Описание массива данных

Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2014620549

Булыгина О.Н., Веселов В.М.,
Разуваев В.Н.,Александрова Т.М.

ОПИСАНИЕ МАССИВА СРОЧНЫХ ДАННЫХ

ОБ ОСНОВНЫХ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРАХ НА СТАНЦИЯХ РОССИИ.

 1. Введение

          Массив создавался по данным, содержащимся на технических носителях Госфонда.
          Перечень станций составлен на основании Списка станций Росгидромета, включенных в Глобальную сеть наблюдений за климатом (утвержденного Руководителем Росгидромета 25 марта 2004г.)и Списка реперных метеорологических станций Росгидромета, подготовленного в Главной Геофизической Обсерватории им. А.И. Воейкова (исп. Зав. ОМРЭИ ГГО В.И.Кондратюк). Список станции и информация по ним содержится в наборе «Информация о метеорологических станциях».
Массив данных регулярно пополняется, обнаруженные ошибки исправляются.

Любые замечания и рекомендации по данному массиву данных можно направлять во ВНИИГМИ-МЦД:
- заведующему отделом климатологии Разуваеву Вячеславу Николаевичу:
    • Email: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

- ведущему программисту отдела климатологии Давлетшину Сергею Геннадьевичу:
    • Email: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

2. Описание формата данных

          Массив содержит данные восьмисрочных наблюдений за основными метеорологическими параметрами с 1966 года. Наблюдения проводились в стандартные синоптические сроки с интервалом в 3 часа. Поскольку до 1993 года данные наблюдений фиксировались по московскому декретному времени, а с 1993 года – по Гринвичскому, в призначной части каждой записи приведены параметры, позволяющие определить время производства наблюдений по поясному зимнему декретному и Гринвичскому времени.
           Состав метеорологических элементов и описание формата записи приведено ниже в таблице 1.

Таблица 1.

Формат записи в файлах данных.

3. Качество данных

          Включенные в массив данные представляют собой результаты основных срочных метеорологических наблюдений. Точность данных соответствует точности измерения метеорологических параметров, указанной в «Наставлениях метеорологическим станциям и постам», вып. 3, часть 1, 1985.
          Большинству элементов массива присвоены признаки качества, которые могут принимать следующие значения:
0 – значение элемента достоверно;
1 – значение элемента достоверно и восстановлено вручную;
2 - значение элемента достоверно и восстановлено автоматически;
3 – значение элемента сомнительно.

          Значения основных элементов могут быть равны константе отсутствия, признаки качества тогда принимают значения:
4 – значение элемента забраковано программами синтаксического и семантического контроля;
5 – значение элемента отсутствует, но наблюдения проводились;
6 – значение элемента забраковано на станции;
7 – значения элемента отсутствуют, т.к. наблюдения не производились;

          Все элементы проконтролированы на допустимые значения.

          Допустимые значения для метеорологических параметров:
    
1. Горизонтальная дальность видимости:              [0;99]
2. Общее количество облачности:                            [0;13]
3. Количество облачности нижнего яруса             [0;13]
4. Направление ветра                                                   [0;360]
5. Средняя скорость ветра                                          [0;55]
6. Максимальная скорость ветра                              [0;55]
7. Сумма осадков за период между сроками
(контролируется исходя из региональных особенностей по таблице 2)

                                                        Таблица 2.

8. Температура поверхности почвы в срок                                                                                            [-70;+70]
9. Температура поверхности почвы по спирту минимального термометра                                  [-70;+70]
10. Минимальная температура поверхности почвы между сроками                                              [-70;+70]
11. Максимальная температура поверхности почвы между сроками                                             [-70;+70]
12. Температура поверхности почвы по максимальному термометру после встряхивания     [-70;+70]
13. Температура воздуха в срок по сухому термометру                                                                     [-67;55]
14. Температура воздуха в срок по смоченному термометру                                                           [-67;55]
15. Температура воздуха в срок по спирту минимального термометра                                          [-67;47]
16. Минимальная температура воздуха между сроками                                                                     [-67;47]
17. Максимальная температура воздуха между сроками                                                                    [-63.5;55]
18. Температура воздуха по максимальному термометру после встряхивания                            [-63.5;55]
19. Парциальное давление водяного пара                                                                                                [0;55.5]
20. Относительная влажность воздуха в срок                                                                                         [0;100]
21. Дефицит насыщения водяного пара                                                                                                    [0;105.5]
22. Температура точки росы в срок наблюдения                                                                                    [-63.5;55]
23. Атмосферное давление в срок на уровне cтанции                                                                           [600;1080]
24. Атмосферное давление в срок на уровне моря                                                                                 [900;1080]
25. Величина барической тенденции                                                                                                         [0;50]

