Off Canvas

Login Form

 

Klucze do obserwacji


Autorzy: Andrzej A. Marsz i Anna Styszyńska
(prawa autorskie zastrzeżone)

(materiał pierwotnie przygotowany dla studentów nawigacji AM w Gdyni)

 
Morskie obserwacje hydrometeorologiczne

Statki handlowe w żegludze morskiej, znajdujące się na wodach międzynarodowych, są zobowiązane prowadzić regularnie obserwacje hydrometeorologiczne. Obserwacje wykonuje się standardowych terminach synoptycznych. Obserwacje meteorologiczne muszą spełniać warunek jednoczesności i porównywalności. Dzięki temu, że są wykonywane w tym samych momentach, ich rezultaty tworzą jak gdyby "fotografię" stanu atmosfery przy powierzchni Ziemi i powierzchni oceanu. Z tej przyczyny dotrzymanie dokładnego terminu wykonania obserwacji jest niesłychanie ważne. Porównywalność obserwacji sprowadza się do tego, że każda obserwacja musi obejmować taki sam zakres, pomiary muszą być wykonane według takich samych standardów dokładności, odpowiednimi, pewnymi i cechowanymi przyrządami, obserwacje "wizualne" według takich samych norm i wzorców.

Standardowe terminy synoptyczne obejmują tzw. terminy główne: 0000Z, 0600Z, 1200Z i 1800Z [Czas Z (Zulu) - znaczenie takiego samego czasu jak UTC czy GMT] i terminy pomocnicze: 0300Z, 0900Z, 1500Z i 2100Z. Wskazaniem do wykonywania obserwacji w terminach pomocniczych jest znajdowanie się statku w skomplikowanych warunkach hydrometeorologicznych, lub też wtedy, gdy po obserwacji w terminie głównym nastąpiła gwałtowna, niezapowiadana lub nieoczekiwana zmiana warunków pogodowych, albo też występują oznaki wystąpienia takiej zmiany (np. gwałtowny spadek ciśnienia). Obserwacje w terminach pomocniczych należy wykonywać również wtedy, gdy zwróci się o to z prośbą [prośbę taką należy traktować jako polecenie] ośrodek służby meteorologicznej wydający ostrzeżenia i komunikaty na dany akwen lub organ administracji morskiej. Zazwyczaj dotyczy to otoczenia określonego akwenu, na którym występuje lub ma wystąpić cyklon tropikalny lub gwałtowny sztorm. Obserwacji nie powinno się wykonywać, jeśli statek znajduje się na wodach terytorialnych lub wewnętrznych innych, niż państwa bandery. Wykonywanie obserwacji na takich wodach w niektórych przypadkach, może stanowić przyczynę kłopotów; administracje czy służby niektórych państw traktują (traktowały) to jako naruszenie zasady nieszkodliwego przepływu, niektóre - wręcz jako akt szpiegostwa.

Wykonywanie zgodnie z instrukcją i przekazywanie obserwacji hydrometeorologicznych stanowi troskę o najlepiej pojmowany interes własny. Przekazanie dokładnej i rzetelnej obserwacji do centrum zbiorczego powoduje, że synoptycy i ich komputery mają dokładną informację z tego akwenu, na którym aktualnie znajduje się statek. Dzięki temu, zarówno analiza jest dla tego akwenu precyzyjniejsza, jak i bardziej precyzyjna i wiarygodna będzie prognoza - zarówno dla akwenu, na którym się znajdujecie, jak i na akwenach sąsiednich. Wbrew sądom naiwnych optymistów (czytaj - dyletantów), obserwacje satelitarne, choć stanowią niezmiernie cenny materiał, nie załatwiają wszystkiego i nie zastąpią informacji zbieranych in situ (na miejscu). Już np. informacja o nieznacznym zakłóceniu w polu wiatru czy ciśnienia stanowić może dla synoptyka niezmiernie ważną informację, pozwalającą rozstrzygnąć nawet poważne wątpliwości interpretacyjne. Doskonale i krótko kwestię tą ujął w swoim podręczniku prof. Michał Holec - "Kapitan, który nie dba o staranne wykonywanie i przekazywanie obserwacji meteorologicznych, nie powinien liczyć na otrzymanie wiarygodnej i dokładnej prognozy, w szczególności, gdy jego okręt znajduje się na mało uczęszczanym akwenie" (Podstawy meteorologii i nawigacji meteorologicznej, wyd. II (1980), s. 306).

