Человечество всегда много внимания уделяло погоде. Прежде всего это связано с ведением хозяйственной деятельности, в частности, которая связана с сельским хозяйством, ловом рыбы, движением транспорта и многих других направлений. Помимо этого, люди всегда интересуются погодой как с точки зрения банального вопроса: «что надеть?», так и с точки зрения собственного самочувствия. Именно поэтому технический прогресс постоянно порождал новые и новые устройства.

Чем измеряют погоду

Никто не будет спорить, что самой важной характеристикой состояния внешней среды выступает температура. Термоскоп прошел длинный путь от жидкостного термометра Галилео Галилея (1593 год) до современных электронных приборов. Но это факт, а люди хотят знать прогноз и ругают метеорологов за неточности, не понимая, насколько сложная перед ними стоит задача и насколько она масштабна.

Вначале паутина метеорологических станций, когда она только начинала опутывать всю планету в XVII веке, начав свой путь из Италии, состояла из достаточно ограниченного количества приборов: термометр (температура), барометр (атмосферное давление), гигрометр (влажность), флюгер с анемометром (направление ветра), пиранометр (уровень солнечной радиации), дождемер (количество жидких осадков), трансмиссометр (измерение видимости) и потолкомер (измерения облачности).

Ученые понимали, что, чем плотнее эта сеть, тем выше качество прогноза, то есть меньше будет отклонений от реальной ситуации. На каждой сидел специалист, который в строго отведенное время снимал показания с датчиков, записывал природные явления: дождь, гроза, туман, наличие льда и снега, состояние облаков. Собирали данные в обсерватории, куда вначале все свозил специальный курьер, а с появлением телеграфа в середине XIX века данные стали поступать по проводам.

Метеоролог в обсерватории вначале только накапливал показания приборов, фиксировал минимумы и максимумы, количество осадков, рисовал розу ветров. В это же время начались и первые попытки делать предсказания. Французские ученые стали первопроходцами в этом вопросе. Они начали использовать сложнейшие формулы из области физики, в том числе из областей гидро- и термодинамики.

Сейчас на каждую метеостанцию, с точной привязкой к координатам местности и времени, информация дополнительно поступает даже с орбиты Земли при помощи спутников, метеостанции стоят на судах, буях и метеозондах на территории морей и океанов, воздушные шары и аэростаты берут показатели на разной высоте в атмосфере, а перечень каналов передачи данных достаточно широк, от радиосвязи до интернета. Что важно, огромное количество метеостанций теперь работают в автоматическом режиме и не требуется к каждой прикреплять человека. В России этот колоссальный объем данных консолидирует суперкомпьютерный вычислительный комплекс Гидрометцентра.

В настоящее время перечень датчиков достаточно широк, помимо вышеперечисленных, используются приборы для измерения индекса УФ-излучения. Для специализированных потребителей могут потребоваться данные температуры почвы, количества осадков, влажности почвы и листьев, а также многое другое. Несмотря на развитие технического прогресса, станций наблюдения за погодой недостаточно для создания точной картины и повышения качества прогнозов. На настоящий момент их около 10 тысяч по всему миру, 1,6 тысячи из которых приходятся на территорию нашей любимой Федерации.

Регулярные наблюдения за погодой в России начались при Алексее Михайловиче, но первые метеорологические станции были основаны уже при Петре I в процессе северной экспедиции, ведомой Берингом, когда были установлены около 20 станций. Вела наблюдения основанная им Академия наук и всяческих искусств.

В 1834 году Николай I приказал создать первую централизованную обсерваторию, которая начала консолидировать данные на систематической основе, но только еще через 15 лет данная идея была реализована в полную силу, когда была построена и начала работать Главная физическая обсерватория. Тогда же были приняты единые стандарты и методики наблюдений.

Забавный факт: в Европе централизованная служба погоды была основана значительно позже и в какой-то мере благодаря России. Во время штурма Севастополя (Крымская война) морские войска Англии и Франции были разгромлены. Кем бы вы думали? Черным морем, вполне самостоятельно: 14 ноября 1854 года разразилась жесточайшая буря и застала суда врага, которые весьма рассчитывали захватить город после обстрела, не подготовленными.

Это сподвигло их сделать запрос в Парижскую астрономическую обсерваторию о возможности предсказания этого события. Директор обсерватории Леверье, проведя достаточно масштабный анализ синоптических карт, сделал заключение, что такой прогноз вполне можно было сделать, так как траектория шторма хорошо прослеживалась. В этом же году в Англии был основан метеорологический департамент, а спустя три года во Франции первыми запустили работу службы оповещений.

Персонализация метеостанций

С развитием технологий приборы становились компактнее и их стали объединять для использования частными лицами, их объединениями и предприятиями на локальном уровне. Перечень конкретных датчиков и их количество внутри агрегата могут отличаться от модели к модели, подстраиваясь под потребности покупателей. Чаще всего они могут измерять: температуру и влажность воздуха (причем одновременно внутри и снаружи помещения), атмосферное давление.

Трудно сказать, какой набор приборов лучше, каждый выбирает прибор под собственные потребности. Теперь любой человек за вполне умеренную плату может позволить себе разместить в квартире компактную электронную метеостанцию, а можно приобрести красивый антикварный предмет, который будет совмещать несколько приборов.

Такие персональные метеостанции могут обслуживать потребности одного человека или семьи, но некоторые пользователи объединяются в группы и обмениваются полученными данными через сеть Интернет, а некоторые посредством любительского радио. Отдельные метеостанции и вовсе самостоятельно взаимодействуют с персональным компьютером или смартфоном, для этого владельцу нужно всего лишь сделать соответствующие настройки.