Природни явления, които изучава хидрометеорологията. Метеорологията е изследване на явленията, случващи се в земната атмосфера.

Значителна част от метеоролозите се занимават с прогнозиране на времето. Те работят в държавни и военни организации и частни компании, които предоставят прогнози за авиацията, селското стопанство, строителството и флота, както и ги излъчват по радиото и телевизията. Други специалисти наблюдават нивата на замърсяване, предоставят съвети, преподават или правят изследвания. При метеорологичните наблюдения, прогнозирането на времето и научните изследвания електронното оборудване става все по-важно.

ПРИНЦИПИ НА ИЗУЧВАНЕ НА ВРЕМЕТО

Температурата, атмосферното налягане, плътността и влажността на въздуха, скоростта и посоката на вятъра са основните показатели за състоянието на атмосферата, а допълнителните параметри включват данни за съдържанието на газове като озон, въглероден диоксид и др.

Характеристика на вътрешната енергия на физическото тяло е температурата, която се повишава с увеличаване на вътрешната енергия на околната среда (например въздух, облаци и др.), ако енергийният баланс е положителен. Основните компоненти на енергийния баланс са отопление чрез поглъщане на ултравиолетово, видимо и инфрачервено лъчение; охлаждане поради излъчването на инфрачервено лъчение; топлообмен със земната повърхност; печалбата или загубата на енергия, когато водата кондензира или се изпари, или когато въздухът се компресира или разширява. Температурата може да се измерва в градуси по Фаренхайт (F), Целзий (C) или Келвин (K). Най-ниската възможна температура, 0° Келвин, се нарича "абсолютна нула". Различните температурни скали са свързани помежду си чрез отношенията:

F = 9/5°C + 32; C \u003d 5/9 (F - 32) и K \u003d C + 273.16,

където F, C и K, съответно, означават температурата в градуси по Фаренхайт, Целзий и Келвин. Скалите на Фаренхайт и Целзий съвпадат в точката -40 °, т.е. -40° F = -40° C, което може да се провери с помощта на формулите по-горе. Във всички останали случаи стойностите на температурата в градуси по Фаренхайт и Целзий ще се различават. В научните изследвания често се използват скалите на Целзий и Келвин.

Атмосферното налягане във всяка точка се определя от масата на горния въздушен стълб. Тя се променя, ако се промени височината на въздушния стълб над дадена точка. Въздушното налягане на морското равнище е прибл. 10,3 t/m2. Това означава, че теглото на стълб от въздух с хоризонтална основа от 1 квадратен метър на морското равнище е 10,3 тона.

Плътността на въздуха е отношението на масата на въздуха към обема, който заема. Плътността на въздуха се увеличава, когато се компресира, и намалява, когато се разширява.

Температурата, налягането и плътността на въздуха са взаимосвързани чрез уравнението на състоянието. Въздухът до голяма степен е като „идеален газ“, за който, според уравнението на състоянието, температурата (изразена в скалата на Келвин), умножена по плътността, разделена на налягането, е константа.

Основата на съвременната международна класификация на облаците е положена през 1803 г. от английския любител метеоролог Люк Хауърд. Той използва латински термини, за да опише външния вид на облаците: alto - високи, cirrus - перести, cumulus - купести, nimbus - дъжд и stratus - слоести. Различни комбинации от тези термини се използват за назоваване на десетте основни форми на облака: перести - перести; cirrocumulus - перестокуп; циростратус - циростратус; висококупен - Altocumulus; altostratus - високослоест; nimbostratus - нимбостратус; stratocumulus - слоесто-купест; stratus - слоест; cumulus - куп и cumulonimbus - купесто-дъждовно. Висококупестите и високослоестите облаци са по-високи от купестите и слоестите.

Облаците от долния слой (слоести, слоесто-купести и слоесто-купести) се състоят почти изключително от вода, техните основи са разположени до около 2000 м. Облаците, пълзящи по земната повърхност, се наричат ​​мъгла.

Основите на облаците от средния слой (алтокумулуси и алтослоести) са на височини от 2000 до 7000 м. Тези облаци имат температури от 0°C до -25°C и често са смес от водни капчици и ледени кристали.

Облаците от горния слой (перести, пересто-купести и пересто-слоести) обикновено имат размити контури, тъй като се състоят от ледени кристали. Базите им се намират на надморска височина над 7000 м, а температурата е под -25°C.

Купестите и купесто-дъждовните облаци се класифицират като облаци с вертикално развитие и могат да надхвърлят границите на един слой. Това важи особено за купесто-дъждовните облаци, чиито основи са само на няколкостотин метра от земната повърхност, а върховете им могат да достигнат височина от 15–18 km. В долната си част са направени от капчици вода, а в горната част са от ледени кристалчета.

КЛИМАТ И КЛИМАТОФОРМИРАЩИ ФАКТОРИ

Наклонът на земната ос към равнината на земната орбита предизвиква промени не само в ъгъла на падане на слънчевите лъчи върху земната повърхност, но и в дневната продължителност на слънчевото греене. В равноденствието продължителността на дневните часове на цялата Земя (с изключение на полюсите) е 12 часа, в периода от 21 март до 23 септември в Северното полукълбо тя надхвърля 12 часа, а от 23 септември до 21 март това е по-малко от 12 часа (Арктическия кръг) от 21 декември полярната нощ продължава денонощно, а от 21 юни дневната светлина продължава 24 часа. На Северния полюс полярната нощ се наблюдава от 23 септември до 21 март, а полярният ден се наблюдава от 21 март до 23 септември.

По този начин причината за два различни цикъла на атмосферни явления - годишен, с продължителност 365 1/4 дни, и дневен, 24 часа - е въртенето на Земята около Слънцето и наклона на земната ос.

Количеството слънчева радиация на ден, навлизащо през външната граница на атмосферата в Северното полукълбо, се изразява във ватове на квадратен метър хоризонтална повърхност (т.е. успоредна на земната повърхност, не винаги перпендикулярна на слънчевите лъчи) и зависи от слънчевата константа , ъгълът на наклона на слънчевите лъчи и продължителността на дните (Таблица 1).

Таблица 1. Пристигане на слънчева радиация на горната граница на атмосферата

Таблица 1. ПРИХОД НА СЛЪНЧЕВА РАДИАЦИЯ ДО ГОРНАТА ГРАНИЦА НА АТМОСФЕРАТА (W/m2 на ден)
Географска ширина, °N	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
21 юни	375	414	443	461	470	467	463	479	501	510
21 декември	399	346	286	218	151	83	23	0	0	0
Средногодишна стойност	403	397	380	352	317	273	222	192	175	167

От таблицата следва, че контрастът между летния и зимния период е поразителен. 21 юни в Северното полукълбо стойността на слънчевата светлина е приблизително същата. На 21 декември има значителни разлики между ниските и високите ширини и това е основната причина климатичната диференциация на тези ширини да е много по-голяма през зимата, отколкото през лятото. Атмосферната макроциркулация, която зависи главно от разликите в нагряването на атмосферата, е по-добре развита през зимата.

Годишната амплитуда на потока слънчева радиация на екватора е доста малка, но рязко нараства на север. Следователно, ceteris paribus, годишната температурна амплитуда се определя главно от географската ширина на района.

Въртене на Земята около нейната ос.

Интензивността на слънчевото греене навсякъде по света във всеки ден от годината също зависи от времето на деня. Това се дължи, разбира се, на факта, че за 24 часа Земята се завърта около оста си.

Албедо

- частта от слънчевата радиация, отразена от обекта (обикновено се изразява като процент или части от единица). Албедото на прясно паднал сняг може да достигне 0,81, албедото на облаците, в зависимост от вида и вертикалната дебелина, варира от 0,17 до 0,81. Албедо на тъмен сух пясък - прибл. 0,18, зелена гора - от 0,03 до 0,10. Албедото на големи водни площи зависи от височината на Слънцето над хоризонта: колкото по-високо е, толкова по-ниско е албедото.

Албедото на Земята, заедно с атмосферата, варира в зависимост от облачността и площта на снежната покривка. От цялата слънчева радиация, влизаща в нашата планета, прибл. 0,34 се отразява в открития космос и се губи в системата Земя-атмосфера.

Атмосферна абсорбция.

Около 19% от слънчевата радиация, навлизаща в Земята, се абсорбира от атмосферата (според осреднени оценки за всички географски ширини и всички сезони). В горните слоеве на атмосферата ултравиолетовото лъчение се абсорбира главно от кислород и озон, а в долните слоеве червеното и инфрачервеното лъчение (дължина на вълната над 630 nm) се абсорбира главно от водни пари и в по-малка степен от въглероден диоксид .

поглъщане от земната повърхност.

Около 34% от пряката слънчева радиация, достигаща до горната граница на атмосферата, се отразява в космическото пространство, а 47% преминава през атмосферата и се абсорбира от земната повърхност.

Промяната в количеството енергия, погълната от земната повърхност в зависимост от географската ширина, е показано в табл. 2 и изразено чрез средногодишното количество енергия (във ватове), погълнато за денонощие от хоризонтална повърхност от 1 кв.м. Разликата между средногодишното пристигане на слънчева радиация до горната граница на атмосферата на ден и радиацията, пристигнала на земната повърхност при липса на облачност на различни географски ширини, показва нейната загуба под въздействието на различни атмосферни фактори (с изключение на облачността) . Тези загуби обикновено възлизат на около една трета от входящата слънчева радиация.

Таблица 2. Среден годишен приток на слънчева радиация върху хоризонтална повърхност в северното полукълбо

Таблица 2. СРЕДЕН ГОДИШЕН ПРИХОД НА СЛЪНЧЕВА РАДИАЦИЯ ВЪРХУ ХОРИЗОНТАЛНА ПОВЪРХНОСТ В СЕВЕРНОТО ПОЛУКЪБЛО (W/m2 на ден)
Географска ширина, °N	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
Пристигането на радиация на външната граница на атмосферата	403	397	380	352	317	273	222	192	175	167
Пристигането на радиация на земната повърхност при ясно небе	270	267	260	246	221	191	154	131	116	106
Пристигането на радиация на земната повърхност със средна облачност	194	203	214	208	170	131	97	76	70	71
Радиация, погълната от земната повърхност	181	187	193	185	153	119	88	64	45	31

Разликата между количеството слънчева радиация, пристигаща на горната граница на атмосферата, и количеството на нейното пристигане на земната повърхност по време на средна облачност, поради загуби на радиация в атмосферата, зависи значително от географската ширина: 52% на екватора, 41% при 30° с.ш. и 57% при 60°N. Това е пряко следствие от количествената промяна на облачността с географската ширина. Поради особеностите на атмосферната циркулация в Северното полукълбо количеството на облаците е минимално на ширина от ок. 30°. Влиянието на облаците е толкова голямо, че максималната енергия достига земната повърхност не на екватора, а в субтропичните ширини.

Разликата между количеството на радиацията, достигаща земната повърхност, и количеството на погълнатата радиация се формира само поради албедото, което е особено голямо на високи географски ширини и се дължи на високата отразяваща способност на снежната и ледената покривка.

