ТАСС, 12 февраля. Томские ученые планируют в 2019 году создать прототип универсальной полностью автоматизированной метеостанции для мониторинга климата в Арктике, а уже в 2020 году испытать ее и начать производство. Как будет оборудоввана новая метеостанция и какими преимуществами обладать по сравнению с зарубежными аналогами - в материале ТАСС.
Автоматический мониторинг
Разработкой стационарных метеостанций для Арктики, которые будут работать полностью автономно, без участия людей, 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, скажем так, классом автоматических метеостанций, которые смогли бы работать в этих условиях без участия человека. То есть, на станциях, которые используются сегодня, работают люди, метеорологи, проводя вручную необходимые исследования и периодически, раз в 3 часа, передавая эту информацию в центр обработки", - сообщил ТАСС замдиректора ИМКЭС Владимир Корольков.
По его словам, для замены метеорологов в Арктике финская компания Vaisala ранее 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 минимум года, в полностью автоматическом режиме", - пояснил собеседник агентства.
Лазеры и ультразвук
Для исследования необходимых параметров будут применяться самые современные методы - акустические, оптические и радиационные. Важно, чтобы они были достаточно надежными и устойчивыми к критическим условиям
"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 крутиться год, не переставая, при этом не менять своих метрологических характеристик", - отметил 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 19-м веке. Действительно ведро, в котором осадки накапливаются, их человек потом берет, несет, смотрит, сколько воды набралось в это ведерко за данное время или сколько снега нападало. Таким образом, определяет интенсивность осадков", - рассказал Корольков.
Уникальная система питания
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 медведей и других животных. "Нет для них интереса - вращающихся элементов, например или запахов. <...> Часть электроники закапывается в вечную мерзлоту, поскольку там условия работы электроники лучше, но заодно защищается и от животных", - уточнил Корольков.
По его мнению, 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.
"По этому поводу у нас серьезная проблема применения источников питания автономных станций - там нет сетей электрических, работают от солнца, ветра. Солнечные в полярную ночь не работают, ветровые не работают, когда ветра нет", - рассказал он.
Для решения этого вопроса учеными ИМКЭС и Томского политехнического университета (ТПУ) сейчас создается комплексный источник питания, работающий на ветре, солнце и водороде.
Прототип и испытания
Корольков уточнил, что сейчас разработка - 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 резкого континентального климата, а затем, тоже в 2020 году - в реальных условиях Арктики", - рассказал собеседник агентства.
По его словам, разработки ведутся на средства гранта федеральной целевой программы, а также института и компании. 105 миллионов на работы выделяет федерация, еще 45 - сам Институт и его индустриальный партнер "Сибаналитприбор".
Комментарии