4. Физический смысл переменных

Горизонтальная дальность видимости – это то наибольшее расстояние, с которого в светлое время суток перестает быть видимым абсолютно черный объект размером более 15′, проектирующийся на фон неба у горизонта. Дальность видимости является показателем оптического состояния атмосферы. На метеорологических станциях измерение МДВ производится с помощью приборов, а в их отсутствие – визуально с помощью специально выбранных ориентиров. Горизонтальная дальность видимости приводится в цифрах кода. При инструментальном способе измерения используются цифры от 00 до 89, за исключением 51-55, а при визуальном – от 90 до 99. Коды обозначают следующее:
00 – менее 0,1км;
01-50 – указывают видимость в десятых долях км, т.е от 0,1км до 5,0км. Например, 25 = 2,5км
51-55 – не используются;
56-80 –видимость от 6 до 30км с шагом в 1км. Видимость в целых км может быть определена вычитанием 50 из кода, т.е. цифра кода 65 означает горизонтальную видимость в 15км;
81-88 – видимость от 35 до 70км с шагом в 5км;
89 – видимость более 70км;
90 – видимость менее 0,05км;
91 – видимость 0,05км;
92 – 0,2км;
93 – 0,5км;
94 – 1км;
95 – 2км;
96 – 4км;
97 – 10км;
98 – 20км;
99 – более 50км
          Если  значение элемента равно 99, а  значение признака качества 9, это означает, что наблюдение отсутствует.

Общее количество облачности и количество облаков нижнего яруса оценивается визуально как степень покрытия небосвода облаками по 13-бальной шкале.Кодируется в баллах от 0 до 13. Величина 0 означает полное отсутствие облаков или покрытие облаками менее 1/10 небосвода, а значение 10 означает, что небосвод полностью покрыт облаками. 11 обозначает наличие следов облаков; 12 – 10 баллов с просветами; 13 – облака невозможно определить. Просветы между индивидуальными облачными элементами, типичные для некоторых форм облаков (Altocumulus, Stratocumulus) не включаются в общее количество облачности, т.е. они считаются чистым небом. Значение 99 означает отсутствие наблюдений.

Форма облаков верхнего яруса. К таким облакам относятся облака, нижняя граница которых находится выше 6000м, а именно: cirrus (Ci), cirrocumulus (Cc), cirrostratus (Cs) Данная характеристика кодируется следующим образом:
0 – облака отсутствуют;
1 – Ci;
2 – Cc;
3 – Cs;
4 – Ci и Cc;
5 – Ci и Cs;
6 – Cc и Cs;
7 – Ci, Cc и Cs;
8 – туман или форму облаков невозможно определить;
9 – форму облаков невозможно определить из-за темноты или атмосферных явлений.

Форма облаков среднего яруса. К облакам среднего яруса относятся облака, нижняя граница которых находится в пределах от 2000 до 6000м, а именно: altocumulus (Ac), altostratus (As). Кодируется следующим образом:
0 – облака отсутствуют;
1 – Ac;
2 – As;
3 – не используется;
4 – Ac и As;
5-7 – не используются;
8 – туман или форму облаков невозможно определить;
9 - форму облаков невозможно определить из-за темноты или атмосферных явлений. Признак качества 9 означает, что наблюдение сомнительно или отсутствует.

Форма облаков вертикального развития. Эти облака – cumulus (Cu) и cumulonimbus (Cb) - относятся к облакам нижнего яруса, хотя по высоте занимают несколько ярусов, но их нижняя граница  находится в нижнем ярусе, т.е. ниже 2000м. Кодируется следующим образом:
0 – облака отсутствуют;
1 – Cu;
2 – Cb;
3 – не используется;
4 – Cu и Cb;
5-7 – не используются;
8 – туман или форму облаков невозможно определить;
9 - форму облаков невозможно определить из-за темноты или атмосферных явлений. Признак качества 9 означает, что наблюдение сомнительно или отсутствует.

