и 1947 годов и была частью полевой кампании под названием «Грозовой проект» . Как следует из названия, цель этой программы заключалась в том, чтобы лучше понять конвекцию при грозе.

Примеры

Следующая таблица представляет собой неполный список мезонетов, которые работали в прошлом и в настоящее время:

Годы эксплуатации Название сети, место Интервал Кол-во станций
(год) 		Цели
1939-41 Lindenberger Böennetz  [ de ] , Lindenberg  [ de ] , Tauche , Германия 3–20 км (1,9–12,4 миль) 19-25 исследования конвективной опасности, линий шквала и порывов ветра для авиации
1940 г. Маэбаши , Япония 8–13 км (5,0–8,1 миль) 20 исследование конвективной опасности для авиации, изучил структуру гроз
1941 г. Таз Muskingum 10 км (6,2 мили) 131 осадки и сток исследование
1946 г. Проект Гроза, Флорида 1 миля (1,6 км) 50 исследование грозовой конвекции
1947 г. Проект Гроза, Огайо 2 мили (3,2 км) 58 исследование грозовой конвекции
1960 г. Нью-Джерси 10 км (6,2 мили) 23 исследования мезомасштабных систем давления
1960 г. Форт Хуачука , Аризона 20 км (12 миль) 28 год Армейские операции ( военная метеорология ) исследования
1961 г. Форт Хуачука, Аризона 3 км (1,9 миль) 17 исследование влияния орографии
1961 – настоящее время Испытательный полигон Дагвей , штат Юта 9 миль (14 км) 26 моделирование качества воздуха и другие исследования пустынных территорий
1961 г. Флагстафф 8 км (5,0 миль) 43 год исследование кучево-дождевой конвекции
1961 г. Национальный проект по сильным штормам (NSSP) 20 км (12 миль) 36 исследование структуры сильных штормов
1962 г. Национальный проект по сильным штормам (NSSP) 60 км (37 миль) 210 исследование линий шквала и скачков давления
1972 – настоящее время Enviro-Weather, Мичиган (теперь также прилегающие районы Висконсина ) Варьируется 81 год сосредоточено на сельском хозяйстве; архив, варьируется от 5-60 мин наблюдений
1981 – настоящее время Небраска Мезонет, Небраска Варьируется 69
(2018) 		первоначально сельскохозяйственный центр теперь многоцелевой; архив, наблюдения в режиме, близком к реальному времени
1983 – настоящее время South Dakota Mesonet, Южная Дакота Варьируется 27 архив, 5 мин наблюдения в реальном времени
1986 – настоящее время Kansas Mesonet, Канзас Варьируется 72 архив, наблюдения в реальном времени
1986 – настоящее время Метеорологическая сеть Аризоны (AZMET), Аризона Варьируется 27 сосредоточено на сельском хозяйстве; архив, наблюдения в реальном времени, 15 мин - 1 час
1988 – настоящее время Вашингтон AgWeatherNet, Вашингтон Варьируется 177 мультисетевая система (комплексный мониторинг, сфокусирован на сельском хозяйстве); архив, наблюдения в реальном времени, 5 и 15 мин.
1989 – настоящее время Центр сельскохозяйственных исследований и разработок Огайо (OARDC) Weather System, Огайо Варьируется 17 сосредоточено на сельском хозяйстве; архив, почасовые наблюдения
1990 – настоящее время Сельскохозяйственная метеорологическая сеть Северной Дакоты (NDAWN), Северная Дакота (также прилегающие районы Северо- Запада - Миннесота и Северо- Восток - Монтана ) Варьируется 91 сосредоточено на сельском хозяйстве; архив, наблюдения в реальном времени
1991 – настоящее время Оклахома Месонет , Оклахома Варьируется 121 комплексный мониторинг; архив, наблюдения в реальном времени
1991 – настоящее время Автоматизированная метеорологическая сеть Джорджии (AEMN), Грузия Варьируется 82 сельское хозяйство и гидрометеорология; архив, наблюдения в реальном времени, 15 мин.
1993 – настоящее время Миссури Месонет, штат Миссури Варьируется 35 год сосредоточено на сельском хозяйстве; архив, наблюдения в реальном времени на 21 станции