Obserwacje, natychmiast po ich wykonaniu, powinny zostać zapisane (zaszyfrowane) w postaci depeszy SHIP, ta powinna zostać natychmiast nadana przez INMARSAT. Od zakończenia obserwacji, do naciśnięcia przycisku SEND nie powinno upłynąć więcej niż 15 minut. Wszystkie procedury łączności związane z przekazaniem depeszy SHIP powinny być zgodne z zaleceniami podanymi w Admiralty List of Radio Signals, vol. 3, p. 2 i vol. 5. Przekazanie depeszy drogą satelitarną do stacji zbiorczej, której, stosownie do regionu, adres jest podany w Radio Signals, jest bezpłatne i armator nie ponosi z tego tytułu żadnych kosztów. Szyfrowanie depeszy można przeprowadzać ręcznie, przy pomocy klucza kodowego (zazwyczaj książeczka lub książka) albo też przy zastosowaniu odpowiednich programów komputerowych.

Depesza meteorologiczna SHIP

Układ depeszy meteorologicznej FM 13-XIV SHIP jest omówiony w 3 tomie Admiralty List of Radio Signals. Podana jest tam postać kodowa depeszy, klucz do niej i krótko omówione zasady szyfrowania. Tak więc jest to materiał zawsze dostępny na statku.

Doskonały, ilustrowany, podręcznik w formacie pdf, w którym omówione są szczegółowo zakres i zasady wykonywania statkowych obserwacji hydrometeorologicznych, budowa (układ) morskiej depeszy typu SHIP, klucze kodowe do tej depeszy, zasady szyfrowania depeszy i przykłady szyfrowania kolejnych grup, został wydany został przez U.S. Department of Commerce. Jest to Observing Handbook No 1 Marine Surface Weather Observations (ObservingHandbook1_2010_508_compliant), May 2010. Jest on dostępny na stronie National Oceanic and Atmospheric Administration, National Weather Service (Adres: https://www.vos.noaa.gov/). Pobranie wersji PDF możliwe z bocznego menu.

Obecnie najczęściej na statkach wykorzystuje się specjalny bezpłatny program do automatycznego szyfrowania obserwacji meteorologicznych na morzu przygotowany przez E-SURFMAR i KNMI, a zatwierdzony przez WMO (Adres: http://projects.knmi.nl/turbowin/): TurboWin+ version 4.0 for Windows and Linux (March 2020) oraz MeteoClassify version 2.0 for Windows.
Obserwacje meteorologiczne dokonywane na pokładzie statków są istotnym elementem World Weather Watch, jednakże pod warunkiem, że obserwacje są dokładne i wysokiej jakości. Ponieważ obserwacje te mogą podlegać różnym błędom szyfrowania, kodowania i obliczeniowym, to aby uzyskać optymalną kontrolę jakości obserwacji, kontrola taka jest przeprowadzana przez program TurboWin+. Program ten umożliwia automatyczną kompilację obserwacji na pokładzie statków i stałych stacji morskich, ich pobieranie na dysk, przesyłanie na ląd, a następnie do Centrum Meteorologicznego, z wykorzystaniem Inmarsat, poczty elektronicznej lub innych specjalnych urządzeń komunikacyjnych. Program pomaga też obserwatorowi w tworzeniu wielu menu, zdjęć, zdjęć, formularzy, stron pomocy, opcji wyjściowych, automatycznych obliczeń itp. Nowością ostatniej wersji jest to, że TurboWin+ może również wizualizować zmierzone dane połączonej automatycznej stacji pogodowej. MeteoClassify version 2.0 for Windows to program treningowy pozwalający sprawdzić swoją wiedzę w zakresie kodowania chmur, lodów morskich i stanu morza. Oba programy można ze strony pobrać bezpłatnie.