Форма слоистых и слоисто-кучевых облаков. Эта группа облаков, которая включает stratus (St) и stratocumulus (Sc), также относится к облакам нижнего яруса. Кодируется следующим образом:
0 – облака отсутствуют;
1 – St;
2 – Sc;
3 – не используется;
4 – St и Sc;
5-7 – не используются;
8 – туман или форму облаков невозможно определить;
9 - форму облаков невозможно определить из-за темноты или атмосферных явлений. Признак качества 9 означает, что наблюдение сомнительно или отсутствует.

Форма слоисто-дождевых и разорвано-дождевых облаков. Последняя группа облаков нижнего яруса, которая состоит из nimbostratus (Ns) и fractonimbus (Frnb), кодируется следующим образом:
Кодируется следующим образом:
0 – облака отсутствуют;
1 – не используется;
2 – Ns;
3 – Frnb;
4-5 – не используются;
6 – Ns и Frnb;
7 - не используется
8 – туман или форму облаков невозможно определить;
9 - форму облаков невозможно определить из-за темноты или атмосферных явлений. Признак качества 9 означает, что наблюдение сомнительно или отсутствует.

Высота нижней границы облаков. Значение высоты нижней границы облаков в метрах. При тумане высота нижней границы облаков кодируется одной цифрой 0. Если высота нижней границы облаков определялась инструментально, то признак способа определения высоты принимает значение 0. При визуальном определении высоты нижней границы облаков этот признак равен 1.

Признак наличия облачности ниже уровня станции используется только на высокогорных станциях и только тогда, когда наблюдалась облачность ниже уровня станции. Он может принимать только два значения:
1 – окрестность станции ниже ее уровня частично покрыта облаками;
2 – ниже уровня станции наблюдается сплошная облачность.

Погода между сроками. Погода в течение трех часов, предшествующих сроку наблюдения, кодируется следующим образом:
0 – ясно или облачность не более 5 баллов;
1 – меняющаяся облачность: в течение рассматриваемого периода облачность была временами более 5 баллов, а временами 5 баллов и менее;
2 – пасмурно или облачность более 5 баллов;
3 – песчаная или пыльная буря; поземок или низовая метель;
4 – туман или ледяной туман; сильная мгла;
5 – морось;
6 – дождь;
7 – снег или дождь со снегом;
8 – ливневые осадки;
9 – гроза с осадками или без них.

