МЕТРОЛОГИЯ В ЭКОЛОГИИ И КЛИМАТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

THE VI INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE “SCIENTIFIC FOUNDATIONS FOR THE USE OF INFORMATION TECHNOLOGIES OF A NEW LEVEL AND MODERN PROBLEMS OF AUTOMATION”, NOVEMBER 20, 2025 228 МЕТРОЛОГИЯ В ЭКОЛОГИИ И КЛИМАТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ К.М. Юсупова¹, Ш.У. Зокирова¹ ¹ Белорусско-Узбекский совместный межотраслевой институт прикладных технических квалификаций в городе Ташкент https://doi.org/10.5281/zenodo.17767810 Аннотация. В статье рассмотрена роль метрологии в обеспечении достоверности данных экологического мониторинга и климатических исследований. Показано, что точность измерений физических и химических параметров окружающей среды (температура, влажность, концентрация загрязняющих веществ, радиационный фон и др.) является основой для принятия управленческих решений и международного взаимодействия. Приведены методы калибровки и поверки средств измерений в экологических лабораториях, а также примеры метрологических стандартов, применяемых в климатологии. Проведен анализ влияния неопределенности измерений на оценку изменений климата. Ключевые слова: метрология, экология, климатология, измерения, мониторинг, неопределенность, поверка, калибровка. Abstract. The article examines the role of metrology in ensuring the reliability of data in environmental monitoring and climate research. It is shown that the accuracy of physical and chemical parameter measurements of the environment (temperature, humidity, pollutant concentration, radiation level, etc.) forms the basis for management decisions and international cooperation. Methods of calibration and verification of measuring instruments in environmental laboratories and examples of metrological standards used in climatology are presented. The influence of measurement uncertainty on the assessment of climate change is analyzed. Keywords: metrology, ecology, climatology, measurement, monitoring, uncertainty, calibration, verification. Современные климатические и экологические исследования требуют высокой точности и сопоставимости данных. Ошибки в измерениях температуры, влажности, концентрации парниковых газов или аэрозолей могут привести к неправильной интерпретации климатических трендов. Метрология — наука об измерениях — обеспечивает фундаментальную основу для сопоставимости данных, их международного признания и достоверности. Роль метрологии в экологии усиливается в связи с глобальными задачами, стоящими перед человечеством: оценка влияния климатических изменений, управление выбросами СО₂, мониторинг загрязнений и радиационной обстановки [1]. 1. Метрологическое обеспечение экологических измерений В соответствии с ISO/IEC 17025:2019, каждое экологическое испытание должно выполняться с применением средств измерений, прошедших поверку или калибровку [2]. Основные измеряемые параметры: • температура воздуха и почвы; • влажность и атмосферное давление; THE VI INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE “SCIENTIFIC FOUNDATIONS FOR THE USE OF INFORMATION TECHNOLOGIES OF A NEW LEVEL AND MODERN PROBLEMS OF AUTOMATION”, NOVEMBER 20, 2025 229 • концентрации CO₂, CH₄, NOₓ, SO₂; • радиационный фон; • уровень шума, вибрации, пыли. Для обеспечения достоверности применяется система эталонов: национальные — (O‘zstandart, ВНИИМ), региональные — (COOMET, EURAMET), и международные — (BIPM, WMO-CIMO). 2. Средства измерений и процедуры калибровки В экологических лабораториях применяются следующие приборы: • термогигрометры с Pt100-датчиками; • газоанализаторы (NDIR-тип); • спектрофотометры и хроматографы; • шумомеры и виброметры; • дозиметры γи β-излучения. Калибровка проводится в контролируемых условиях при температуре (20 ± 0,5 °C) и относительной влажности (50 ± 5 %). Методы поверки описаны в стандартах ГОСТ 8.586-2005, O‘zDSt ISO 17025:2019, ISO 9847, WMO Guide No.8 [3]. 3. Алгоритм метрологического обеспечения климатических измерений Этап 1. Анализ факторов неопределенности. Этап 2. Калибровка измерительных систем. Этап 3. Контроль стабильности показаний (ежеквартально). Этап 4. Межлабораторные сравнения. Этап 5. Корректировка данных по результатам верификации Рисунок 1. Алгоритм метрологического обеспечения климатических измерений THE VI INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE “SCIENTIFIC FOUNDATIONS FOR THE USE OF INFORMATION TECHNOLOGIES OF A NEW LEVEL AND MODERN PROBLEMS OF AUTOMATION”, NOVEMBER 20, 2025 230 В рамках исследования были собраны данные о погрешностях различных типов измерений в трёх лабораториях. Параметр Средство измерения Средняя погрешность Допустимое значение по нормативу Соответствие Температура, °C Термопара Pt100 ±0,12 ±0,2 Соответствует Влажность, % Гигрометр ВИТ-2 ±1,5 ±2 Соответствует CO₂, ppm Газоанализатор Testo 350 ±0,8 % ±1 % Соответствует Радиация, мк³в/ч Дозиметр РКС-01 ±3 % ±5 % Соответствует На основании этих данных была рассчитана комбинированная неопределённость измерений, включающая стандартную и случайную составляющие: 𝑢𝑐=√𝑢𝐴 2+ 𝑢𝐵 2 (1) где 𝑢𝐴 2 — стандартная неопределённость по повторяемости, 𝑢𝐵 2 — по инструменту. Средняя комбинированная неопределённость составила 1,6 %, что соответствует требованиям ISO Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM) [4]. THE VI INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE “SCIENTIFIC FOUNDATIONS FOR THE USE OF INFORMATION TECHNOLOGIES OF A NEW LEVEL AND MODERN PROBLEMS OF AUTOMATION”, NOVEMBER 20, 2025 231 Рисунок 2. Сравнение неопределённостей измерений по параметрам График показывает, что наибольшая доля неопределённости приходится на определение газовых концентраций и влажности, что связано с динамическими условиями окружающей среды. Результаты подтверждают, что метрологическое обеспечение является ключевым элементом экологических и климатических исследований. Без единой системы эталонов невозможно сопоставлять данные станций в Ташкенте, Берлине и Токио. Метрология позволяет: • стандартизировать методики наблюдений (по WMO Guide No. 8) [5]; • снижать неопределённость данных; • обеспечить прослеживаемость к международным эталонам (через COOMET и BIPM); • повысить доверие к национальным системам экологического мониторинга. Применение статистического анализа и регулярных калибровок позволяет достичь долгосрочной стабильности климатических рядов, что особенно важно для анализа глобального потепления. Метрология играет решающую роль в развитии экологии и климатологии. Она обеспечивает: 1. единство измерений и сопоставимость данных между странами; 2. достоверность результатов мониторинга; 3. снижение неопределённости и повышение доверия к выводам учёных; 4. основу для принятия управленческих решений по охране окружающей среды. Дальнейшее развитие метрологического обеспечения климатических исследований в Узбекистане должно включать: • создание калибровочных центров для экологических приборов; • участие в международных сличениях эталонов; • интеграцию национальных лабораторий в сеть ВМО (WMO). СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. ISO/IEC 17025:2019 — General requirements for the competence of testing and calibration laboratories. 2. O‘zDSt ISO/IEC 17025:2019 — Талаблар лаборатория компетентлиги бўйича. 3. ГОСТ 8.586–2005 — Методики поверки термометров и термопар. 4. WMO Guide No. 8 — Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation. 5. ISO Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM), 2008. 6. COOMET R/GM/12:2021 — Рекомендации по межлабораторным сличениям в области экологии и метеорологии.