Zasady wykonywania obserwacji na statku

Obserwację należy wykonywać w pewnym określonym porządku, tak, aby była ona zwarta, nierozciągnięta w czasie (pomiary i kodowanie w ciągu 10-15 minut). Przygotowanie do obserwacji rozpoczyna się wystawieniem psychrometru na zewnątrz (patrz pomiary wilgotności). Około 10 minut przed terminem obserwacji wychodzimy na pokład, w miejsce, w którym będziemy wykonywali pomiar i rozpoczynamy pomiar temperatury i wilgotności powietrza. W trakcie tego pomiaru obserwujemy widnokrąg i niebo, oceniając:
VV (widzialność poziomą)
h (wysokość podstawy najniższych chmur od powierzchni morza)
N (zachmurzenie ogólne)
Nh (wielkość zachmurzenia przez wszystkie chmury CL a w przypadku ich braku przez wszystkie chmury CM)
CL (określamy jaka/jakie występują chmury kodowane pod CL, czyli Sc, St, Cu i Cb),
CM (określamy jaka/jakie występują chmury kodowane pod CM, czyli Ac, As lub Ns),
CH (określamy jaka/jakie występują chmury wysokie, kodowane pod CH, czyli Ci, Cc i Cs),
oceniamy charakter pogody, potrzebny do określenia ww.
W trakcie tych obserwacji kontrolujemy zachowanie się słupka rtęci na termometrze zwilżonym. Jeśli temperatura się ustabilizowała, temperaturę odczytaną z termometru suchego i zwilżonego zapisujemy.

Po dokonaniu tych czynności wchodzimy do nawigacyjnej i dokonujemy odczytu ciśnienia (aneroid). Pomiar ciśnienia powinien być przeprowadzony dokładnie w terminie pomiaru (różnica czasu odczytu pppp nie powinna przekraczać plus/mus 3 minut od pełnej godziny). Odczytaną wartość ciśnienia zapisujemy.
W tym samym czasie zapisujemy pozycję statku (zaokrąglając ją do 0,1°).
Dalej zapisujemy temperaturę powierzchni morza (temperaturę wody) z czujnika, jeśli mamy wskaźnik na mostku. Jeśli korzystamy z danych o temperaturze wody na wlocie wody chłodzącej, należy umówić się wcześniej z mechanikami wachtowymi, aby telefonicznie przekazali tą informację na mostek w wyznaczonym czasie (np. 5 minut po terminie obserwacji). Gorzej jest, gdy siłownia pracuje w reżimie bezwachtowym, a na mostku nie ma wskaźnika temperatury wody zaburtowej. Na dużym statku praktycznie brak możliwości wykonania pomiaru temperatury wody zaburtowej termometrem czerpakowym.

Po wykonaniu wszystkich tych czynności rozpoczynamy sporządzanie depeszy wprowadzając kolejne dane, żądane przez program TurboWin albo wypełniając odpowiednie rubryki w dzienniku lub formularzu obs (BBXX, D....D [Call.Sign], YYGGiw, 99LaLaLa, QcLoLoLoLo, iRixhVV).
W momencie, gdy dochodzimy do grupy Nddff dokonujemy przejścia z wiatru pozornego na rzeczywisty (o ile nie mamy wiatromierza podającego gotowe parametry wiatru rzeczywistego, lub wykorzystywana mapa elektroniczna nie pozwala na wykonanie automatyczne tej operacji po wprowadzeniu kierunku i prędkości wiatru pozornego z klawiatury) i wpisujemy do depeszy, zgodnie z kluczem, parametry wiatru rzeczywistego. Jeśli mamy metryczkę termometru z błędem instrumentalnym, poprawiamy odczyt temperatury termometru suchego i wypełniamy grupę 1snTTT. Dalej, wypełniamy grupę 8swTbTbTb w sekcji 2 i z tablic lub diagramu psychrometrycznego określamy temperaturę punktu rosy, po czym wypełniamy grupę 2snTdTdTd. Następnym krokiem jest redukcja wskazań pomiaru ciśnienia (tablice poprawek barometrycznych!) i wypełnienie grupy 4PPPPP. Od wartości PPPP odejmujemy wartość ciśnienia z przed trzech godzin, uzyskując wartość ppp ze znakiem. Rzut oka na barograf pozwala nam na określenie charakteru zmian ciśnienia w ciągu ostatnich trzech godzin i określenie (dobór) wartości kodowej a; w tym momencie wypełniamy rubryki (wprowadzamy dane) dla grupy 5appp (tendencja baryczna). Kolejna grupa, którą wypełniamy w dzienniku/formularzu jest grupa 7wwW1W2 (pogoda bieżąca i pogody ubiegłe). W tym przypadku posługujemy się książką kodową, zwłaszcza, jeśli nie obserwowano pogód bieżących 00, 01, 02 i 03). Dalej kodujemy grupę 8NhCLCMCH a następnie grupę 222DsVs. (wypadkowy kierunek i prędkość statku w ciągu ostatnich 3 godzin). Na tym kończy się wypełnienie sekcji 1 depeszy.