От цялата слънчева енергия, използвана от системата Земя-атмосфера, по-малко от една трета се абсорбира директно от атмосферата и по-голямата част от енергията, която получава, се отразява от земната повърхност. Повечето слънчева енергия идва в райони, разположени на ниски географски ширини.

Земна радиация.

Въпреки непрекъснатия приток на слънчева енергия в атмосферата и върху земната повърхност, средната температура на земята и атмосферата е сравнително постоянна. Причината за това е, че почти същото количество енергия се излъчва от Земята и нейната атмосфера в космоса, най-вече под формата на инфрачервено лъчение, тъй като Земята и нейната атмосфера са много по-студени от Слънцето и само малка част от във видимия спектър. Излъчваното инфрачервено лъчение се регистрира от метеорологични спътници, оборудвани със специално оборудване. Много сателитни синоптични карти, показани по телевизията, са инфрачервени изображения и отразяват топлинното излъчване от земната повърхност и облаците.

Топлинен баланс.

В резултат на сложен обмен на енергия между земната повърхност, атмосферата и междупланетното пространство, всеки от тези компоненти получава средно толкова енергия от другите два, колкото губи самият той. Следователно нито земната повърхност, нито атмосферата изпитват увеличение или намаляване на енергията.

ОБЩА АТМОСФЕРНА ЦИРКУЛАЦИЯ

Поради особеностите на взаимното разположение на Слънцето и Земята, екваториалните и полярните региони с еднаква площ получават напълно различно количество слънчева енергия. Екваториалните региони получават повече енергия от полярните региони, а техните водни площи и растителност абсорбират повече входяща енергия. В полярните райони албедото на снежната и ледената покривка е високо. Въпреки че по-топлите екваториални региони на температура излъчват повече топлина от полярните региони, топлинният баланс е такъв, че полярните региони губят повече енергия, отколкото получават, а екваториалните региони получават повече енергия, отколкото губят. Тъй като няма нито затопляне на екваториалните региони, нито охлаждане на полярните региони, очевидно е, че за да се поддържа топлинният баланс на Земята, излишната топлина трябва да се премести от тропиците към полюсите. Това движение е основната движеща сила на атмосферната циркулация. Въздухът в тропиците се затопля, издига се и се разширява и тече към полюсите на височина от прибл. 19 км. Близо до полюсите изстива, уплътнява се и потъва към земната повърхност, откъдето се разпространява към екватора.

Основните характеристики на циркулацията.

Въздухът, който се издига близо до екватора и се насочва към полюсите, се отклонява от силата на Кориолис. Нека разгледаме този процес на примера на Северното полукълбо (същото се случва и в Южното полукълбо). Когато се движи към полюса, въздухът се отклонява на изток и се оказва, че идва от запад. Така се образуват западните ветрове. Част от този въздух се охлажда, докато се разширява и излъчва топлина, потъва и тече в обратна посока, към екватора, отклонявайки се надясно и образувайки североизточен пасат. Част от въздуха, който се движи към полюса, образува западен транспорт в умерените ширини. Въздухът, спускащ се в полярната област, се движи към екватора и, отклонявайки се на запад, образува източен транспорт в полярните области. Това е само схематична диаграма на циркулацията на атмосферата, чийто постоянен компонент са пасатите.

Вятърни колани.

Под влияние на въртенето на Земята се образуват няколко основни ветрови пояса в ниските слоеве на атмосферата ( виж снимка.).

екваториална зона на спокойствие,

разположен близо до екватора, той се характеризира със слаби ветрове, свързани със зона на конвергенция (т.е. сближаване на въздушните потоци) на стабилни югоизточни пасати на южното полукълбо и североизточни пасати на северното полукълбо, което създаде неблагоприятни условия за движение на ветроходни кораби. При сближаващи се въздушни течения в района въздухът трябва или да се издига, или да спада. Тъй като повърхността на земята или океана предотвратява потъването му, в долните слоеве на атмосферата неизбежно възникват интензивни възходящи въздушни движения, което също се улеснява от силното нагряване на въздуха отдолу. Издигащият се въздух се охлажда и съдържанието на влага в него намалява. Поради това за тази зона са характерни плътна облачност и чести валежи.

Конски ширини

- области с много слаби ветрове, разположени между 30 и 35° с.ш. и й.ш. Това име вероятно идва от ерата на ветроходния флот, когато корабите, пресичащи Атлантическия океан, често са били спокойни или закъснявали поради слаби, променливи ветрове. Междувременно запасите от вода свършват и екипажите на корабите, превозващи коне до Западна Индия, са принудени да ги изхвърлят зад борда.

Конските ширини са разположени между зоните на пасатите и преобладаващия западен транспорт (разположени по-близо до полюсите) и са зони на дивергенция (т.е. разминаване) на ветровете в повърхностния въздушен слой. Като цяло в тях преобладават низходящите въздушни движения. Спускането на въздушните маси е придружено от нагряване на въздуха и увеличаване на неговия капацитет на влага, поради което тези зони се характеризират с ниска облачност и незначително количество валежи.

Субполярна зона на циклоните

разположени между 50 и 55° с.ш. Характеризира се с бурни ветрове с променливи посоки, свързани с преминаването на циклони. Това е зона на сближаване на западните ветрове, преобладаващи в умерените ширини, и източните ветрове, характерни за полярните региони. Както в екваториалната зона на конвергенция, тук преобладават възходящи въздушни движения, гъсти облаци и валежи на големи площи.

ВЪЗДЕЙСТВИЕ НА РАЗПРЕДЕЛЕНИЕТО НА СУШАТА И МОРЕТО

Слънчева радиация.

Под влияние на промените в пристигането на слънчевата радиация, земята се нагрява и охлажда много по-силно и по-бързо от океана. Това се дължи на различните свойства на почвата и водата. Водата е по-прозрачна за радиация от почвата, така че енергията се разпределя в по-голям обем вода и води до по-малко нагряване на единица обем. Турбулентното смесване разпределя топлината в горната част на океана до дълбочина около 100 м. Водата има по-голям топлинен капацитет от почвата, така че за същото количество топлина, погълнато от същите маси вода и почва, температурата на водата се повишава по-малко. Почти половината от топлината, която навлиза във водната повърхност, се изразходва за изпаряване, а не за отопление, а на сушата почвата изсъхва. Следователно температурата на повърхността на океана през деня и през годината варира много по-малко от температурата на повърхността на сушата. Тъй като атмосферата се нагрява и охлажда главно поради топлинното излъчване на подлежащата повърхност, отбелязаните разлики се проявяват в температурите на въздуха над сушата и океаните.

Температура на въздуха.

В зависимост от това дали климатът се формира предимно под влиянието на океана или сушата, той се нарича морски или континентален. Морският климат се характеризира със значително по-ниски средни годишни температурни диапазони (по-топли зими и по-хладни лета) в сравнение с континенталните.

Островите в открития океан (например Хавайски, Бермудски, Възнесенски) имат добре изразен морски климат. В покрайнините на континентите могат да се формират климати от един или друг тип в зависимост от характера на преобладаващите ветрове. Например, в зоната на преобладаване на западния транспорт, морският климат доминира на западните брегове, а континенталният климат доминира на източните. Това е показано в табл. 3, който сравнява температурите в три американски метеорологични станции, разположени на приблизително една и съща географска ширина в зоната на доминиране на западния транспорт.

На западния бряг, в Сан Франциско, климатът е морски, с топли зими, прохладни лета и ниски температурни диапазони. В Чикаго, във вътрешността на континента, климатът е рязко континентален, със студена зима, топло лято и широк температурен диапазон. Климатът на източния бряг, в Бостън, не се различава много от този в Чикаго, въпреки че Атлантическият океан има смекчаващ ефект върху него поради ветровете, понякога духащи от морето (морски бриз).

Мусони.

Терминът "мусон", произлизащ от арабския "mausim" (сезон), означава "сезонен вятър". Името за първи път е приложено към ветровете в Арабско море, духащи шест месеца от североизток и следващите шест месеца от югозапад. Мусоните достигат най-голяма сила в Южна и Източна Азия, както и по тропическите брегове, когато влиянието на общата циркулация на атмосферата е слабо и не ги потиска. Крайбрежието на Персийския залив се характеризира с по-слаби мусони.

Мусоните са широкомащабният сезонен аналог на бриза, денонощен вятър, който духа в много крайбрежни райони последователно от сушата към морето и от морето към сушата. По време на летния мусон земята е по-топла от океана и топлият въздух, издигайки се над нея, се разпространява настрани в горните слоеве на атмосферата. В резултат на това се създава ниско налягане близо до повърхността, което допринася за притока на влажен въздух от океана. По време на зимния мусон сушата е по-студена от океана и така студеният въздух потъва над сушата и тече към океана. В райони с мусонен климат също могат да се развият бризове, но те покриват само повърхностния слой на атмосферата и се появяват само в крайбрежната ивица.

Мусонният климат се характеризира с ясно изразена сезонна смяна на районите, от които идват въздушните маси - континентален през зимата и морски през лятото; преобладаването на ветровете, духащи от морето през лятото и от сушата през зимата; летен максимум на валежите, облачността и влажността.

Околностите на Бомбай на западния бряг на Индия (около 20° с. ш.) са класически пример за мусонен климат. През февруари около 90% от времето там духат ветрове от североизток, а през юли - ок. 92% от времето - югозападни румби. Средната сума на валежите през февруари е 2,5 mm, а през юли - 693 mm. Средният брой дни с валежи през февруари е 0,1, а през юли - 21. Средната облачност през февруари е 13%, през юли - 88%. Средната относителна влажност е 71% през февруари и 87% през юли.

РЕЛЕФНО ВЪЗДЕЙСТВИЕ

Най-големите орографски препятствия (планините) оказват значително влияние върху климата на сушата.

топлинен режим.

В долните слоеве на атмосферата температурата пада с около 0,65 ° C с увеличение на всеки 100 m; в райони с дълги зими температурата е малко по-бавна, особено в долния слой от 300 m, а в райони с дълги лета е малко по-бърза. Най-тясна връзка между средните температури и надморската височина се наблюдава в планините. Следователно изотермите на средните температури, например в региони като Колорадо, в общи линии повтарят контурните линии на топографските карти.

Облачност и валежи.

Когато въздухът срещне планинска верига по пътя си, той е принуден да се издигне. В същото време въздухът се охлажда, което води до намаляване на влагоемкостта му и кондензация на водни пари (образуване на облаци и валежи) от наветрената страна на планините. Когато влагата се кондензира, въздухът се нагрява и достигайки подветрената страна на планините, става сух и топъл. Така в Скалистите планини възниква вятърът Чинук.