Погода в срок наблюдения. Погода в срок наблюдения или в течение последнего часа перед сроком наблюдения. Приводится в цифрах кода от 00 до 99. Цифры кода позволяют закодировать 100 различных характеристик погоды. Эти характеристики разделены на десятки и на две большие группы – без осадков на станции в срок наблюдения и с осадками. Кодируется следующим образом:
А. Без осадков на станции в срок наблюдения
00-19 – погода без осадков, тумана, ледяного тумана ( за исключением 11-12), пыльной или песчаной бури, низовой метели или поземка на станции в срок наблюдения и (за исключением 09 и 17) в течение последнего часа.
00 – условия развития облаков неизвестны;
01 – облака в целом рассеивались;
02 – состояние неба в целом не изменилось;
03 – облака образовались или развивались;
04 – видимость ухудшена из-за дыма или вулканического пепла;
05 – мгла;
06 – пыль в срок наблюдения, взвешенная в воздухе на обширном пространстве, но не поднятая ветром на станции или вблизи нее;
07 – пыль или песок, поднятые ветром на станции, но без развития песчаных вихрей или пыльной бури;
08 – хорошо развитый пыльный или песчаный вихрь, но никакой пыльной или песчаной бури не наблюдается;
09 – пыльная или песчаная буря в поле зрения;
10 – дымка (видимость 1000м или более);
11 – поземный туман или поземный ледяной туман клочками;
12 - поземный туман или поземный ледяной туман более или менее сплошным слоем;
13 – зарница;
14 – осадки в поле зрения, но не достигающие поверхности земли;
15 – осадки в поле зрения, достигающие поверхности земли на расстоянии более 5км от станции;
16 - осадки в поле зрения, достигающие поверхности земли вблизи, но не на станции;
17 – гроза в срок наблюдения, но без осадков;
18 – шквал;
19 – смерч.
20-29 – осадки, туман, ледяной туман или гроза на станции в течение последнего часа, но не срок наблюдения
20 – морось или снежные зерна;
21 – дождь;
22 – снег;
23 – дождь со снегом или ледяной дождь;
24 – морось или дождь с образованием гололеда;
25 – ливневый дождь;
26 – ливневый снег или ливневый дождь со снегом;
27 – град, ледяная или снежная крупа с дождем или без дождя;
28 – туман или ледяной туман (видимость менее 1000м);
29 – гроза с осадками или без них.
30-39 – пыльная или песчаная буря, поземок или низовая метель в срок наблюдения.
30 – слабая или умеренная пыльная или песчаная буря ослабела в течение последнего часа;
31 - слабая или умеренная пыльная или песчаная буря без заметного изменения интенсивности в течение последнего часа;
32 - слабая или умеренная пыльная или песчаная буря началась или усилилась в течение последнего часа;
33 - сильная пыльная или песчаная буря ослабела в течение последнего часа;
34 - сильная пыльная или песчаная буря без заметного изменения интенсивности в течение последнего часа;
35 - сильная пыльная или песчаная буря началась или усилилась в течение последнего часа;
36 – слабый или умеренный поземок, при котором перенос снега происходит ниже уровня глаз наблюдателя;
37 – сильный поземок;
38 – слабая или умеренная низовая метель;
39 – сильная низовая метель.
40-49 – туман или ледяной туман в срок наблюдения
40 – туман или ледяной туман в окрестностях станции;
41 – туман или ледяной туман местами;
42 – туман или ледяной туман ослаб в течение последнего часа, небо видно;
43 - туман или ледяной туман ослаб в течение последнего часа, небо не видно;
44 - туман или ледяной туман без заметного изменения интенсивности в течение последнего часа, небо видно;
45 - туман или ледяной туман без заметного изменения интенсивности в течение последнего часа, небо не видно;
46 - туман или ледяной туман начался или усилился в течение последнего часа, небо видно;
47 - туман или ледяной туман начался или усилился в течение последнего часа, небо не видно;
48 – туман с отложением изморози, небо видно;
49 - туман с отложением изморози, небо не видно.

Б. Осадки на станции в срок наблюдения
50-59 – Морось
50 - морось с перерывами, слабая;
51 – морось непрерывная, слабая;
52 – морось с перерывами, умеренная;
53 - морось непрерывная, умеренная;
54 - морось с перерывами, сильная;
55 - морось непрерывная, сильная;
56 – морось слабая, образующая гололед;
57 - морось умеренная и сильная, образующая гололед;
58 – морось слабая с дождем;
59 - морось умеренная и сильная с дождем.
60-69 - дождь
60 – дождь с перерывами, слабый;
61 – дождь непрерывный, слабый;
62 - дождь с перерывами, умеренный;
63 - дождь непрерывный, умеренный;
64 - дождь с перерывами, сильный;
65 - дождь непрерывный, сильный;
66 – дождь слабый, образующий гололед;
67 - дождь умеренный или сильный, образующий гололед;
68 – дождь или морось со снегом, слабые;
69 - дождь или морось со снегом, умеренные или сильные.
70-79 – твердые осадки, не ливневые
70 – снег с перерывами, слабый;
71 – снег непрерывный, слабый;
72 - снег с перерывами, умеренный;
73 - снег непрерывный, умеренный;
74 - снег с перерывами, сильный;
75 - снег непрерывный, сильный;
76 – ледяные иглы;
77 – снежные зерна;
78 – отдельные снежные кристаллы, похожие на звездочки;
79 – ледяной дождь.
80-89 – ливневые осадки без грозы.
80 – ливневый дождь слабый;
81 – ливневый дождь умеренный или сильный;
82 – ливневый дождь очень сильный
83 – ливневый дождь со снегом, слабый;
84 - ливневый дождь со снегом, умеренный или сильный;
85 – ливневый снег, слабый;
86 – ливневый снег, умеренный или сильный;
87 – ледяная или снежная крупа слабая, с дождем, со снегом и дождем или без них;
88 - ледяная или снежная крупа умеренная или сильная, с дождем, со снегом и дождем или без них;
89 – град слабый с дождем, со снегом и дождем или без них;
90 - град умеренный или сильный с дождем, со снегом и дождем или без них;
91-99 – гроза в срок наблюдения или в течение последнего часа
91 – дождь слабый, гроза в течение последнего часа;
92 - дождь умеренный или сильный, гроза в течение последнего часа;
93 – снег или снег с дождем, град или крупа, слабые, гроза в течение последнего часа;
94 - снег или снег с дождем, град или крупа, умеренные или сильные, гроза в течение последнего часа;
95 – гроза слабая или умеренная с дождем и/или снегом в срок наблюдения
96 – гроза слабая или умеренная с градом или крупой в срок наблюдения;
97 – гроза сильная с дождем или снегом;
98 – гроза вместе с песчаной или пыльной бурей в срок наблюдения;
99 – гроза сильная с градом или крупой.

