Метеорология и климатология. Практикум

УДК 551.5(075.8)
ББК 26.23я73
 
К56

Р е ц е н з е н т ы: кафедра геологии и географии УО «Гомельский государственный 
университет имени Ф. Скорины» (заведующий кафедрой кандидат географических 
наук, доцент А.И. Павловский); старший научный сотрудник Центра геоэкологии и 
климата ГНУ «Институт природопользования НАН Беларуси» кандидат географических наук В.И. Мельник

Ковриго, П. A.
Метеорология и климатология. Практикум : учебное пособие / П. А. Ковриго. – Минск : Вышэйшая школа, 2023. – 
303 с.: ил.
ISBN 978­985­06­3524­2.

Рассмотрены принципы организации, проведения и первичной обработки 
данных наблюдений и измерений, выполняемых на метеостанции в соответствии с требованиями Всемирной метеорологической организации. Описываются устройство и работа стандартных метеорологических и актинометрических инструментов и приборов, а также современных автоматизированных 
систем – «Пеленг» и «Vaisala». Даны общие представления об организации 
гидрометеорологических наблюдений с учетом требований «Технического 
кодекса установившейся практики», принятых Республиканским гидрометеоцентром. Рассмотрены методы дистанционного зондирования атмосферы, 
дешифрирования космических снимков и использования в синоптическом 
анализе. По каждой теме разработан комплекс задач и контрольных 
вопросов.
Для студентов учреждений высшего образования географических, природоведческих и гидрометеорологических специальностей.

УДК 551.5(075.8)
ББК 26.23я73

К56

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или любой ее 
части не может быть осуществлено без разрешения издательства.

ISBN 978-985-06-3524-2 
©  Ковриго П.А., 2023
 
©  Оформление. УП «Издательство
 
“Вышэйшая школа”», 2023

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АДК – аэрологическая диаграмма в косоугольной системе координат
АМП – агрометеорологический пост
АМРК – автоматизированный метеорологический радиолокационный 
комплекс
АМ – агрометеорологическая станция
АМС – автоматическая метеорологическая станция
АМСГ – авиационная метеорологическая станция гражданская
АРМ – автоматизированное рабочее место
АС – аэрологическая станция
АТ – абсолютная топография
БС – болотная метеорологическая станция
БЭ – блок электроники
ВМО – Всемирная метеорологическая организация
ВПИК – Всемирная программа исследования климата
ВСП – Всемирная служба погоды 
ГМЦ – гидрометеорологический центр
ГП – гидрологический пост
ГСН – глобальная система наблюдений 
ГСОД – глобальная система по обработке данных и сохранению 
материалов 
ГСТ – глобальная система телесвязи 
ДМРЛ – доплеровский метеорологический радиолокатор
EЦСПП – Европейский центр среднесрочных прогнозов погоды
ИВО –  измеритель высоты облаков
ИК – инфракрасный участок спектра излучения
КМ – книжка метеорологическая
КН – код наблюдений
КП – коэффициент пропускания
МАП – метеорологический авиационный пост
МВ – местное время
МГП – морской гидрометеорологический пост
МГЭИК – Межгосударственная группа экспертов по изменению 
климата
МДВ – метеорологическая дальность видимости
МОД – метеорологическая оптическая дальность
МРЛ – метеорологический радиолокатор
МС – метеорологическая станция 
МЦГМ – межрайонный центр по гидрометеорологии и мониторингу 
окружающей среды
НЯ – неблагоприятные явления
ОГП – озерный гидрометеорологический пост
ОМС – озерная метеорологическая станция
ОПО – оптическая плотность облаков