Таблица 4. Екстремни температури на континентите и островите на Океания

Таблица 4. ЕКСТРЕМНИ ТЕМПЕРАТУРИ НА ОКЕАНСКИТЕ КОНТЕЙНЕРИ И ОСТРОВИ
Регион	Максимална температура, °C	място	минимална температура, °C	място
Северна Америка	57	Долината на смъртта, Калифорния, САЩ	–66	Нортис, Гренландия 1
Южна Америка	49	Ривадавия, Аржентина	–33	Сармиенто, Аржентина
Европа	50	Севиля, Испания	–55	Уст-Шугор, Русия
Азия	54	Тират Зеви, Израел	–68	Оймякон, Русия
Африка	58	Ал Азизия, Либия	–24	Ифран, Мароко
Австралия	53	Клонкъри, Австралия	–22	Шарлот Пас, Австралия
Антарктика	14	Есперанса, Антарктически полуостров	–89	Гара Восток, Антарктика
Океания	42	Тугегарао, Филипините	–10	Халеакала, Хавай, САЩ
1 В континенталната част на Северна Америка минималната регистрирана температура е била -63° С (Снуг, Юкон, Канада)

Таблица 5. Екстремни стойности на средните годишни валежи на континентите и островите на Океания

Таблица 5. ЕКСТРЕМНИ СТОЙНОСТИ НА СРЕДНОГОДИШНИТЕ ВАЛЕЖИ НА МАТЕРИНИТЕ И ОСТРОВИТЕ НА ОКЕАНИЯ
Регион	Максимум, мм	място	Минимум, мм	място
Северна Америка	6657	Езерото Хендерсън, Британска Колумбия, Канада	30	Batages, Мексико
Южна Америка	8989	Кибдо, Колумбия		Арика, Чили
Европа	4643	Църквице, Югославия	163	Астрахан, Русия
Азия	11430	Черапунджи, Индия	46	Аден, Йемен
Африка	10277	Дебуня, Камерун		Вади Халфа, Судан
Австралия	4554	Тули, Австралия	104	Малка, Австралия
Океания	11684	Waialeale, Хавай, САЩ	226	Пуако, Хавай, САЩ

СИНОПТИЧНИ ОБЕКТИ

Въздушни маси.

Въздушната маса е огромен обем въздух, чиито свойства (главно температура и влажност) са се образували под въздействието на подстилащата повърхност в определен регион и постепенно се променят, докато се движат от източника на образуване в хоризонтална посока.

Въздушните маси се отличават предимно с топлинните характеристики на зоните на формиране, например тропически и полярни. Движението на въздушни маси от една област в друга, запазвайки много от първоначалните си характеристики, може да се проследи на синоптични карти. Например, студен и сух въздух от канадската Арктика, който се движи над територията на Съединените щати, бавно се затопля, но остава сух. По същия начин топлите, влажни тропически въздушни маси, които се образуват над Мексиканския залив, остават влажни, но могат да се затоплят или охладят в зависимост от свойствата на подстилащата повърхност. Разбира се, такава трансформация на въздушните маси се засилва с промяната на условията по пътя им.

Когато въздушни маси с различни свойства от отдалечени центрове на образуване влязат в контакт, те запазват своите характеристики. През по-голямата част от времето на тяхното съществуване те са разделени от повече или по-малко ясно дефинирани преходни зони, където температурата, влажността и скоростта на вятъра се променят драстично. Тогава въздушните маси се смесват, разпръскват и в крайна сметка престават да съществуват като отделни тела. Преходните зони между движещите се въздушни маси се наричат ​​"фронтове".

Фронтове

преминават през кухините на баричното поле, т.е. по контурите на ниско налягане. При пресичане на фронт посоката на вятъра обикновено се променя драстично. В полярните въздушни маси вятърът може да бъде северозападен, докато в тропическите въздушни маси може да бъде южен. Най-лошото време се случва по фронтовете и в по-студения регион близо до фронта, където топлият въздух се плъзга нагоре по гъст студен въздух и се охлажда. В резултат на това се образуват облаци и падат валежи. По фронта понякога се образуват екстратропични циклони. Фронтове се образуват и при контакт на студените северни и топлите южни въздушни маси в централната част на циклона (области с ниско атмосферно налягане).

Има четири вида фронтове. Стационарен фронт се образува на повече или по-малко стабилна граница между полярните и тропическите въздушни маси. Ако студеният въздух се отдръпне в повърхностния слой и топъл въздух напредва, се образува топъл фронт. Обикновено преди приближаването на топъл фронт небето е облачно, вали дъжд или сняг и температурата постепенно се повишава. С преминаването на фронта валежите спират и температурите остават високи. Когато преминава студен фронт, студеният въздух настъпва, а топлият се отдръпва. Дъждовно, ветровито време се наблюдава в тясна ивица по протежение на студения фронт. Напротив, топъл фронт е предшестван от широка зона на облачност и дъжд. Оклудираният фронт съчетава характеристики както на топъл, така и на студен фронт и обикновено се свързва със стар циклон.

Циклони и антициклони.

Циклоните са мащабни атмосферни смущения в зона с ниско налягане. В северното полукълбо ветровете духат обратно на часовниковата стрелка от високо към ниско налягане и по посока на часовниковата стрелка в южното полукълбо. В циклоните от умерените ширини, наречени екстратропични, обикновено се изразява студен фронт, а топъл фронт, ако има такъв, не винаги е ясно видим. Извънтропичните циклони често се образуват надолу по вятъра от планински вериги, като например над източните склонове на Скалистите планини и по източните брегове на Северна Америка и Азия. В умерените ширини по-голямата част от валежите са свързани с циклони.

Антициклонът е зона с високо атмосферно налягане. Обикновено се свързва с хубаво време с ясно или леко облачно небе. В Северното полукълбо ветровете, духащи от центъра на антициклона, се отклоняват по посока на часовниковата стрелка, а в Южното полукълбо - обратно на часовниковата стрелка. Антициклоните обикновено са по-големи от циклоните и се движат по-бавно.

Тъй като въздухът се разпространява от центъра към периферията в антициклона, по-високите слоеве въздух се спускат, компенсирайки изтичането му. В циклон, напротив, въздухът, изместен от сближаващи се ветрове, се издига. Тъй като възходящите въздушни движения водят до образуването на облаци, облачността и валежите са предимно ограничени до циклоните, докато в антициклоните преобладава ясно или леко облачно време.

Тропически циклони (урагани, тайфуни)

Тропически циклони (урагани, тайфуни) е общото наименование на циклоните, които се образуват над океаните в тропиците (с изключение на студените води на Южния Атлантик и югоизточната част на Тихия океан) и не съдържат контрастни въздушни маси. Тропическите циклони се появяват в различни части на света, като обикновено удрят източните и екваториалните региони на континентите. Срещат се в южната и югозападната част на Северния Атлантик (включително Карибско море и Мексиканския залив), северната част на Тихия океан (на запад от мексиканското крайбрежие, Филипинските острови и Китайско море), Бенгалския залив и Арабско море. , в южната част на Индийския океан край бреговете на Мадагаскар, край северозападния бряг на Австралия и в южната част на Тихия океан - от бреговете на Австралия до 140 ° з.д.

Според международно споразумение тропическите циклони се класифицират според силата на вятъра. Има тропически депресии със скорост на вятъра до 63 km/h, тропически бури (скорост на вятъра от 64 до 119 km/h) и тропически урагани или тайфуни (скорост на вятъра над 120 km/h).

В някои региони на света тропическите циклони имат местни имена: в Северния Атлантик и Мексиканския залив - урагани (в Хаити - тайно); в Тихия океан край западния бряг на Мексико - кордонасо, в западните и най-южните райони - тайфуни, във Филипините - багуйо или баруйо; в Австралия - ще-ще.

Тропическият циклон е огромен атмосферен вихър с диаметър от 100 до 1600 km, придружен от силни разрушителни ветрове, проливни дъждове и високи вълни (повдигане на морското равнище, причинено от вятър). Зараждащите се тропически циклони обикновено се движат на запад, леко се отклоняват на север, с нарастваща скорост на движение и увеличаване на размера. След като се придвижи към полюса, тропическият циклон може да се „обърне“, да се слее в западния пренос на умерени ширини и да започне да се движи на изток (не винаги обаче се случва такава промяна в посоката на движение).

Въртящите се обратно на часовниковата стрелка циклонични ветрове на Северното полукълбо имат максимална сила в пояс с диаметър 30–45 km или повече, започващ от „окото на бурята“. Скоростта на вятъра в близост до земната повърхност може да достигне 240 км/ч. В центъра на тропически циклон обикновено има зона без облаци с диаметър от 8 до 30 km, която се нарича „окото на бурята“, тъй като небето тук често е ясно (или леко облачно) и вятърът обикновено е много слаб. Зоната на разрушителните ветрове по пътя на тайфуна е с ширина 40–800 км. Развивайки се и движейки се, циклоните покриват разстояния от няколко хиляди километра, например от източника на образуване в Карибско море или в тропическия Атлантик до вътрешните региони или Северния Атлантик.

Въпреки че ветровете с ураганна сила в центъра на циклона достигат огромни скорости, самият ураган може да се движи много бавно и дори да спре за известно време, което е особено вярно за тропическите циклони, които обикновено се движат със скорост не повече от 24 km / ч. С отдалечаването на циклона от тропиците скоростта му обикновено се увеличава и в някои случаи достига 80 km/h или повече.

Ураганните ветрове могат да причинят големи щети. Въпреки че са по-слаби, отколкото при торнадо, те все пак са в състояние да повалят дървета, да обърнат къщи, да скъсат електропроводи и дори да дерайлират влакове. Но най-голямата загуба на живот е причинена от наводнения, свързани с урагани. С напредването на бурята често се образуват огромни вълни и морското равнище може да се покачи с повече от 2 м за няколко минути.Малки кораби биват изхвърлени на брега. Гигантските вълни разрушават къщи, пътища, мостове и други сгради, разположени на брега, и могат да отмият дори дългогодишни пясъчни острови. Повечето урагани са придружени от проливни дъждове, които наводняват полета и увреждат посевите, отмиват пътища и разрушават мостове и наводняват ниско разположени общности.

Подобрените прогнози, придружени от оперативни предупреждения за бури, доведоха до значително намаляване на броя на жертвите. Когато се образува тропически циклон, честотата на прогнозните излъчвания се увеличава. Най-важният източник на информация са докладите от самолети, специално оборудвани за наблюдение на циклони. Такива самолети патрулират на стотици километри от брега, като често проникват в центъра на циклон, за да получат точна информация за неговото положение и движение.

Крайбрежните райони, които са най-податливи на урагани, са оборудвани с радарни инсталации за откриването им. В резултат на това бурята може да бъде записана и проследена на разстояние до 400 км от радарната станция.

Торнадо (торнадо)

Торнадо (торнадо) е въртящ се фуниевиден облак, който се простира до земята от основата на гръмотевичен облак. Цветът му се променя от сив до черен. Приблизително 80% от торнадата в Съединените щати имат максимална скорост на вятъра от 65–120 км/ч и само 1% от 320 км/ч или повече. Приближаващото торнадо обикновено издава шум, подобен на този от движещ се товарен влак. Въпреки сравнително малкия си размер, торнадото е сред най-опасните бурни явления.

От 1961 до 1999 г. торнадото убива средно по 82 души годишно в Съединените щати. Въпреки това, вероятността торнадо да премине на това място е изключително ниска, тъй като средната дължина на движението му е доста малка (около 25 км), а откосът е малък (широчина под 400 м).

Торнадото възниква на височина до 1000 m над повърхността. Някои от тях никога не достигат земята, други могат да я докоснат и да се издигнат отново. Торнадото обикновено се свързва с гръмотевични облаци, от които пада градушка на земята и може да се появи в групи от двама или повече. В този случай първо се образува по-мощно торнадо, а след това един или повече по-слаби вихри.