1994 – настоящее время ** WeatherBug (AWS) в США. Варьируется > 8 000 наблюдения в реальном времени для школ и телевизионных станций
1997 – настоящее время Автоматизированная метеорологическая сеть Флориды (FAWN), Флорида Варьируется 42 ориентированный на сельское хозяйство; архив, в реальном времени
1999 – настоящее время Мезонет Западного Техаса , Западный Техас Варьируется 63+ архив, наблюдения в реальном времени
2001 – настоящее время Экологическая мезонет Айовы , Айова Варьируется 469 * архив, наблюдения в реальном времени
2002 – настоящее время Solutions Mesonet, Восточная Канада Варьируется 600 + * архив, наблюдения в реальном времени
2002 – настоящее время Западная Турция Mesonet, Турция Варьируется 206+ прогнозирование текущей погоды, гидрометеорология
2003 – настоящее время Система наблюдения за окружающей средой штата Делавэр (DEOS), Делавэр Варьируется 57 год архив, наблюдения в реальном времени
2004 – настоящее время Южная Алабама Mesonet (США Mesonet), Алабама Варьируется 26 архив, наблюдения в реальном времени
2004-2010 Климатический массив предгорья (FCA), южная Альберта 10 км (6,2 мили) в среднем 300 исследование пространственно-временных метеорологических вариаций, а также характеристик погодных и климатических моделей в топографиях прилегающих гор , предгорий и прерий
2007 – настоящее время Kentucky Mesonet, Кентукки Варьируется 68 архив, наблюдения в реальном времени
2008 – настоящее время Quantum Weather Mesonet, столичная зона Сент-Луиса, штат Миссури Варьируется (в среднем ~ 5 миль (8,0 км)) 100 полезность и прогноз погоды ; архив, наблюдения в реальном времени
Подарок Северная Каролина ECONet, Северная Каролина Варьируется 99 архив, наблюдения в реальном времени
2012 – настоящее время Бирмингемская лаборатория городского климата (BUCL) Mesonet, Бирмингем, Великобритания 3 на км 2 24 мониторинг городского теплового острова (UHI)
2015 – настоящее время Мезонет штата Нью-Йорк , Нью-Йорк Варьируется, в среднем 20 миль (32 км) 126 наблюдения в реальном времени, улучшенное прогнозирование
2016 – настоящее время TexMesonet, Техас Варьируется 64+ в сети; 3151 Всего сеть, ориентированная на гидрометеорологию и гидрологию, управляемую Техасским советом по развитию водных ресурсов, плюс сеть сетей; некоторые наблюдения в реальном времени, архивные
Подарок Сеть погоды и климата Нью-Джерси (NJWxNet), Нью-Джерси Варьируется 66 наблюдения в реальном времени
Подарок Keystone Mesonet, Пенсильвания Варьируется наблюдения в реальном времени, архивированные; разнообразие использования, сеть сетей

* Не все станции принадлежат сети.
** Поскольку это частные станции, несмотря на то, что принимаются меры по обеспечению / контролю качества, они могут не соответствовать научному уровню и могут не иметь надлежащего размещения, калибровки, чувствительности, долговечности и обслуживания. Сеть AWS / Weatherbug представляет собой совокупность нескольких мезонетов, каждая из которых обычно сосредоточена вокруг медиарынка главной телевизионной станции .

Японское метеорологическое агентство (JMA), хотя и не обозначено как мезонет, также поддерживает общенациональную сеть приземных наблюдений с плотностью мезонет. JMA управляет AMeDAS , состоящим из примерно 1300 станций на расстоянии 17 км (11 миль). Сеть начала работать в 1974 году.

Постоянные мезонеты - это стационарные сети, состоящие в основном из автоматических станций, однако в некоторых исследовательских проектах используются мобильные мезонеты. Яркие примеры включают проекты VORTEX .

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки