Все об арктической погоде

Прототип универсальной полностью автоматизированной метеостанции для мониторинга климата в Арктике томские ученые планируют создать в 2019 году, а уже в 2020-м испытать ее и начать производство.

Разработкой стационарных метеостанций для Арктики, которые будут полностью автономными, занимаются ученые Института мониторинга климатических и экологических систем (ИМКЭС) Сибирского отделения РАН совместно с компанией «Сибаналитприбор»: институт ведет фундаментальные и прикладные исследования, а компания отвечает за производство и внедрение разработок.

«Для метеорологического обеспечения, хозяйственной, военной деятельности в Арктике необходим качественный мониторинг метеорологической ситуации. Такой мониторинг обеспечивает Росгидромет, но Росгидромет не обладает сегодня классом автоматических метеостанций, которые смогли бы работать в этих условиях без участия человека. То есть на станциях, которые используются сегодня, работают метеорологи, проводя вручную необходимые исследования и периодически, раз в три часа, передавая эту информацию в центр обработки», — сообщил ТАСС замдиректора ИМКЭС Владимир Корольков.

По его словам, для замены метеорологов в Арктике финская компания Vaisala разработала автоматические станции, однако при очень высокой цене на установку и обслуживание они не дают необходимого функционала — не могут охватить все нужные параметры погодных явлений.

«Мониторинг — это непрерывные измерения большого количества метеорологических величин: скорости и направления ветра, температуры и влажности воздуха, атмосферного давления, интенсивности, количества, вида осадков, интенсивности солнечной радиации, высоты снежного покрова. Наша задача — создать отечественную автоматическую станцию, которая смогла бы работать без участия человека на протяжении как минимум года, в полностью автоматическом режиме», — пояснили в ИМКЭС.

Для исследования необходимых параметров будут применяться самые современные методы — акустические, оптические и радиационные. Важно, чтобы они были достаточно надежными и устойчивыми к критическим условиям. По мнению Владимира Королькова, нынешние методы измерения параметров погоды этим требованиям не отвечают.

«Сейчас для измерения скорости ветра используется вертушка. Крутятся вертушки, и по вращению определяется скорость ветра. Представляете, в Арктике, где температура 60 градусов ниже нуля, где замерзают все подшипники, смазки и так далее, она должна не переставая крутиться год и при этом не менять своих метрологических характеристик», — рассказал Владимир Корольков, пояснив, что в станции, разрабатываемой в Томске, подвижных элементов не будет, а параметры ветра будут измеряться с помощью ультразвукового излучения.

Параметры осадков: интенсивность, количество и даже размер падающих частиц дождя и снега — планируется определять с помощью лазерного луча. Это более точный метод измерения, чем используемый сейчас — с помощью прибора под названием «ведро Третьякова». «Он был изобретен еще в девятнадцатом веке. Это действительно ведро, в котором осадки накапливаются, человек потом его берет, несет, смотрит, сколько воды набралось в это ведерко за данное время или сколько снега нападало. И таким образом определяет интенсивность осадков», — рассказал Владимир Корольков.

Для защиты от диких животных часть станции планируется размещать в толще вечной мерзлоты. К тому же, по замыслу разработчиков, оборудование не будет представлять интереса для любопытных белых медведей и других животных.

Самое сложное в работе над автоматической станцией, которая будет работать вдали от людей в течение долгого времени, — защитить ее от вандалов. По этой причине ученые опасаются использовать изотопные источники питания, которые могут украсть. Для решения этой проблемы ученые ИМКЭС и Томского политехнического университета (ТПУ) сейчас создают комплексный источник питания, работающий на ветре, солнце и водороде.

Сейчас разработка станции находится на этапе создания макетов, на которых будут наглядно видны технические характеристики. В дальнейшем будут разработаны экспериментальные образцы и создан прототип.

«По плану работы прототип должен быть сделан в конце этого года. И в следующем проведем испытания, сначала здесь у нас, в Томской области, в условиях резко континентального климата, а затем, тоже в 2020 году, — в реальных условиях Арктики», — рассказали в ИМКЭС.

Разработки ведутся на средства гранта федеральной целевой программы (105 млн рублей), а также института и его индустриального партнера «Сибаналитприбор» (45 млн рублей).