За образуването на торнадо във въздушните маси е необходим рязък контраст в температурата, влажността, плътността и параметрите на въздушните потоци. Хладен и сух въздух от запад или северозапад се придвижва към топлия и влажен въздух в повърхностния слой. Това е придружено от силни ветрове в тясна преходна зона, където се извършват сложни енергийни трансформации, които могат да причинят образуване на вихри. Вероятно торнадо се образува само със строго определена комбинация от няколко доста общи фактора, които варират в широк диапазон.

Торнадо се наблюдава по цялото земно кълбо, но най-благоприятни условия за образуването им има в централните райони на САЩ. Честотата на торнадото обикновено се повишава през февруари във всички източни щати, съседни на Мексиканския залив, и достига пик през март. В Айова и Канзас най-високата им честота се наблюдава през май-юни. От юли до декември броят на торнадата в цялата страна бързо намалява. Средният брой на торнадото в САЩ е приблизително. 800 на година, като половината от тях през април, май и юни. Тази цифра достига най-високи стойности в Тексас (120 на година), а най-ниски - в североизточните и западните щати (1 на година).

Разрушенията, причинени от торнадото, са ужасни. Те възникват както поради вятъра с огромна сила, така и поради големите спадове на налягането в ограничен район. Торнадото е в състояние да разбие сграда на парчета и да я разпръсне във въздуха. Стените могат да се срутят. Рязкото понижаване на налягането кара тежки предмети, дори тези вътре в сгради, да се издигат във въздуха, сякаш засмукани от гигантска помпа, и понякога се транспортират на значителни разстояния.

Невъзможно е да се предвиди точно къде се образува торнадо. Въпреки това е възможно да се определи площ от прибл. 50 хиляди кв. км, в рамките на които вероятността от възникване на торнадо е доста висока.

гръмотевични бури

Гръмотевични бури или гръмотевични бури са локални атмосферни смущения, свързани с развитието на купесто-дъждовни облаци. Такива бури винаги са придружени от гръмотевици и светкавици и обикновено силни пориви на вятъра и обилни валежи. Понякога вали градушка. Повечето гръмотевични бури свършват бързо и дори най-дългите рядко продължават повече от един или два часа.

Гръмотевичните бури възникват поради атмосферна нестабилност и са свързани главно със смесването на въздушните слоеве, които се стремят да постигнат по-стабилно разпределение на плътността. Мощните възходящи въздушни течения са отличителна черта на началния етап на гръмотевична буря. За крайната му фаза са характерни силни низходящи движения на въздуха в районите с обилни валежи. Гръмотевичните облаци често достигат височини от 12–15 km в умерените ширини и дори по-високи в тропиците. Техният вертикален растеж е ограничен от стационарното състояние на долната стратосфера.

Уникално свойство на гръмотевичните бури е тяхната електрическа активност. Светкавицата може да възникне в развиващ се купест облак, между два облака или между облак и земята. Всъщност едно мълниеносно разреждане почти винаги се състои от няколко изхвърляния, преминаващи през един и същи канал, и те преминават толкова бързо, че се възприемат с невъоръжено око като едно и също изхвърляне.

Все още не е напълно ясно как се случва разделянето на големи заряди с противоположен знак в атмосферата. Повечето изследователи смятат, че този процес е свързан с разликите в размера на течните и замръзналите водни капки, както и с вертикалните въздушни течения. Електрическият заряд на гръмотевичен облак предизвиква заряд на земната повърхност под него и заряди с противоположен знак около основата на облака. Възниква огромна потенциална разлика между противоположно заредените части на облака и земната повърхност. Когато достигне достатъчна стойност, възниква електрически разряд - светкавица.

Гръмотевицата, която придружава разряд от мълния, се причинява от мигновеното разширяване на въздуха по пътя на разряда, което се случва, когато той внезапно се нагрее от мълния. Гръмотевиците се чуват по-често като непрекъснати удари, а не като единичен удар, тъй като се случват по целия канал за изхвърляне на мълния и следователно звукът преодолява разстоянието от източника до наблюдателя на няколко етапа.

струйни въздушни течения

- криволичещи "реки" от силни ветрове в умерените ширини на надморска височина от 9-12 км (които обикновено са ограничени до далечни полети на реактивни самолети), духащи със скорост понякога до 320 км / ч. Самолет, летящ по посока на струята, спестява много гориво и време. Следователно прогнозирането на разпространението и силата на струйните течения е от съществено значение за планирането на полета и въздушната навигация като цяло.

Синоптични диаграми (диаграми на времето)

За да се характеризират и изучават много атмосферни явления, както и да се предскаже времето, е необходимо едновременно да се провеждат различни наблюдения в много точки и да се записват получените данни на карти. В метеорологията т.нар. синоптичен метод.

Приземни синоптични карти.

На територията на Съединените щати всеки час (в някои страни - по-рядко) се извършват метеорологични наблюдения. Характеризира се облачността (плътност, височина и вид); вземат се показания на барометри, към които се въвеждат корекции, за да се приведат получените стойности до морското равнище; посоката и скоростта на вятъра са фиксирани; измерва се количеството течни или твърди валежи и температурата на въздуха и почвата (по време на наблюдението, максимум и минимум); определя се влажността на въздуха; условията на видимост и всички други атмосферни явления (например гръмотевична буря, мъгла, мъгла и др.) се записват внимателно.

След това всеки наблюдател кодира и предава информацията, използвайки Международния метеорологичен код. Тъй като тази процедура е стандартизирана от Световната метеорологична организация, такива данни могат лесно да бъдат дешифрирани навсякъде по света. Кодирането отнема прибл. 20 минути, след което съобщенията се предават към центровете за събиране на информация и се осъществява международен обмен на данни. След това резултатите от наблюденията (под формата на числа и символи) се нанасят върху контурна карта, на която метеорологичните станции са обозначени с точки. По този начин прогнозистът получава представа за метеорологичните условия в рамките на голям географски регион. Цялостната картина става още по-ясна след свързване на точките, в които се записва едно и също налягане с плавни плътни линии - изобари и начертаване на граници между различните въздушни маси (атмосферни фронтове). Разграничават се и области с високо или ниско налягане. Картата ще стане още по-изразителна, ако боядисате или засенчите областите, върху които са паднали валежи по време на наблюденията.

Синоптичните карти на приземния слой на атмосферата са един от основните инструменти за прогнозиране на времето. Прогнозистът сравнява серия от синоптични карти в различни моменти на наблюдение и изучава динамиката на баричните системи, отбелязвайки промените в температурата и влажността във въздушните маси, докато те се движат над различни типове подлежаща повърхност.

Височинни синоптични карти.

Облаците се преместват от въздушни течения, обикновено на значителни височини над земната повърхност. Ето защо е важно за метеоролога да има надеждни данни за много нива на атмосферата. Въз основа на данните, получени с помощта на метеорологични балони, самолети и сателити, се съставят метеорологични карти за пет нива на надморска височина. Тези карти се предават на синоптичните центрове.

ПРОГНОЗА ЗА ВРЕМЕТО

Прогнозата за времето се основава на човешки знания и компютърни възможности. Традиционен компонент на прогнозирането е анализът на карти, показващи структурата на атмосферата хоризонтално и вертикално. Въз основа на тях прогнозистът може да оцени развитието и движението на синоптични обекти. Използването на компютри в метеорологичната мрежа значително улеснява прогнозирането на температура, налягане и други метеорологични елементи.

Освен мощен компютър, прогнозирането на времето изисква широка мрежа от наблюдения на времето и надежден математически апарат. Директните наблюдения осигуряват математически модели с данните, необходими за тяхното калибриране.

Идеалната прогноза трябва да бъде оправдана във всички отношения. Трудно е да се определи причината за грешките в прогнозата. Метеоролозите считат прогнозата за оправдана, ако нейната грешка е по-малка от прогнозата за времето по един от двата метода, които не изискват специални познания в областта на метеорологията. Първият от тях, наречен инерционен, предполага, че характерът на времето няма да се промени. Вторият метод предполага, че характеристиките на времето ще съответстват на средната месечна стойност за дадена дата.

Продължителността на периода, през който прогнозата е оправдана (т.е. дава по-добър резултат от един от двата споменати подхода), зависи не само от качеството на наблюденията, математическия апарат, компютърните технологии, но и от мащаба на прогнозираното метеорологично явление. . Най-общо казано, колкото по-голямо е метеорологичното събитие, толкова по-дълго може да се предвиди. Например, често степента на развитие и пътят на циклоните могат да бъдат предвидени за няколко дни предварително, но поведението на конкретен купест облак може да бъде предвидено за не повече от следващия час. Тези ограничения изглежда се дължат на характеристиките на атмосферата и все още не могат да бъдат преодолени чрез по-внимателни наблюдения или по-точни уравнения.

Атмосферните процеси се развиват хаотично. Това означава, че са необходими различни подходи за прогнозиране на различни явления в различни пространствено-времеви мащаби, по-специално за прогнозиране на поведението на големи циклони на средна ширина и локални силни гръмотевични бури, както и за дългосрочни прогнози. Например, прогнозата за атмосферното налягане за един ден в повърхностния слой е почти толкова точна, колкото измерванията с помощта на метеорологичните балони, на които е проверена. И обратно, трудно е да се даде подробна тричасова прогноза за движението на шквалната линия - ивица от интензивни валежи пред студения фронт и като цяло успоредна на него, в рамките на която могат да възникнат торнада. Метеоролозите могат само предварително да идентифицират обширни зони с възможна поява на шквални линии. Когато са фиксирани на сателитно изображение или с помощта на радар, напредъкът им може да бъде екстраполиран само с един до два часа и затова е важно докладът за времето да се предостави на населението своевременно. Прогнозата за неблагоприятни краткотрайни метеорологични явления (шквал, градушка, торнадо и др.) се нарича спешна прогноза. Разработват се компютърни техники за прогнозиране на тези опасни метеорологични явления.

От друга страна стои проблемът с дългосрочните прогнози, т.е. повече от няколко дни предварително, за което са абсолютно необходими наблюдения на времето в рамките на цялото земно кълбо, но и това не е достатъчно. Тъй като турбулентният характер на атмосферата ограничава възможността за прогнозиране на времето в голяма област до около две седмици, прогнозите за по-дълги периоди трябва да се основават на фактори, които влияят на атмосферата по предвидим начин и сами по себе си ще бъдат известни повече от две седмици в аванс. Един такъв фактор е повърхностната температура на океана, която се променя бавно в продължение на седмици и месеци, влияе върху синоптичните процеси и може да се използва за идентифициране на области с анормални температури и валежи.

ПРОБЛЕМИ НА ТЕКУЩОТО СЪСТОЯНИЕ НА ВРЕМЕТО И КЛИМАТА

Замърсяване на въздуха.

Глобално затопляне.

Съдържанието на въглероден диоксид в земната атмосфера се е увеличило с около 15% от 1850 г. насам и се очаква да нарасне с почти същото количество до 2015 г., най-вероятно поради изгарянето на изкопаеми горива: въглища, нефт и газ. Предполага се, че в резултат на този процес средната годишна температура на земното кълбо ще се увеличи с приблизително 0,5 ° C, а по-късно, през 21 век, ще стане още по-висока. Последствията от глобалното затопляне са трудни за прогнозиране, но едва ли ще са благоприятни.