ОТ – относительная топография
ОЦГМ – областной центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды
ОЯ – опасные явления
ПК – персональный компьютер
РЗ – радиозондирование
РКИК – Рамочная конвенция об изменении климата
РКС – реперная климатическая станция
РЛС – радиолокационная станция
СИ – международная система единиц (система интернациональная)
СФМ – станция фонового мониторинга
ТВ – видимый (телевизионные снимки) участок спектра излучения
ТКП – технический кодекс установившейся практики
ФАР – фотосинтетически активная радиация
ЭДС – электродвижущая сила
ECMWF (European Centre for Medium­Range Weather Forecasts) – Европейский центр среднесрочных прогнозов погоды
ЕUМЕТSАТ (European Organisation for the Exploitation of Meteorological 
Satellites) – Европейская организация по эксплуатации метеорологических 
спутников
ETSI (European Telecommunications Standards Institute) – Европейский 
институт по стандартизации в области телекоммуникаций
UTC (Universal Time Coordinated) – Всемирное координированное 
время)

ПРЕДИСЛОВИЕ

Практикум создан для студентов географических, природоведческих и гидрометеорологических специальностей, которые обучаются 
в учреждениях высшего образования. При его написании использован многолетний авторский опыт преподавания дисциплины «Метеорология и климатология» на факультете географии и геоинформатики Белорусского государственного университета. 
Метеорология – наука об атмосфере Земли, физико­химических 
процессах и явлениях, которые развиваются в ней и определяют 
погоду и климат. Климатология – раздел метеорологии, который 
изучает среднее состояние климатической системы (атмосфера – 
гидросфера – литосфера – криосфера – биосфера) за продолжительное время для конкретной территории, зависящее от географических факторов.
Основным методом исследования, используемым в метеорологии 
и климатологии, являются наблюдения, так называемые измерения 
физических величин и качественная оценка атмосферных процессов. 
Эти процессы изменчивы во времени и пространстве, имеют сложный характер взаимодействия с земной поверхностью и космической 
средой. Во всех странах мира существует организованная сеть гидрометеорологических наблюдений, которая позволяет непрерывно 
отслеживать изменения физического состояния атмосферы.
Сотни тысяч метеорологических наблюдений проводят ежедневно 
у поверхности Земли, в средней и верхней атмосфере, также следят 
за режимом поверхностных вод суши, морей и океанов, за горными 
и полярными льдами. Наблюдения осуществляются тысячами гидрометеорологических станций и постов, сотнями кораблей, самолетов и буйковых станций, искусственных спутников Земли по 
единой глобальной программе с использованием однотипных 
инструментов.
Широкое распространение получили методы дистанционного 
зондирования атмосферы: шаропилотные методы, радиозондирование, радиолокация и спутниковое зондирование. В этом перечне 
источников гидрометеорологической информации особое место 
занимают автоматические метеорологические станции (АМС), которые представляют собой информационно­измерительные системы 
для проведения контактных и дистанционных измерений. АМС предназначены для сбора, обработки и передачи информации о метеорологических величинах атмосферы по каналам связи в мировые, 
национальные и региональные центры погоды.

Данные наблюдений и измерений обрабатываются и анализируются в соответствии с принятой методикой. Тем самым устанавливаются закономерности развития атмосферных процессов для 
использования в решении многочисленных практических задач, 
среди которых наиболее важное значение имеет прогнозирование 
погоды. 
При написании учебного пособия преследовалась цель ознакомить студентов с организацией метеонаблюдений, строением и работой стандартных метеорологических приборов и инструментов, 
методами наблюдений и первичной обработки их результатов, а 
также с современными автоматизированными метеорологическими 
системами. По каждой теме учебника разработана система задач и 
контрольных вопросов, которые помогают усвоению теоретического 
материала и выработке у студентов навыков самостоятельной 
работы.
Искреннюю благодарность автор выражает заведующему кафедрой геологии и географии Гомельского государственного университета имени Ф. Скорины кандидату географических наук, доценту 
А.И. Павловскому, старшему научному сотруднику Центра геоэкологии и климата Института природопользования НАН Беларуси 
кандидату географических наук В.И. Мельнику за тщательное рецензирование рукописи, полезные советы и замечания, учет которых 
способствовал улучшению содержания практикума.
П.А. Ковриго