Направление ветра. Дается в градусах. Штиль кодируется одной цифрой 0, а переменное направление – 999.

Средняя скорость ветра. Скорость ветра измеряется в м/с на высоте 10-12 м, может колебаться в пределах 0-60 м/с. При штиле скорость кодируется цифрой 0. Дополнительная характеристика у скорости ветра принимает значения:
0 – при отсутствии знака «>»;
1 – при наличии знака «>».

Максимальная скорость ветра – максимальная скорость ветра за 3 часа, включая порывы. Кодируется по тем же правилам, что и средняя скорость ветра.

Сумма осадков – сумма осадков за период между сроками, когда измеряются осадки, в мм с точностью до десятых долей.

            В таблице 3 представлены данные о том, как изменялось число сроков измерения осадков за сутки в течение всего периода наблюдений на территории бывшего СССР.

Таблица 3.

           Согласно «Наставлению гидрометеорологическим станциям и постам» (вып. 3, ч. 1, 1985), измерение количества осадков, выпавших за ночную и дневную половины суток на метеостанциях бывшего СССР производится в сроки, ближайшие к 8 и 20 часам поясного декретного (зимнего) времени. Ранее («Наставление гидрометеорологическим станциям и постам», вып. 3, ч. 1, 1969) в дополнение к двум срокам измерений сумм осадков за дневную и ночную половину суток на станциях нескольких часовых поясов (см. табл.3) для синоптических целей были введены еще два синхронных по всей территории страны срока - 3 и 15 часов по московскому декретному времени.
           С 1966 года в каждое измерение осадков непосредственно на станции вносится поправка на смачивание, равная 0,1мм для твердых осадков и 0,2мм – для жидких.
           В архиве значение суммы осадков равное «0» означает отсутствие осадков, если признак качества равен «5», и наличие следов осадков, если признак качества равен «0».

Температура поверхности почвы - значение температуры поверхности почвы по срочному термометру в градусах с точностью до десятых долей. Температура поверхности измеряется на оголенной от растительности поверхности почвы или поверхности снежного покрова.

Температура поверхности почвы по спирту минимального термометра приводится в градусах с точностью до десятых долей.

Минимальная температура поверхности почвы – минимальная температура поверхности почвы за период между сроками по штифту минимального термометра в градусах с точностью до десятых долей.

Максимальная температура поверхности почвы – максимальная температура поверхности почвы за период между сроками наблюдений по максимальному термометру в градусах с точностью до десятых долей.

Температура поверхности почвы по максимальному термометру после встряхивания. Кодируется по тем же правилам, что и максимальная температура.

Температура воздуха по сухому термометру – приводится в градусах с точностью до десятых долей. При температуре воздуха ниже -36оС кодируется значение низкоградусного спиртового термометра, а в случае его отсутствия значение температуры определяется по столбику спирта минимального термометра.

Температура воздуха по смоченному термометру - приводится в градусах с точностью до десятых долей. В холодную часть года при температуре ниже -10оС характеристики влажности снимают с лент самописцев. Если на батисте смоченного термометра был лед дополнительная характеристика принимает значение 1, при отсутствии льда – 0.

