В метеорологии модели станций представляют собой символические иллюстрации, показывающие погоду , происходящую на данной станции . Метеорологи создали модель станции, чтобы вместить ряд погодных элементов в небольшое пространство на погодных картах . Это позволяет пользователям карт анализировать закономерности в атмосферном давлении , температуре , скорости и направлении ветра , облачности, осадках и других параметрах. [1] Наиболее распространенные графики станций отображают наблюдения за погодой на поверхности, хотя графики верхних слоев атмосферы на различных обязательных уровнях также часто отображаются.
В графиках моделей станций используется общепринятая на международном уровне система кодирования, которая мало изменилась с 1 августа 1941 года. Элементы на графике показывают ключевые погодные условия, включая температуру, точку росы , ветер, облачность, давление воздуха, тенденцию изменения давления и осадки. [2] [3]
Карты погоды в основном используют модель станции для отображения погодных условий на поверхности, но модель может также отображать погоду на высоте, полученную с помощью радиозонда метеозонда или отчета пилота .
Модель станции использует ветровой зубец для отображения направления и скорости ветра. Ветровой зубец показывает скорость с помощью «флажков» на конце.
Ветры изображаются дующими с направления, куда направлены флаги. Таким образом, северо-восточный ветер будет изображен линией, идущей от облачного круга на северо-восток, с флагами, указывающими скорость ветра на северо-восточном конце этой линии. [5] После нанесения на карту можно выполнить анализ изотах (линий равных скоростей ветра). Изотахи особенно полезны для диагностики местоположения струйного течения на картах постоянного давления верхнего уровня, обычно на уровне 300 гПа или выше. [6]
Флаги и вымпелы указывают на низкое давление, поэтому можно определить, в каком полушарии находится станция. Зубцы на рисунке справа расположены в Северном полушарии , поскольку ветер вращается против часовой стрелки вокруг области низкого давления в Северном полушарии (ветер дует в противоположном направлении в Южном полушарии , см. также закон Байса-Баллота ).
Более века назад ветры изначально изображались в виде стрелок, направленных по ветру, с перьями по обеим сторонам древка для указания скорости ветра. [7] В Соединенных Штатах изменение на современную традицию размещения флагов на одной стороне древка для указания скорости ветра вступило в силу 1 августа 1941 года. [8] [9]
Наряду с направлением ветра, облачность является одним из старейших атмосферных условий, которые кодируются в модели станции. [7] [8] Круг в середине модели станции представляет облачность. В Соединенном Королевстве , когда наблюдение производится с автоматизированного сайта наблюдения за погодой , форма представляет собой треугольник. [10] Если форма полностью заполнена, то это пасмурно. Если условия полностью ясны, круг или треугольник пусты. Если условия частично облачны, круг или треугольник частично заполнены. [3] Форма облачного покрова имеет разный вид в зависимости от того, сколько окт (восьмых частей неба) покрыто облаками. Небо, наполовину заполненное облаками, будет иметь круг, который будет наполовину белым и наполовину черным. Под формой, указывающей покрытие неба, модель станции может указывать покрытие низких облаков в октах и высоту потолка в сотнях футов. Высота потолка — это высота, на которой более половины неба покрыто облаками.
Для пилотов знание неба помогает определить, соблюдаются ли правила визуального полета (VFR). Знание степени облачности может помочь определить, прошли ли различные погодные фронты , такие как холодные или теплые фронты , мимо местоположения. Нефаанализ , оконтуривающий области, покрытые облаками, с помощью зубчатых линий, может быть выполнен для указания облачности и характера осадков системы. [11] В настоящее время этот метод применяется редко из-за распространенности спутниковых снимков во всем мире. [12]
Выше или ниже круга для обслуживаемых станций (автоматические станции не сообщают о типах облаков), который указывает на покрытие неба, может находиться один или несколько символов, указывающих на типы облаков в любом из нижних, средних и верхних ярусов для тропосферных облаков. Один преобладающий тип облаков может быть изображен для каждого из трех ярусов, если он известен. Типы среднего и верхнего ярусов изображены над кругом покрытия неба модели станции, в то время как основной тип облаков нижнего яруса указан под кругом. [5] Поскольку модель станции имеет ограниченное пространство, она не предусматривает специальных положений для вертикальных или многоярусных облаков, которые могут занимать более одного яруса в определенное время. [13] Следовательно, роды облаков со значительным вертикальным развитием могут быть закодированы и нанесены на график как низкие или средние в зависимости от высоты, на которой они обычно образуются. Кучевые и кучево-дождевые облака обычно образуются в нижнем ярусе тропосферы и достигают вертикальной протяженности, вырастая вверх в средний или верхний ярус. Напротив, слоисто-дождевые облака обычно формируются в среднем ярусе тропосферы и развиваются вертикально, прорастая вниз в нижний ярус. [14] Хотя код SYNOP не имеет отдельной формальной групповой классификации для вертикальных или многоярусных облаков, процедура наблюдателя для выбора числовых кодов разработана таким образом, чтобы отдавать высокий приоритет сообщениям тем родам или видам, которые показывают значительное вертикальное развитие.