озон,

чиято молекула се състои от три кислородни атома, се намира главно в атмосферата. Наблюденията, проведени от средата на 70-те до средата на 90-те години на миналия век, показват, че концентрацията на озон над Антарктика се променя значително: тя намалява през пролетта (през октомври), когато се образува т.нар. озон. „озонова дупка“, а след това отново се повишава до нормална стойност през лятото (през януари). През разглеждания период се наблюдава ясно изразена тенденция към намаляване на пролетното минимално съдържание на озон в този район. Глобалните сателитни наблюдения показват малко по-малко, но забележимо намаление на концентрациите на озон, което се наблюдава навсякъде, с изключение на екваториалната зона. Предполага се, че това се е случило поради широкото използване на фреони, съдържащи флуорохлор (фреони) в хладилни агрегати и за други цели.

Ел Ниньо.

Веднъж на всеки няколко години в източната част на екваториалната област на Тихия океан настъпва изключително силно затопляне. Обикновено започва през декември и продължава няколко месеца. Поради близостта на времето до Коледа, това явление е наречено "Ел Ниньо", което на испански означава "бебе (Христос)". Съпътстващите атмосферни явления са наречени южно колебание, тъй като за първи път са наблюдавани в южното полукълбо. Поради топлата водна повърхност се наблюдава конвективно издигане на въздуха в източната част на Тихия океан, а не в западната част, както обикновено. В резултат на това зоната на проливните дъждове се измества от западните райони на Тихия океан към източните.

Суши в Африка.

Споменаването на сушата в Африка се връща към библейската история. Съвсем наскоро, в края на 60-те и началото на 70-те години, суша в Сахел, на южния край на Сахара, уби 100 000 души. Сушата от 80-те години взе подобни жертви в Източна Африка. Неблагоприятните климатични условия в тези региони се влошиха от прекомерната паша, обезлесяването и военните действия (както в Сомалия през 90-те години).

МЕТЕОРОЛОГИЧНИ ИНСТРУМЕНТИ

Метеорологичните инструменти са предназначени както за незабавни спешни измервания (термометър или барометър за измерване на температура или налягане), така и за непрекъснато записване на едни и същи елементи във времето, обикновено под формата на графика или крива (термограф, барограф). По-долу са описани само устройства за спешни измервания, но почти всички съществуват и под формата на записващи устройства. Всъщност това са същите измервателни уреди, но с писалка, която чертае линия върху движеща се хартиена лента.

Термометри.

Термометри от течно стъкло.

В метеорологичните термометри най-често се използва способността на течността, затворена в стъклена колба, да се разширява и свива. Обикновено стъклената капилярна тръба завършва със сферично разширение, което служи като резервоар за течност. Чувствителността на такъв термометър е обратно пропорционална на площта на напречното сечение на капиляра и в пряка зависимост от обема на резервоара и разликата в коефициентите на разширение на дадена течност и стъкло. Следователно чувствителните метеорологични термометри имат големи резервоари и тънки тръбички, а използваните в тях течности се разширяват много по-бързо с повишаване на температурата от стъклото.

Изборът на течност за термометър зависи основно от обхвата на измерваните температури. Живакът се използва за измерване на температури над -39°C, неговата точка на замръзване. За по-ниски температури се използват течни органични съединения, като етилов алкохол.

Точността на изпитвания стандартен метеорологичен стъклен термометър е ± 0,05 ° C. Основната причина за грешката на живачен термометър е свързана с постепенни необратими промени в еластичните свойства на стъклото. Те водят до намаляване на обема на стъклото и увеличаване на референтната точка. Освен това могат да възникнат грешки в резултат на неправилни показания или поради поставяне на термометъра на място, където температурата не съответства на истинската температура на въздуха в близост до метеорологичната станция.

Грешките на спиртните и живачните термометри са подобни. Допълнителни грешки могат да възникнат поради кохезионни сили между алкохола и стъклените стени на тръбата, така че когато температурата спадне бързо, част от течността се задържа по стените. Освен това алкохолът на светло намалява обема си.

Минимален термометър

е предназначен да определя най-ниската температура за даден ден. За тези цели обикновено се използва стъклен алкохолен термометър. Стъклена показалка с издутини в краищата се потапя в алкохол. Термометърът работи в хоризонтално положение. При спадане на температурата алкохолната колона се отдръпва, увличайки щифта със себе си, а когато температурата се повиши, алкохолът тече около нея, без да я движи, поради което щифтът фиксира минималната температура. Върнете термометъра в работно състояние, като наклоните резервоара нагоре, така че щифтът да влезе отново в контакт с алкохол.

Максимален термометър

използвани за определяне на най-високата температура за даден ден. Обикновено това е стъклен живачен термометър, подобен на медицински. Има стеснение в стъклената тръба близо до резервоара. Живакът се изтласква през това стесняване при повишаване на температурата, а когато се понижи, стеснението предотвратява изтичането му в резервоара. Такъв термометър отново се подготвя за работа на специална въртяща се инсталация.

Биметален термометър

се състои от две тънки ленти от метал, като мед и желязо, които се разширяват в различна степен при нагряване. Техните плоски повърхности прилягат плътно една към друга. Такава биметална лента е усукана в спирала, единият край на която е твърдо фиксиран. Когато намотката се нагрява или охлажда, двата метала се разширяват или свиват по различен начин и намотката или се развива, или се усуква по-плътно. По показалеца, прикрепен към свободния край на спиралата, се съди за големината на тези изменения. Примери за биметални термометри са стайни термометри с кръгъл циферблат.

Електрически термометри.

Такива термометри включват устройство с полупроводников термоелемент - термистор или термистор. Термодвойката се характеризира с голям отрицателен коефициент на съпротивление (т.е. нейното съпротивление намалява бързо с повишаване на температурата). Предимствата на термистора са висока чувствителност и бърза реакция при температурни промени. Калибрирането на термистора се променя с времето. Термисторите се използват в метеорологични сателити, балони и повечето цифрови стайни термометри.

Барометри.

живачен барометър

е стъклена тръба прибл. 90 см, пълен с живак, запечатан от единия край и наклонен в чаша с живак. Под въздействието на гравитацията част от живака се излива от тръбата в чашата и поради налягането на въздуха върху повърхността на чашата живакът се издига през тръбата. Когато се установи равновесие между тези две противоположни сили, височината на живака в тръбата над повърхността на течността в резервоара съответства на атмосферното налягане. Ако налягането на въздуха се увеличи, нивото на живак в тръбата се повишава. Средната височина на живачния стълб в барометър на морското равнище е приблизително. 760 мм.

Анероиден барометър

се състои от запечатана кутия, от която въздухът е частично евакуиран. Едната му повърхност е еластична мембрана. Ако атмосферното налягане се повиши, мембраната се огъва навътре, ако се понижи, се огъва навън. Указател, прикрепен към него, улавя тези промени. Анероидните барометри са компактни и сравнително евтини и се използват както на закрито, така и на стандартни метеорологични радиосонди. Вижте същоБАРОМЕТЪР.

Уреди за измерване на влажност.

Психрометър

Състои се от два съседни термометъра: сух, измерващ температурата на въздуха, и мокър, чийто резервоар е увит в плат (камбрик), навлажнен с дестилирана вода. Въздухът тече около двата термометъра. Поради изпарението на водата от тъканта, температурата по мокрия термометър обикновено е по-ниска от тази по сухия термометър. Колкото по-ниска е относителната влажност, толкова по-голяма е разликата в показанията на термометъра. Въз основа на тези показания относителната влажност се определя с помощта на специални таблици.

Хигрометър за коса

измерва относителната влажност въз основа на промените в дължината на човешкия косъм. За да се отстранят естествените мазнини, косата първо се накисва в етилов алкохол и след това се измива с дестилирана вода. Дължината на така подготвената коса е в почти логаритмична зависимост от относителната влажност в границите от 20 до 100%. Времето, необходимо на косата да реагира на промяна във влажността зависи от температурата на въздуха (колкото по-ниска е температурата, толкова по-дълго е). В хигрометър за коса, с увеличаване или намаляване на дължината на косата, специален механизъм премества показалеца по скалата. Такива влагомери обикновено се използват за измерване на относителната влажност в помещенията.

Електролитни влагомери.

Чувствителният елемент на тези влагомери е стъклена или пластмасова пластина, покрита с въглероден или литиев хлорид, чието съпротивление варира в зависимост от относителната влажност. Такива елементи обикновено се използват в комплекти инструменти за метеорологични балони. Когато сондата преминава през облака, устройството се навлажнява и показанията му се изкривяват за доста дълго време (докато сондата излезе извън облака и чувствителният елемент изсъхне).

Уреди за измерване на скоростта на вятъра.

Анемометри за чаши.

Скоростта на вятъра обикновено се измерва с помощта на чашков анемометър. Това устройство се състои от три или повече конусовидни чаши, вертикално закрепени към краищата на метални пръти, които се простират радиално симетрично от вертикална ос. Вятърът действа с най-голяма сила върху вдлъбнатите повърхности на чашите и предизвиква завъртане на оста. При някои видове чашкови анемометри свободното въртене на чашите се предотвратява от система от пружини, чиято величина на деформация определя скоростта на вятъра.

При свободно въртящите се анемометри с чаши скоростта на въртене, приблизително пропорционална на скоростта на вятъра, се измерва от електрически измервателен уред, който сигнализира, когато определен обем въздух е протекъл около анемометъра. Електрическият сигнал включва светлинен сигнал и записващо устройство на метеорологичната станция. Често чашковият анемометър е механично свързан с магнето и напрежението или честотата на генерирания електрически ток е свързана със скоростта на вятъра.

Анемометър

с въртяща се маса за мелница се състои от пластмасов винт с три или четири остриета, монтиран на магнитна ос. Винтът с помощта на ветропоказател, вътре в който е поставено магнито, е постоянно насочен срещу вятъра. Информацията за посоката на вятъра се изпраща по телеметрични канали до станцията за наблюдение. Електрическият ток, генериран от магнетото, варира правопропорционално на скоростта на вятъра.

Скала на Бофорт.

Скоростта на вятъра се оценява визуално чрез въздействието му върху обектите около наблюдателя. През 1805 г. Франсис Бофорт, моряк от британския флот, разработва 12-степенна скала за характеризиране на силата на вятъра в морето. През 1926 г. към него са добавени оценки за скоростта на вятъра на сушата. През 1955 г., за да се прави разлика между ураганни ветрове с различна сила, скалата е разширена до 17. Съвременната версия на скалата на Бофорт (Таблица 6) дава възможност да се оцени скоростта на вятъра без използването на каквито и да е инструменти.

