XVI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2024

Известно, что качество первичной информации влияет на качество, точность и заблаговременность прогнозов [1]. Ввод в эксплуатацию автоматических метеорологических дорожных станций позволил значительно увеличить плотность метеорологической сети и увеличить объем метеорологической информации необходимой для подготовки прогнозов малой заблаговременности (текущий прогноз).

Исследование проведено с использованием архивной информации трех дорожных метеорологических станций за 2015 год. Данные станции являются частью интеллектуальной системы управления дорожным движением на кольцевой автомобильной дороге (КАД) Санкт-Петербурга, включающей в свой состав более 30 дорожных станций. Система управления дорожным движением обеспечивает мониторинг метеорологических и дорожных параметров, необходимый для своевременного обслуживания и безопасной эксплуатации автомагистрали.

Все три дорожные станции наиболее близки к береговой линии (рис. 1) и влияние воздушных масс с водной поверхности может оказывать влияние на формирование различных погодных условий.

Рисунок 1 – Места установки дорожных метеорологических станций

На примере данных за октябрь 2015 года исследуем временную и пространственную изменчивость температуры воздуха на 116 и 131 км автомагистрали (рис. 2).

Рисунок 2 – Ход температуры воздуха по данным дорожных станций на 116 и 131 км автомагистрали

Коэффициент корреляции по температуре воздуха достаточно высок – r=0,93 [2], но хорошо заметна разница в показаниях станций в ночной период 5-11 октября (с 371 по 989 измерение). В этот период южнее города проходил холодный фронт (что объясняет падение температуры воздуха с 15 до 5^оС в дневное время), станция на 116 км оказалась в зоне кучевой облачности, а над 131 км небо было безоблачным (рис. 3), что способствовало выхолаживанию в ночное время [3]. На 116 км КАД напротив, наличие облачности помешало падению температуры. Место установки дорожной станции на 116 км на рисунке 3 выделено цветом. Разница температур между станциями составляла более 5^оС (-2,9^оС на 131 км и 2,4^оС на 116 км КАД).

Рисунок 3 – Снимок со спутника за 5 октября 2015

Теперь рассмотрим изменчивость температуры воздуха по данным трех станций за конец октября (рис. 4). Данные имеют много общего (коэффициент корреляции r=0,95), но есть небольшие значимые для дорожного обслуживания моменты. Суточный ход на второй станции (131 км) имеет больший размах, чем на двух других станциях, а на 116 км в конце месяца суточный ход имеет самую небольшую амплитуду. На 131 и 9 км значения температуры воздуха опускались ниже нуля градусов шесть раз в ночной период (20, 21, 28, 29, 30 и 31 октября), тогда как на 116 км ночью 28 и 30 октября переход температуры через ноль не зафиксирован.

Рисунок 4 – Ход температуры воздуха по данным дорожных станций на 9, 116 и 131 км КАД

Наиболее интересная ситуация сложилась 29-30 октября (рис. 5). В этот день облачность наблюдалась только над станцией на 116 км. Место установки дорожной станции на 116 км на рисунке 6 выделено цветом. Именно в это время разница температур между станциями составила более трех градусов: на 116 км +2,6^оС, на 131 км – минус 1,6^оС , на 9 км – минус 0,7 ^оС.

Рисунок 5 – Снимок со спутника за 29 октября 2015

Как показало исследование, временная изменчивость температуры воздуха на трех дорожных станциях имеет много общего. Но наличие облачности способствует возникновению разницы температур и, как следствие, некоторые различия в температурном режиме в точках установки дорожных станций на соседних участках автомобильной дороги, что необходимо учитывать при эксплуатации дорог в осенне-зимний период.

Список источников:

1. Восканян К.Л., Кузнецов А.Д., Сероухова О.С. Автоматические метеорологические станции. Часть 1. Тактико-технические характеристики. Учебное пособие. - Санкт-Петербург, РГГМУ, 2016. - 170 с.

2. Восканян К.Л., Кузнецов А.Д., Сероухова О.С. Автоматические метеорологические станции. Часть 2. Цифровая обработка данных автоматических метеорологических станций. Практикум. — СПб.: РГГМУ, 2015. — 99 с.

3. Матвеев Л.Т. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы. //Л.: Гидрометеоиздат, 1976. - с. 677.