Символы, используемые для облаков, имитируют форму облаков. Перистые облака обозначаются парой крючков, кучевые облака обозначаются формой холма, а кучево-дождевые облака обозначаются перевернутой трапецией на вершине символа кучевых облаков, указывающей на их наковальню. Когда на уровне присутствует более одного типа облаков, включается тип облаков с наивысшим приоритетом. [15] Знание типа облаков в разных местах может помочь определить, прошел ли погодный фронт через определенное место. Низкий уровень слоистых облаков может указывать на то, что станция все еще находится к северу от теплого фронта, в то время как грозы могут указывать на приближение линии шквала или холодного фронта.
Слева от формы облака в центре модели станции находится символ, изображающий текущую погоду. Символ текущей погоды изображает текущую погоду, которая обычно затрудняет видимость во время наблюдения. Сама видимость отображается в виде числа, в статутных милях в Соединенных Штатах и метрах в других местах, описывающего, как далеко наблюдатель может видеть в это время. Это число расположено слева от символа текущей погоды. [5] Для пилотов знание горизонтальной видимости помогает определить, летят ли они через приборные метеорологические условия (IMC), такие как туманные или дымные условия, а также области интенсивных осадков. Текущая погода, изображенная с помощью модели станции, может включать:
Слева от центра в модели станции нанесены температура и точка росы. В пределах Соединенных Штатов на картах погоды поверхности они по-прежнему нанесены в градусах Фаренгейта . [5] В противном случае они будут в единицах градусов Цельсия . Эти знания важны для метеорологов, поскольку при нанесении этих данных на карту изотермы и изодрозотермы (линии равной точки росы) легко анализируются как человеком, так и машиной, что может помочь определить местоположение погодных фронтов .
В правом верхнем углу модели для карты погоды на поверхности показано давление, показывающее последние две целые цифры давления в миллибарах или гектопаскалях вместе с первой десятой. Например, если давление в определенном месте составляет 999,7 гПа, часть давления модели станции будет показывать 997. Хотя первая или две цифры давления опущены, другие близлежащие станции выдают, начинается ли давление с 10 или 9. В большинстве случаев лучше всего выбирать первые цифры, которые приведут к значению, ближайшему к 1000. [5] Построение этого значения в модели станции позволяет анализировать изобары на картах погоды. В картах, которые отображают данные на поверхностях постоянного давления, давление заменяется высотой поверхности давления. [16]
Ниже давления будет располагаться цифра тенденции давления, которая указывает на изменение давления за последние три часа. Число, отображающее изменение давления, обычно будет иметь две цифры и указывать на изменение давления с шагом 0,1 миллибар. Существует девять различных цифр, которые представляют изменение давления. Наклон, направленный вверх и вправо, указывает на устойчивый рост, в то время как наклон вниз вправо вниз указывает на устойчивое падение. Устойчивые подъемы могут указывать на улучшение условий и приближение высокого давления и обычно происходят вслед за холодным фронтом. Устойчивые падения могут указывать на ухудшение условий и приближение области низкого давления, при этом самые большие падения происходят перед поверхностным циклоном и сопутствующим ему теплым фронтом. [17]
Необходимо учитывать время суток, поскольку в день происходит два естественных подъема (местно около 10 утра и 10 вечера) и два естественных спада (местно около 4 утра и 4 вечера). Эти ежедневные изменения давления могут скрывать движение систем давления и фронтов мимо местоположения. Самое низкое естественное падение давления при застойной погоде происходит около 4 часов вечера, а самый высокий естественный пик давления происходит около 10 утра. [18] После нанесения на карту можно нанести на карту анализ изаллобаров (линий одинакового изменения давления), который может указывать направление движения систем высокого и низкого давления по области карты. [19]
Модели станций могут иметь прошлую погоду, нанесенную на них, которая будет расположена прямо под тенденцией давления. Они указывают тип погоды, наблюдавшейся в течение последних шести часов. Типы погоды ограничены препятствиями видимости и осадками. [5]
Анимации могут отображать временной ряд условий модели станции, который чаще всего используется для демонстрации последних изменений погодных условий и полезен при прогнозировании текущей погоды .