1.1. Международное сотрудничество 
в области метеорологии

В каждой стране мира функционирует своя государственная служба погоды, основными задачами которой являются:
y
y организация гидрометеорологических наблюдений за состоянием атмосферы, воды, развитием сельскохозяйственных культур, 
уровнем загрязнения атмосферного воздуха, почвы и воды, радиационной обстановкой;
y
y сбор, обработка, анализ и распространение гидрометеорологической информации;
y
y обеспечение промышленных и сельскохозяйственных предприятий и учреждений прогнозами погоды, данными о гидрометеорологических условиях на реках, озерах и водохранилищах, состоянии 
посевов, уровне загрязнения атмосферы, почвы и воды, радиационной обстановке;
y
y составление и издание научно­практических справочников по 
климатическим, агроклиматическим и водным ресурсам, гидрометеорологическому режиму, уровню загрязнения окружающей 
среды;
y
y ведение фонда данных: сбор, учет, хранение и предоставление 
материалов гидрометеорологических наблюдений заинтересованным 
организациям и лицам.
Государственные метеорологические службы всех стран являются 
членами Всемирной службы погоды (ВСП), которая подчиняется 
Всемирной метеорологической организации (ВМО). ВСП представляет 
собой систему из трех взаимодействующих компонентов: глобальной 
системы наблюдений, глобальной системы телесвязи и глобальной 
системы по обработке и сохранению данных.
Глобальная система наблюдений (ГСН) включает метеорологические, актинометрические, аэрологические, агрометеорологические, 
гидрологические и океанографические станции, а также станции 
ракетного и радиозондирования, радиолокации, корабли погоды и 
метеорологические спутники.

ОРГАНИЗАЦИЯ 
ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ 
НАБЛЮДЕНИЙ

Глава 1

Глобальная система телесвязи (ГСТ) предназначена для быстрого 
обмена данными наблюдений и обработанной информацией. Она 
включает кабельные, радиои спутниковые линии связи, соединяющие глобальные, региональные и национальные метеорологические центры.
Глобальная система по обработке данных и сохранению материалов (
ГСОД) состоит из 3 мировых (Вашингтон, Мельбурн, Москва), 
34 региональных и 187 национальных метеорологических центров, 
сотрудничающих в подготовке анализа и прогнозов погоды. Например, в России организовано помимо Москвы еще два региональных 
метеорологических центра – в Новосибирске и Хабаровске. 
Мировые метеорологические центры получают и сохраняют данные ГСН. На основе полученных данных составляются различные 
карты анализа и прогноза погоды для всего земного шара и отдельных 
полушарий. С помощью ГСТ аналитические и прогнозные карты 
передаются в национальные метеорологические центры для составления прогноза погоды для их конкретной местности.
Региональные метеорологические центры осуществляют автоматизированную обработку данных и создают прогнозы для больших 
частей мира – океанов, континентов и отдельных областей 
(регионов). 
Региональные центры используют данные национальных метеорологических 
центров, которые выполняют сбор и распространение 
метеорологической информации с территории каждой страны и в 
то же время пользуются всей необходимой им информацией с территорий других стран для корректировки своих местных прогнозов.
Первичная гидрометеорологическая информация обрабатывается 
(кодируется) непосредственно на гидрометеорологических станциях 
и передается с помощью персональных компьютеров в национальные метеорологические центры, которые обрабатывают данные для 
собственного использования и передают их в региональные 
центры.
Для научного анализа всего глобального массива данных, совершенствования методов прогнозирования и выработки практических 
рекомендаций ВМО приняла Всемирную программу исследования 
климата (ВПИК). Цели этой программы:
y
y разработка методов использования климатических знаний в 
различных сферах человеческой деятельности;
y
y проведение исследований влияния климата на деятельность 
человека;
y
y изучение изменения климата под воздействием природных и 
техногенных факторов.