Таблица 6. Скала на Бофорт за определяне силата на вятъра

Таблица 6. СКАЛА НА БЮФОРТ ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ НА СИЛАТА НА ВЯТЪРА
Точки	Визуални знаци на сушата	Скорост на вятъра, км/ч	Термини, които определят силата на вятъра
0	Спокойно; димът се издига вертикално	По-малко от 1,6	Спокоен
1	Посоката на вятъра се забелязва по отклонението на дима, но не и по ветропоказателя	1,6–4,8	Тихо
2	Вятърът се усеща от кожата на лицето; листата шумолят; обръщане на обикновени ветропоказатели	6,4–11,2	Светлина
3	Листата и малките клонки са в постоянно движение; развяват светлинни знамена	12,8–19,2	слаб
4	Вятърът вдига прах и хартии; тънки клони се люлеят	20,8–28,8	Умерен
5	Разлистените дървета се люлеят; на сушата се появяват вълнички	30,4–38,4	Свежо
6	Дебели клони се люлеят; свиренето на вятъра се чува в електрическите проводници; трудно се държи чадър	40,0–49,6	Силен
7	Дърветата се люлеят; трудно се върви срещу вятъра	51,2–60,8	Силен
8	Клоните на дърветата се чупят; почти невъзможно да се върви срещу вятъра	62,4–73,6	Много силен
9	Малки щети; вятърът събаря димните капаци и керемидите от покривите	75,2–86,4	Буря
10	Рядко на сушата. Дърветата са изкоренени. Значителни щети по сградите	88,0–100,8	Силна буря
11	На сушата се среща много рядко. Придружен от разрушения на голяма площ	102,4–115,2	Силна буря
12	Силно разрушение (Оценки 13-17 са добавени от Метеорологичното бюро на САЩ през 1955 г. и се използват в скалите на САЩ и Обединеното кралство)	116,8–131,2	ураган
13		132,8–147,2
14		148,8–164,8
15		166,4–182,4
16		184,0–200,0
17		201,6–217,6

Уреди за измерване на валежите.

Валежите се състоят от водни частици, както в течна, така и в твърда форма, които идват от атмосферата към земната повърхност. При стандартните неотчитащи дъждомери приемната фуния се вкарва в измервателния цилиндър. Съотношението на площта на горната част на фунията и напречното сечение на измервателния цилиндър е 10:1, т.е. 25 mm валежи ще съответстват на маркировка от 250 mm в цилиндъра.

Записващи дъждомери - плувиографи - автоматично претеглят събраната вода или броят колко пъти малък измервателен съд се пълни с дъждовна вода и автоматично се изпразва.

Ако се очаква валеж под формата на сняг, фунията и мерителната чашка се отстраняват и снегът се събира в кофа за валеж. Когато снегът е придружен от умерени или силни ветрове, количеството сняг, което влиза в съда, не съответства на действителното количество валежи. Височината на снежната покривка се определя чрез измерване на дебелината на снежния слой в района, характерен за дадения район, като се взема средната стойност от поне три измервания. За да се установи водният еквивалент в райони, където въздействието на преноса на виелицата е минимално, в снежната маса се потапя цилиндър и се изрязва стълб от сняг, който се разтопява или претегля. Количеството на валежите, измерено с дъждомер, зависи от местоположението му. Турбуленцията на въздуха, независимо дали е причинена от самия инструмент или от препятствия около него, води до подценяване на количеството на валежите, влизащи в мерителната чаша. Следователно дъждомерът се монтира на равна повърхност, доколкото е възможно от дървета и други препятствия. Използва се защитен екран за намаляване на ефекта от вихрите, създавани от самия инструмент.

АЕРОЛОГИЧНИ НАБЛЮДЕНИЯ

Уреди за измерване височината на облаците.

Най-лесният начин да се определи височината на облак е да се измери времето, необходимо на малък балон, пуснат от земната повърхност, за да достигне основата на облака. Височината му е равна на произведението на средната скорост на издигане на балона с времето на полета.

Друг начин е да наблюдавате светлинно петно, образувано в основата на облака, с лъч на проектор, насочен вертикално нагоре. От разстояние ок. На 300 m от прожектора се измерва ъгълът между посоката към това място и лъча на прожектора. Височината на облака се изчислява чрез триангулация, подобно на това как се измерват разстоянията при топографски проучвания. Предложената система може да работи автоматично ден и нощ. Фотоклетка се използва за наблюдение на светлинното петно ​​в основата на облаците.

Височината на облака също се измерва с помощта на радиовълни - импулси с дължина 0,86 см, изпратени от радара.Височината на облака се определя от времето, необходимо на радиоимпулса да достигне облака и да се върне обратно. Тъй като облаците са частично прозрачни за радиовълни, този метод се използва за определяне на височината на слоевете в многослойни облаци.

Метеорологични балони.

Най-простият тип метеорологичен балон - т.нар. Балонът е малък гумен балон, пълен с водород или хелий. Чрез оптично наблюдение на промените в азимута и надморската височина на балона и приемайки, че скоростта му на издигане е постоянна, е възможно да се изчисли скоростта и посоката на вятъра като функция на височината над земната повърхност. За нощни наблюдения към топката е прикрепено малко фенерче на батерии.

Метеорологичният радиосонд е гумен балон, носещ радиопредавател, термометър с термистор, анероиден барометър и електролитен хигрометър. Радиосондата се издига със скорост от прибл. 300 м/мин до височина прибл. 30 км. Докато се издигате, данните от измерванията се предават непрекъснато към стартовата станция. Насочена приемна антена на Земята проследява азимута и надморската височина на радиосондата, от които скоростта и посоката на вятъра се изчисляват на различни височини по същия начин, както при наблюденията на пилотен балон. Радиозонди и балони се изстрелват от стотици места по света два пъти на ден, по обяд и в полунощ по Гринуич.

Сателити.

За дневна фотография на облачно покритие осветлението се осигурява от слънчева светлина, докато инфрачервеното лъчение, излъчвано от всички тела, позволява снимане както през деня, така и през нощта със специална инфрачервена камера. Използвайки снимки в различни диапазони на инфрачервено лъчение, можете дори да изчислите температурата на отделните слоеве на атмосферата. Сателитните наблюдения имат висока планирана разделителна способност, но тяхната вертикална разделителна способност е много по-ниска от тази, осигурена от радиосондите.

Някои спътници, като американския TIROS, се изстрелват в кръгова полярна орбита на височина от ок. 1000 км. Тъй като Земята се върти около оста си, от такъв спътник всяка точка от земната повърхност обикновено се вижда два пъти на ден.

Още по-важни са т.нар. геостационарни спътници, които обикалят около екватора на надморска височина от прибл. 36 хиляди км. На такъв сателит са му необходими 24 часа, за да направи пълна революция. Тъй като това време е равно на продължителността на деня, спътникът остава над същата точка на екватора и предлага постоянен изглед към земната повърхност. По този начин геостационарен сателит може многократно да снима една и съща област, записвайки промените във времето. В допълнение, скоростта на вятъра може да се изчисли от движението на облаците.

Метеорологични радари.

Сигналът, изпратен от радара, се отразява от дъжд, сняг или температурна инверсия и този отразен сигнал пристига в приемащото устройство. Облаците обикновено не се виждат на радарен екран, тъй като капчиците, които ги образуват, са твърде малки, за да отразяват ефективно радиосигнала.

До средата на 90-те години Националната метеорологична служба на САЩ беше преоборудвана с радари с ефект на Доплер ( Вижте същоДОПЛЕР ЕФЕКТ ; РАДАР). В инсталации от този тип, за измерване на скоростта на приближаване на отразяващи частици към радара или далеч от него, се използва т.нар. Доплерова промяна. Следователно тези радари могат да се използват за измерване на скоростта на вятъра. Те са особено полезни за откриване на торнадо, тъй като вятърът от едната страна на торнадото бързо се втурва към радара, а от другата страна бързо се отдалечава от него. Съвременните радари могат да откриват метеорологични обекти на разстояние до 225 км.



Речник на Ефремова

Метеорология

и.
Научна дисциплина, която изучава земната атмосфера и протичащите в нея процеси.

Речник Ушаков

Военноморски речник

Метеорология

наука, която изучава състава и структурата на атмосферата, както и протичащите в нея явления (топлинни режими, движение на въздуха, акустични и електрически). Военната метеорология изучава влиянието на метеорологичните условия върху действията на войските (ВМС), върху използването на въоръжение и военна техника.

Речник на Ожегов

МЕТЕОРОЛ О GIA,и, и.Науката за физическото състояние на земната атмосфера и процесите, протичащи в нея. Синоптичен m. (изследване на атмосферните процеси във връзка с прогнозирането на времето).

| прил. метеорологичен,Ох ох.

енциклопедичен речник

Метеорология

(от гръцката meteora - атмосферни явления и ... логика), науката за земната атмосфера и процесите, протичащи в нея. Основният клон на метеорологията е физиката на атмосферата. Метеорологията изучава състава и структурата на атмосферата; топлообръщение и топлинен режим в атмосферата и на земната повърхност; циркулация на влага и фазови трансформации на водата в атмосферата, движение на въздушни маси; електрически, оптични и акустични явления в атмосферата. Метеорологията включва актинометрия, динамична и синоптична метеорология, атмосферна оптика, атмосферно електричество, аерология и други приложни метеорологични дисциплини.