Do zakodowania 2 sekcji depeszy (dane oceanograficzne) musimy przerwać wypełnianie programu, dziennika lub formularza i wykonać obserwacje falowania. Jeśli mamy jakieś problemy z natychmiastowym zakodowaniem grupy 8NhCLCMCH i wymagałoby to sięgnięcia do atlasu chmur, wypełnianie dziennika/formularza przerywamy, bierzemy stoper (sekundomierz) i wychodzimy na mostek, dokonując obserwacji falowania. W przypadku występowania wyłącznie falowania wiatrowego szacujemy wysokość fali znacznej i mierzymy okres fali, w przypadku wystąpienia oprócz fali wiatrowej dodatkowo falowania rozkołysu, identyfikujemy najwyraźniejszy - dwa najwyraźniejsze systemy falowania rozkołysu (w zależności od rzeczywistej sytuacji), szacujemy kierunek i wysokość każdego z nich oraz mierzymy ich okres. Po dokonaniu tych obserwacji, wracamy do nawigacyjnej, natychmiast wypełniamy grupy 2PwPwHwHw, 3dw1dw1dw2dw2, 4Pw1Pw1Hw1Hw1, 5Pw2Pw2Hw2Hw2 oraz 0snTwTwTw. W przypadku, gdy występuje wyłącznie falowanie wiatrowe, nie wolno nam nie wypełnić grupy 3dw1dw1dw2dw2, musi ona zostać wypełniona jako 30000 (gdzie 00 pod dw1dw1 oznacza że nie ma kierunku takiego falowania, czyli falowanie rozkołysu nie występuje, podobnie jak 00 w dw2dw2. Wstawienie w to miejsce znaków // zostanie odczytane, że występuje jakieś falowanie rozkołysu, lecz jego obserwacja nie została wykonana. Pominięcie grupy 3dw1dw1dw2dw2 jest niedopuszczalne. W przypadku, gdy występuje tylko jeden system rozkołysu, grupa 3dw1dw1dw2dw2 powinna być wypełniona jako 3xx00 (gdzie xx - oznaczenie kodowe kierunku pierwszego systemu rozkołysu, 00 - brak kierunku drugiego systemu rozkołysu, grupa 4Pw1Pw1Hw1Hw1 powinna zostać wypełniona kompletnie, grupę 5Pw2Pw2Hw2Hw2 można pominąć.
Po wypełnieniu tych grup, jeśli wcześniej nie zakodowaliśmy grupy 8NhCLCMCH sięgamy po atlas chmur, identyfikujemy chmury i kodujemy (wypełniamy) tą grupę. Przesunięcie kodowania grupy 8NhCLCMCH na koniec depeszy nie pozwoli na zbytnie rozciągnięcie wykonywanych obserwacji w czasie.
W przypadku, jeśli występuje obladzanie, wypełniamy dodatkowo grupę 6IsEsEsRs. Grupa ta może zostać pominięta, jeśli obladzanie nie występuje (nie ma sensu tryumfalnie raportować np. spod równika, że grubość warstwy lodu na statku wynosi 00 cm a oblodzenie nie występuje). Jeśli w zasięgu widzialności (lub radaru na zakresie nie większym niż 30 Mm!) znajduje się lód morski lub góry lodowe, kodujemy grupę ICE+ciSibiDizi. Przekazanie w depeszy grupy ICE nie zwalnia od natychmiastowego wysłania depeszy (message)  for ALL STATION poprzedzonej w przypadku napotkania góry / gór lodowych sygnałem ostrzegawczym SECURITE, z podaniem ich pozycji i liczby (2182 kHz i/lub 16 kanał VHF) oraz przekazania tej informacji do odpowiedniej stacji brzegowej (patrz konwencja SOLAS).
Łącznie czas wykonania obserwacji, razem z kodowaniem depeszy, wynosi od 6-10 minut w przypadku gdy obserwator ma odpowiednią rutynę a warunki hydrometeorologiczne są łatwe, do 10-20 minut, w przypadku gdy obserwator jest mniej doświadczony a warunki hydrometeorologiczne są skomplikowane.
W zależności od rozkładu i wyposażenia mostka, oficer wachtowy, powinien przygotować sobie "plan" wykonywania obserwacji, wszystkie przyrządy i potrzebne pomoce (książkę kodową, tablice/diagramy psychrometryczne, tabele redukcji barometru, atlas chmur, stoper, etc...) umieścić tak, aby zarówno wykonanie obserwacji, jak i szyfrowanie depeszy przebiegało w sposób możliwie najbardziej sprawny.