В 1992 г. ООН утвердила Рамочную конвенцию об изменении климата (РКИК), в которой говорится, что в результате деятельности 
человека существенно увеличилась концентрация парниковых газов 
в атмосфере, что, в свою очередь, привело к потеплению глобального 
климата и негативному влиянию на природные системы и жизнедеятельность человечества. Конечная цель конвенции – снизить выбросы парниковых газов, что должно предотвратить опасное антропогенное воздействие на климатическую систему.
Основные обязанности сторон конвенции заключаются в 
следующем:
y
y изучение изменения климата на глобальном и национальном 
уровнях;
y
y оценка воздействия глобального потепления на окружающую 
среду и социально­экономическую сферу;
y
y инвентаризация парниковых газов;
y
y разработка методов адаптации природных и антропогенных 
геосистем к глобальному потеплению;
y
y реализация практических мер по снижению выбросов парниковых газов.
Для решения проблемы глобального изменения климата в дополнение к Рамочной конвенции в 1997 г. был принят Киотский 
протокол, который регулирует выбросы парниковых газов каждой 
страны в рамках установленных международных квот (норм). 
На Конференции ООН по изменению климата (Париж, 2015) было 
заключено историческое соглашение по борьбе с изменением климата и активизации деятельности, необходимой для обеспечения 
устойчивого низкоуглеродного развития. Главная цель Парижского 
соглашения заключается в разработке и принятии глобальных мер 
по удержанию повышения глобальной температуры в XXI в. в пределах 1,5–2 °C.
Парижское соглашение заменило Киотский протокол после 2020 г. 
и в настоящее время является международной правовой основой для 
осуществления деятельности государств – сторон РКИК ООН, направленной на сокращение выбросов парниковых газов.
Разработан и реализуется ряд международных программ по изучению крупномасштабных термогидродинамических процессов в системе «океан – атмосфера – суша». Программы включают изучение 
Мирового океана, атмосферы, геои биосферы, а также изменчивости и предсказуемости климата.
Плодотворное международное сотрудничество осуществляется в 
области космической метеорологии. В настоящее время за состоянием атмосферы и земной поверхности ведется постоянный мониторинг с помощью искусственных спутников Земли. Например, в 

1986 г. была создана Европейская организация по эксплуатации метеорологических спутников (ЕUМЕТSАТ), в которую входит 27 европейских стран. ЕUМЕТSАТ одновременно управляет семью метеорологическими спутниками на полярных и геостационарных орбитах, радиометры которых работают в видимом и инфракрасном 
спектрах излучения. Спутниковая система обеспечивает непрерывные наблюдения за состоянием атмосферы, океана и ледяных полей 
в полярных регионах, отслеживает глобальный климат, озоносферу 
и подстилающую поверхность океанов и континентов. Основная цель 
EUMETSAT – предоставлять информационные услуги заинтересованным странам для предупреждения аномалий и стихийных бедствий для защиты жизни, имущества и экономики.
Плодотворно действует независимая международная организация – Европейский центр среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF), 
который является независимой межправительственной организацией. Он размещается в трех регионах: Рединг (Великобритания), Болонья (Италия) и Бонн (Германия). ECMWF управляет одним из 
крупнейших суперкомпьютерных комплексов в Европе и крупнейшим в мире архивом данных численного прогноза погоды. В Центре 
работают около 350 сотрудников, в основном из государств – членов 
организации.
Основными задачами центра являются: 
y
y разработка количественных методов среднесрочных прогнозов 
(на две недели); 
y
y оказание метеорологических услуг государствам – членам 
ECMWF; 
y
y пополнение банка данных, их архивирование, хранение и предоставление потребителям; 
y
y участие в реализации программ и экспериментов ВМО. 
Центр оснащен современными математическими совмещенными моделями общей циркуляции атмосферы и океана, а также 
мощными компьютерами. Результаты оперативных и научных разработок центра доступны другим потребителям через ГСТ, управляемую ВМО.
В 1988 г. ВМО утвердила Межгосударственную группу экспертов 
по изменению климата (МГЭИК), основная задача которой – анализировать научные знания в области изучения изменений современного климата Земли. Кроме того, группа разрабатывает рекомендации по адаптации социально­экономической деятельности человека 
к новым климатическим условиям (подготовлено и издано шесть 
оценочных докладов). 
Главный вывод, вытекающий из Шестого оценочного доклада 
МГЭИК (2021), в том, что средняя температура воздуха на Земле