Енциклопедия на Брокхаус и Ефрон

Метеорология

Науката, която изучава явленията, протичащи в земната атмосфера, като: налягане, температура, влажност на въздуха, облачност, валежи, дъжд, сняг и др. За разлика от най-близката наука до нея - физиката, експерименталната наука - М. наука наблюдателна . Явленията, протичащи в земната атмосфера, са изключително сложни и взаимозависими едно от друго, а обобщенията са възможни само при наличие на обширен, по възможност точен материал, получен чрез наблюдения (виж Метеорологични наблюдения). Тъй като въздухът е термично прозрачен, т.е. преминава значително количество топлина, само леко затопляйки се от слънчевите лъчи, значително количество слънчева топлина достига повърхността на сушата и водите на земното кълбо. Освен това, тъй като и земята, и водата имат много по-голям топлинен капацитет от въздуха (при еднакъв обем първият е повече от 1500 пъти, вторият е повече от 3000 пъти), ясно е какво влияние оказва температурата на повърхността на сушата и водите на земното кълбо оказват влияние върху температурата на долния слой въздух, а долните слоеве на въздуха са най-изучени. Следователно изследването на горните слоеве на земята и водата, особено тяхната температура, е включено в областта на М. С натрупването на материал и научното му развитие, М. започна да се разделя на части или отдели. До сравнително скоро М. решително доминираше метод на средните стойности (виж Метеорологични наблюдения), в момента е от особено значение за климатологията (виж Климати), тоест части от метеорологията, но дори и тук се обръща все повече внимание на разликите и колебанията на метеорологичните елементи, изобразявайки ги не само фигури , но и по-ясно, върху графични таблици и карти. Колкото по-малки са колебанията, толкова по-постоянен е климатът и толкова по-важни стават средните стойности. Ако колебанията са много големи и чести, тогава средните стойности характеризират климата много по-малко, отколкото там, където колебанията са по-малки. Съвременната метеорология също обръща голямо внимание на екстремните величини на различни метеорологични елементи и изучаването им е от значение както за чистата наука, така и за прилагането им в практиката, например в селското стопанство. Всички метеорологични явления пряко или косвено зависят от влиянието на слънчевата топлина и светлина върху Земята; С оглед на това два периода са от особено значение: ежедневно, в зависимост от въртенето на Земята около оста си, и годишен, в зависимост от въртенето на Земята около Слънцето. Колкото по-ниска е географската ширина, толкова по-голяма е относителната стойност на дневния период, особено на температурата (но също и на други явления), и толкова по-малка е стойността на годишния период. На екватора продължителността на деня е една и съща през цялата година, т.е. 12 часа 7 минути, а ъгълът на падане на слънчевите лъчи по обяд се променя само в границите от 66 ° 32 "до 90 °, така че при екватора за цяла година около обяд се отделя много топлина от слънцето, а през дългата нощ много се губи от радиация, следователно условията са благоприятни за голямо дневна амплитуда температурата на повърхността на почвата и долния слой въздух, т.е. голяма разлика между дневната температура на най-ниската и най-високата. Напротив, температурата на деня през различните периоди от годината трябва да се различава много малко. На полюсите дневният период напълно изчезва, слънцето изгрява в деня на пролетното равноденствие и след това остава над хоризонта до деня на есенното равноденствие и повече от 2 месеца лъчите му постоянно падат под ъгъл над 20 °, а около половин година слънцето изобщо не се вижда. Очевидно тези условия трябва да допринесат за много голям годишната амплитуда на температурата на полюсите , което рязко се различава от малката амплитуда, наблюдавана в тропиците. Дневните и годишните периоди на метеорологичните явления са безспорни периоди, но наред с тях метеоролозите са търсили и търсят и други периоди, някои по-кратки от годишните, други по-дълги. От първите специално внимание беше привлечено от 26-дневния период на въртене на Слънцето около оста му, който според други метеоролози съответства на същия период на честота на гръмотевични бури. От по-дългите периоди са направени особено много изчисления, за да се изясни въпросът дали повече или по-малко слънчевите петна засягат земната атмосфера. Техният период е приблизително 11 години, т.е. след такъв интервал се повтарят периоди на особено голям и особено малък брой петна. През последните години много се изписа за 35-годишен период, през който уж студени и влажни години се редуват с топли и сухи, но такъв период не съвпада с нито едно известно явление на Слънцето. Изследвания от този вид са дали резултати, които далеч не са съвместими помежду си и следователно влиянието върху нашата атмосфера на всякакви периоди, различни от деня и годината, може да се счита за съмнително.

През последните 30 години М. все по-малко се задоволява със средни стойности и емпирични изследвания като цяло и все повече се опитва да проникне в същността на явленията, прилагайки към тях законите на физиката (особено теорията на топлината) и механиката. Така цялата съвременна теория за температурните промени при възходящи и низходящи движения на въздуха се основава на прилагането на законите на термодинамиката и се оказа, че въпреки изключителната сложност на явленията, в някои случаи се получават резултати, които са много сходни към теоретичните. Особено големи по този въпрос са заслугите на Хан (виж Хан). Цялата съвременна теория за движението на въздуха се основава на прилагането на ученията на механиката и метеоролозите трябваше самостоятелно да разработят законите на механиката, приложени към условията на земното кълбо. Ferrel направи най-много в тази област (виж). По същия начин през последните години беше направено много по въпросите на излъчването на радиация от слънцето, земята и въздуха, особено в първия, и ако най-важната работа беше извършена от физици и астрофизици (ние особено ще споменем Langle, вижте), тогава тези учени са били запознати със съвременните изисквания на М., много ясно изразени от много метеоролози, а последните, освен това, се опитаха бързо да се възползват от постигнатите резултати, като същевременно разработват прости методи за наблюдение достъпни за голям кръг от хора, така че сега актинометрия става все повече и повече необходима част от М. По-горе беше споменато, че метеорологията досега е изучавала главно долните слоеве на въздуха, тъй като явленията тук са по-лесно достъпни за изследване и освен това са от голямо значение за практическия живот. Но метеоролозите отдавна се стремят да изследват слоеве въздух, отдалечени от масата на земната повърхност. Във високите, далечни планини въздухът влиза в контакт с много малка част от земната повърхност и освен това обикновено се движи толкова бързо, че целта до известна степен се постига чрез устройството на планински метеорологични обсерватории. Те съществуват в няколко страни от Европа и Америка (Франция изпреварва другите страни по този въпрос) и несъмнено са оказали и ще продължат да оказват големи услуги на М. Скоро след изобретяването на балоните учените си поставят за цел да ги използват за изследва слоеве въздух, които са много отдалечени от земната повърхност и много разредени, а още в началото на 19 век Гей-Люсак предприема полети за научни цели. Но дълго време недостатъците на аеронавтиката и недостатъчната чувствителност на метеорологичните инструменти възпрепятстваха успеха на делото и едва от 1893 г., почти едновременно във Франция и Германия, балоните бяха изстреляни на голяма височина (до 18 000 m) без хора, със самописещи инструменти. В Русия този бизнес също има голям напредък и сега във Франция, Германия и Русия се извършват едновременни полети, които са много важни в този бизнес. Дълго време, след като математиката стана наука, когато започнаха правилните наблюдения и обобщения, връзката между науката и практиката беше изключително слаба за дълго време или дори не съществуваше изобщо. През последните 35 години това се промени значително и синоптичен или практически М. е получил голямо развитие. Той има за цел не само да изучава метеорологичните явления, но и да предвижда или прогнозира времето (вижте). Случаят започна с по-прости явления, тоест прогнози бури, за целите на навигацията, в което вече е постигнат значителен напредък. Понастоящем М. се стреми към същото в интерес на селското стопанство, но тази задача несъмнено е по-трудна, както по отношение на естеството на явленията, чието прогнозиране е особено желателно, т.е. валежите (виж), и в разпръснатите ферми е трудно да ги предупредим за вероятното настъпване на едно или друго време. Въпреки това, задачите на селскостопанската метеорология далеч не се ограничават до прогнозиране на времето в интерес на селското стопанство; на преден план е подробно климатологично изследване на всички важни за селското стопанство метеорологични елементи. Селскостопанската механизация току-що се появява и е придобила особено значение в две огромни земеделски държави, Русия и Съединените щати. По-горе бяха посочени разликите в методите на двете науки, толкова близки една до друга като физиката и М. Чрез преобладаването на наблюдението М. се доближава до астрономията. Въпреки това разликата е много голяма, не само в обекта на изследване, но и в нещо друго. Всички наблюдения, необходими за астрономията, могат да бъдат направени в няколко десетки точки, целесъобразно разположени на земното кълбо; тези наблюдения изискват само хора с големи познания и напълно усвоили доста сложната техника на случая. Метеорологията е друг въпрос. Няколко десетки обсерватории, разположени по най-целесъобразния начин по цялото земно кълбо, с най-добрите наблюдатели и инструменти, все още далеч не са достатъчни за изследване на много метеорологични явления. Последните са толкова сложни, толкова променливи в пространството и времето, че със сигурност изискват много голям брой точки за наблюдение. Тъй като би било немислимо да се снабдят десетки и стотици хиляди станции със сложни и скъпи инструменти и още по-малко възможно да се намерят такъв брой наблюдатели, които са на върха на науката и технологиите, тогава М. трябва да се задоволи с по-малко съвършени наблюдения и да прибягват до помощта на широк кръг от хора, които не са получили специално образование, но които се интересуват от климатичните и метеорологичните явления, и да разработят за тях възможно най-простите и евтини инструменти и методи за наблюдение. В много случаи дори наблюденията се правят без инструменти. Следователно никоя наука не се нуждае толкова от талантливи популярни книги и статии, колкото М.

Понастоящем няма пълен курс по метеорология, съответстващ на текущото състояние на науката; единствените два пълни курса са K ä mtz, "Lehrbuch d. M." (1833) и Шмид, "Lehrbuch der M." (1860) вече са значително остарели в много части. От по-малко пълните ръководства, обхващащи всички части на науката, ние посочваме von Bebber, "Lehrbuch der M."; Лачинов, "Основи на М.". Много по-кратък и по-популярен е добре познатият курс на Mohn, "Grundz ü ge der M."; тук основното внимание се обръща на метеорологичните явления, има руски превод от 1-во немско издание: "М., или науката за времето." Напълно самостоятелна книга за времето: Abercromby, "Weather" (има немски превод); систематично ръководство за изучаване на времето: von Bebber, "Handbuch der aus ü benden Witterungskunde". Книгата на Поморцев, "Синоптична М.", по своя характер е в средата на горните. Според динамичен М.: Sprung, "Lehrbuch der M.". За климатологията: Hann, "Handbuch der Klimatologie"; Воейков, "Климатът на земното кълбо". Според земеделски М.: Houdaille, "Meteorologie agricole"; по горски М.: Hornberger, "Grundriss der M.". Доста популярни, много кратки курсове "Houzeau et Lancaster Meteorologie"; Скот, „Елементарно М.“. Сборници от наблюдения и периодични издания - виж Метеорологични публикации.

Това е наука за атмосферата, изучаваща нейния състав, свойства и протичащите в нея физични и химични процеси. Метеорологията накратко и кратко се нарича атмосферна физика. Метеорологията е част от по-общата наука - геофизиката, която изучава явленията и процесите, протичащи в атмосферата, на земната повърхност и в дебелината на почвата (фигура 1).

Фигура 1. Блокова схема на науката - геофизика.

Основните задачи на метеорологията:

• изучаването на всички физични и химични процеси и явления, протичащи в атмосферата;
• изследването на моделите, по които протичат тези процеси и явления;
• прогнозиране на възникването и развитието на атмосферните процеси и явления;
• организиране на система за наблюдение на атмосферните явления и процеси;
• разработване на методи за управление на процесите, протичащи в атмосферата;
• използване на резултатите от метеорологичната информация в сектори на националната икономика: предимно в авиацията, за морския, железопътния и автомобилния транспорт, при проектирането и изграждането на различни критични структури (електропроводи, сгради, резервоари, газопроводи и електроцентрали).

Селскостопанското производство е пряко и пряко зависимо от метеорологичната информация.

Решаването на проблемите на екологията и опазването на околната среда също е свързано с метеорологичните наблюдения на процесите на замърсяване на атмосферата и водните тела.

Изброените основни задачи на метеорологията се основават на решаването на следните специфични, индивидуални задачи или подзадачи:

• изследване на основните характеристики на атмосферата: състав, вертикална стратификация, хоризонтална нееднородност, атмосферно налягане и др.;
• изследване на слънчевата, земната и атмосферната радиация: потоци слънчева енергия в атмосферата, спектър на слънчева радиация, пристигане и потребление на слънчева енергия;
• топлинен режим на почвата и водните тела: нагряване и охлаждане на почвата, дневни и годишни колебания на повърхностната температура на почвата, промяна на температурата на почвата с дълбочина, температурен режим на водните тела;
• топлинен режим на атмосферата: нагряване и охлаждане на въздуха, дневни и годишни температурни колебания, влияние на растителността, географско разпределение на температурата на повърхностния слой на атмосферата, температурни промени с височина, адиабатни процеси в атмосферата;
• водна пара в атмосферата: изпарение, влажност, кондензация на водна пара, образуване на различни видове и разновидности на облаци;
• образуването на атмосферни валежи: вида на валежите и техните характеристики, разпределението на валежите по земната повърхност;
• въздушни течения в атмосферата: промяна на скоростта и посоката на вятъра, влияние на препятствията върху вятъра, промяна на скоростта и посоката на вятъра във височина;
• оптични явления и електрически процеси в атмосферата: разсейване и поглъщане на светлината, обхват на видимост, пречупване и отражение на светлината в атмосферата, електрическо поле и електропроводимост на атмосферата, електричество на мълния;
• звукови явления в атмосферата: скорост на звука, пречупване и отражение на звука, затихване на звука в атмосферата.