Przewodniki i materiały pomocnicze omawiające pomiary meteorologiczne

WMO-No. 8. Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation, 2018
Adres: https://library.wmo.int/index.php?lvl=notice_display&id=12407#.XhUnMbigUwB
Adres: https://library.wmo.int/index.php?lvl=notice_display&id=12407#.XhW5obigUwA
Adres: https://www.wmo.int/pages/prog/www/IMOP/CIMO-Guide.html
Dostępna wersja PDF podręcznika w całości (edycja 2018 - wersja A i wersja B - dwa pierwsze adresy) lub poszczególne rozdziały (edycja 2014 z uzupełnieniami 2017 - trzeci adres). Przewodnik omawia większość instrumentów, systemów i metod używanych przy pomiarach meteorologicznych. Dostarcza informacji o najlepszych praktykach, procedurach i podstawowych możliwościach przyrządów i systemów, aby pomóc krajowym służbom meteorologicznym i hydrologicznym oraz innym zainteresowanym użytkownikom obsługującym systemy obserwacyjne w przygotowaniu podręczników i procedur w celu spełnienia ich specyficznych potrzeb pomiarowych i obserwacje. W podręczniku omówiono najważniejsze wymagania i zalecenia oraz właściwości konkretnego przyrządu lub systemu pomiarowego, zapewniając tym samym szerokie obszary do dalszego rozwoju. Podręcznik dostępny w PDF, w wersjach językowych: angielskiej, francuskiej, hiszpańskiej, rosyjskiej i arabskiej.

WMO-No. 306. Manual on Codes - International Codes,
Volume I.2, Annex II to the WMO Technical Regulations: Part B – Binary Codes, Part C – Common Features to Binary and Alphanumeric Codes, 2015 (uzupełnienia 2017)
Adres: https://library.wmo.int/index.php?lvl=notice_display&id=10684#.XhXPwbigUwA
T
om I zawiera międzynarodowe kody WMO dla danych meteorologicznych (w tym opis kluczy: FM 12–XIV Ext. SYNOP - do kodowania obserwacji meteorologicznych na manualnych stacjach lądowych oraz FM 13–XIV Ext. SHIP - do kodowania obserwacji meteorologicznych na stacjach morskich - statkach) i innych danych geofizycznych związanych z meteorologią; stanowi załącznik II do przepisów technicznych WMO i dlatego ma status przepisu technicznego. Podręcznik dostępny w PDF, w wersjach językowych: angielskiej, francuskiej, hiszpańskiej i rosyjskiej.

 

Obserwacje hydrometeorologiczne na lądzie

Meteorologiczna osłona kraju, Vademecum - Pomiary i obserwacje meteorologiczne
Adres: https://docplayer.pl/51760995-Meteorologiczna-oslona-kraju-vademecum-pomiary-i-obserwacje-meteorologiczne-instytut-meteorologii-i-gospodarki-wodnej-panstwowy-instytut-badawczy.html
Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy Warszawa 2015
Autorzy: Renata Kurowska-Łazarz, Wojciech Szulc, Barbara Woźniak, Małgorzata Piotrowska, Julianna Drożdżyńska
Spis treści:
Wstęp Historia obserwacji i pomiarów meteorologicznych
Reprezentatywność ogródka meteorologicznego
Pomiary i obserwacje wybranych elementów meteorologicznych
Temperatura powietrza i gruntu
Prędkość i kierunek wiatru
Opady
Pokrywa śnieżna
Ciśnienie atmosferyczne
Wilgotność powietrza
Zachmurzenie
Widzialność
Zasady transmisji danych pomiarowo-obserwacyjnych i wymiana międzynarodowa
Specyfikacja sieci pomiarowej IMGW-PIB
Literatura
Mapy lokalizacji synoptycznych I i II rzędu, klimatologicznych, opadowych
Vademecum obserwacje i pomiary meteorologiczne.