Температура воздуха по спирту минимального термометра. Кодируется по тем же правилам, что и температура воздуха.

Минимальная температура воздуха – минимальная температура воздуха между сроками по штифту минимального термометра с учетом поправки из поверочного свидетельства, но без учета добавочной поправки. Приводится в градусах с точностью до десятых долей.

Максимальная температура воздуха – максимальная температура воздуха между сроками наблюдений по максимальному термометру в градусах с точностью до десятых долей. При температуре воздуха ниже -36оС выбирают с лент термографа.

Температура воздуха по максимальному термометру после встряхивания. Приводится в градусах с точностью до десятых долей.

Парциальное давление водяного пара (упругость водяного пара) - основная характеристика влажности – представляет собой парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе. Выражается в миллибарах или миллиметрах ртутного столба, как и давление воздуха. Определяется с помощью психрометрических таблиц по измерениям температуры сухого и смоченного термометров, а при температуре ниже -10оС – по исправленным показаниям гигрометра и сухого термометра. Значение парциального давления приводится с точностью до десятых долей (при этом дополнительная характеристика равна 1) или до сотых долей ( дополнительная характеристика равна 2).

Относительная влажность - это отношение фактической упругости водяного пара к упругости насыщенного воздуха при той же температуре, выраженное в процентах. Характеризует степень насыщения воздуха водяным паром. Может принимать значения от 0 до 100.
Дефицит наысыщения водяного пара - разность между насыщающей и фактической упругостью водяного пара. Кодируется так же, как и парциальное давление водяного пара. Значение приводится с точностью до десятых долей (при этом дополнительная характеристика равна 1) или до сотых долей ( дополнительная характеристика равна 2).

Температура точки росы – это температура, при которой воздух достигает состояния насыщения при данном содержании водяного пара и неизменном давлении. При насыщении, т.е. при относительной влажности 100%, температура воздуха совпадает с температурой точки росы. Приводится в градусах с точностью до десятых долей.

Атмосферное давление на уровне станции - на метеорологических станциях измеряется с помощью станционного чашечного ртутного барометра. Приводится в гПа (мб) с точностью до десятых долей.

Атмосферное давление на уровне моря. Согласно «Наставлению гидрометеорологическим станциям и постам»(часть1, выпуск 3, 1985), вычисляется давление на уровне моря (для станций, расположенных не выше 1000 м над уровнем моря) или высота ближайшей изобарической поверхности (для станций, расположенных выше 1000 м). Приводится в гПа (мб) с точностью до десятых долей.

Характеристика барической тенденции – характеризует изменение атмосферного давления на станции за последние 3 часа. Определяется по записи барографа и кодируется следующим образом:
0 – рост, затем падение;
1 – рост, затем без изменения или более слабый рост;давление в срок наблюдения выше, чем 3 часа назад
2 – рост равномерный или неравномерный; давление в срок наблюдения выше, чем 3 часа назад
3 – падение, затем рост; без изменения, затем рост; рост, а затем более сильный рост; давление в срок наблюдения выше, чем 3 часа назад
4 – ровный или неровный ход; давление такое же, что и 3 часа назад
5 – падение, затем рост; давление такое же, что и 3 часа назад
6 – падение, затем без изменений; давление ниже, чем 3 часа назад
7 – равномерное или неравномерное падение; давление ниже, чем 3 часа назад
8 – рост, затем падение; без изменения, затем падение; падение, затем более сильное падение; давление ниже, чем 3 часа назад

Величина барической тенденции – разница между текущим значением атмосферного давления на станции и тем, что наблюдалось 3 часа назад, приводится в десятках, единицах и десятых долях гПа (мб)

 
На сервере ВНИИГМИ-МЦД доступ к массиву данных, выборка данных по интересующим пользователя станциям, их просмотр и копирование обеспечиваются специализированной технологией Аисори (http://meteo.ru/it/178-aisori). Авторы - канд. физ.-мат. наук  В.М. Веселов, канд. техн. наук И.Р. Прибыльская.

Каталог станций

 Каталог_Основные_метеорологические_параметры(сроки) (822 kB)