Тъй като метеорологията решава много широк кръг от проблеми, тя е разделена на няколко индивидуални направления.

синоптична метеорология- посоката на метеорологията, която изучава моделите на развитие на атмосферните процеси, които определят метеорологичните условия, и се разработват методи за нейното прогнозиране.

метеорологично временарича състоянието на атмосферата и съвкупността от явления, наблюдавани в нея в даден момент.

Климатология- посоката на метеорологията, която изучава условията и моделите на формиране на климата, разпространението по земното кълбо и изменението на климата във времето.

климатДадена местност се нарича метеорологичният режим, характерен за тази местност в дългосрочен контекст и поради слънчевата радиация, естеството на подстилащата повърхност (повърхността, върху която е насочена слънчевата радиация) и циркулацията на атмосферата.

Разнородността на подстилащата повърхност определя различния климат. Проучването на характеристиките на климата, свързани с разнородността на подстилащата повърхност, е микроклиматология.

Актинометрия- посоката на метеорологията, която изучава слънчевата, земната и атмосферната радиация в атмосферните условия.

Атмосферна физика- посоката на метеорологията, която изучава физическите закони на процесите и явленията, протичащи на повърхността, тоест в долните слоеве на атмосферата, в свободната атмосфера (аерология) и в горната атмосфера.

Актинометрията понякога се нарича атмосферна физика. Атмосферната физика се подразделя на атмосферна оптика, атмосферно електричество и атмосферна акустика.

Динамична метеорология- клон на метеорологията, който изучава динамиката на атмосферата (движението) и свързаните с нея енергийни трансформации въз основа на законите на хидромеханиката и термодинамиката.

Една от важните задачи в тази област е разработването на математически модели на атмосферните процеси за изготвяне на прогнози за времето, изучаване на екологията на околната среда и промените в климатичните явления.

Приложна метеорология- посока на метеорологията, която изучава влиянието на различни метеорологични процеси върху функционирането на различни сектори на националната икономика.

Има селскостопанска метеорология (агрометеорология), медицинска метеорология (биометеорология), авиационна метеорология и др.

Метеорологията (от гръцки μετέωρος, metéōros, атмосферни и небесни явления и -λογία, -логия) е наука за структурата и свойствата на земната атмосфера и физическите процеси, протичащи в нея. В много страни метеорологията се нарича атмосферна физика, което е по-скоро в съответствие с нейното сегашно значение.

Основни обекти на изследване

• физични, химични процеси в атмосферата
• атмосферен състав
• структура на атмосферата
• топлинен режим на атмосферата
• обмен на влага в атмосферата
• обща атмосферна циркулация
• електрически полета
• оптични и акустични явления
• циклони
• антициклони
• вятър
• фронтове
• климат
• метеорологично време
• облаци

История на науката

Първите изследвания в областта на метеорологията датират от дълбока древност (Аристотел). Развитието на метеорологията се ускорява от първата половина на 17 век, когато италианските учени Г. Галилей и Е. Торичели създават първите метеорологични инструменти - барометър и термометър.

През 17-18 век. бяха направени първите стъпки в изучаването на закономерностите на атмосферните процеси. От произведенията от това време трябва да се откроят метеорологичните изследвания на М. В. Ломоносов и Б. Франклин, които обърнаха специално внимание на изучаването на атмосферното електричество. През същия период са изобретени и усъвършенствани инструменти за измерване на скоростта на вятъра, валежите, влажността на въздуха и други метеорологични величини. Това даде възможност да се започнат систематични наблюдения на състоянието на атмосферата с помощта на инструменти, първо в отделни точки, а по-късно (от края на 18 век) в мрежа от метеорологични станции. В средата на 19 век се оформя световна мрежа от метеорологични станции, извършващи наземни наблюдения върху основната част от повърхността на континентите.

Наблюденията на състоянието на атмосферата на различни височини започват в планините, а скоро след изобретяването на балона (края на 18 век) и в свободната атмосфера. От края на 19в за наблюдение на метеорологичните стойности на различни височини се използват широко пилотни балони и балони със самозаписващи инструменти. През 1930 г. съветският учен П. А. Молчанов изобретява радиозонда - устройство, което предава информация за състоянието на свободната атмосфера по радиото. Впоследствие наблюденията с помощта на радиозонди се превърнаха в основен метод за изследване на атмосферата в мрежа от аерологични станции. В средата на 20в сформирана е световна актинометрична мрежа, на чиито станции се извършват наблюдения на слънчевата радиация и нейните трансформации върху земната повърхност; са разработени методи за наблюдение на съдържанието на озон в атмосферата, за елементите на атмосферното електричество, за химичния състав на атмосферния въздух и др. Успоредно с разширяването на метеорологичните наблюдения се развива климатологията, основана на статистическото обобщаване на материалите от наблюденията. А. И. Воейков, който изучава редица атмосферни явления: общата циркулация на атмосферата, циркулацията на влагата, снежната покривка и други, има голям принос в изграждането на основите на климатологията.

През 19 век бяха разработени емпирични изследвания на атмосферната циркулация, за да се обосноват методите за прогнозиране на времето. Работата на W. Ferrel в САЩ и H. Helmholtz в Германия бележат началото на изследванията в областта на динамиката на атмосферните движения, които бяха продължени в началото на 20 век. Норвежкият учен V. Bjerknes и неговите ученици. По-нататъшният напредък в динамичната метеорология бе белязан от създаването на първия метод за числено хидродинамично прогнозиране на времето, разработен от съветския учен И. А. Кибел, и последвалото бързо развитие на този метод.

В средата на 20в Методите на динамичната метеорология са широко развити при изучаването на общата циркулация на атмосферата. С тяхна помощ американските метеоролози Дж. Смагорински и С. Манабе изграждат световни карти на температурата на въздуха, валежите и други метеорологични величини. Подобни изследвания се провеждат в много страни, те са тясно свързани с Международната програма за изследване на глобалните атмосферни процеси (GARP). Значително внимание в съвременната метеорология се отделя на изучаването на физическите процеси в приземния въздушен слой. През 20-30-те години. тези изследвания са започнати от R. Geiger (Германия) и други учени с цел изучаване на микроклимата; по-късно те доведоха до създаването на нов клон на метеорологията - физиката на граничния слой на въздуха. Голямо място заемат изследванията върху изменението на климата, по-специално изследването на все по-забележимото влияние на човешките дейности върху климата.

Метеорологията в Русия достига високо ниво още през 19 век. През 1849 г. в Санкт Петербург е основана Главната физическа (сега Геофизична) обсерватория, една от първите научни метеорологични институции в света. G. I. Vild, който ръководи обсерваторията в продължение на много години през втората половина на 19 век, създава в Русия образцова система за метеорологични наблюдения и метеорологична служба. Той е един от основателите на Международната метеорологична организация (1871) и председател на международната комисия за Първата международна полярна година (1882-83). През годините на съветската власт бяха създадени редица нови научни метеорологични институции, включително Хидрометеорологичният център на СССР (бивш Централен институт за прогнози), Централната аерологична обсерватория, Институтът по физика на атмосферата на Академията на науките на СССР, и други.

А. А. Фридман е основател на съвременната школа по динамична метеорология. В своите изследвания, както и в по-късни работи на Н. Е. Кочин, П. Я. Кочина, Е. Н. Блинова, Г. И. Марчук, А. М. Обухов, А. С. Монин, М. И. Юдина и др., изучават закономерностите на атмосферните движения от различни мащаби, предложиха първия модели на теорията на климата и разработи теория на атмосферната турбулентност. Работите на К. Я. Кондратиев са посветени на закономерностите на радиационните процеси в атмосферата.

В трудовете на А. А. Камински, Е. С. Рубинштейн, Б. П. Алисов, О. А. Дроздов и други съветски климатолози е подробно проучен климатът на нашата страна и са изследвани атмосферните процеси, които определят климатичните условия. В проучванията, проведени в Главната геофизична обсерватория, е изследван топлинният баланс на земното кълбо и са изготвени атласи, съдържащи световни карти на компонентите на баланса. Работите в областта на синоптичната метеорология (В. А. Бугаев, С. П. Хромов, А. С. Зверев и др.) допринесоха за значително повишаване на нивото на успех на метеорологичните прогнози. В изследванията на агрометеоролозите (G. T. Selyaninov, F. F. Davitaia и др.) е дадено обосновка за оптималното разположение на селскостопанските култури. култури у нас.

В Съветския съюз са получени значителни резултати в работата по активните въздействия върху атмосферните процеси. Експериментите за влияние върху облаците и валежите, започнати от В. Н. Оболенски, бяха широко развити в следвоенните години. В резултат на изследвания, проведени под ръководството на Е. К. Федоров, е създадена първата система, която позволява отслабване на щетите от градушка върху голяма площ.

Метеорология днес

Характерна черта на съвременната метеорология е прилагането в нея на най-новите постижения на физиката и техниката. Така за наблюдение на състоянието на атмосферата се използват метеорологични спътници, които позволяват да се получи информация за много метеорологични величини за цялото земно кълбо. За наземни наблюдения на облачността и валежите се използват радарни методи. Автоматизацията на метеорологичните наблюдения и обработката на данните от тях намира все по-голямо приложение. В изследванията на теоретичната метеорология широко се използват компютри, чието използване е от огромно значение за развитието и усъвършенстването на числените методи за прогнозиране на времето. Използването на количествени физични методи на изследване се разширява в такива области на метеорологията като климатология, агрометеорология и човешка биометеорология, където преди това те почти не са били използвани.

Метеорологията е най-тясно свързана с океанологията и хидрологията на сушата. Тези три науки изучават различни връзки на едни и същи процеси на топлообмен и влагообмен, развиващи се в географската обвивка на Земята. Връзката на метеорологията с геологията и геохимията се основава на общите задачи на тези науки при изучаването на еволюцията на атмосферата и промените в климата на Земята в геоложкото минало. Съвременната метеорология широко използва методите на теоретичната механика, както и материалите и методите на много други физични, химични и технически дисциплини.

Една от основните задачи на метеорологията е прогнозирането на времето за различни периоди. Краткосрочните прогнози са особено необходими за авиационни операции; дългосрочни - имат голямо значение за селското стопанство. Тъй като метеорологичните фактори оказват значително влияние върху много аспекти на икономическата дейност, са необходими материали за климатичния режим, за да се отговори на нуждите на националната икономика. Бързо нараства практическото значение на активните въздействия върху атмосферните процеси, включително влиянието върху облачността и валежите, защитата на растенията от измръзване и др.

Научната и практическа работа в областта на метеорологията се ръководи от Хидрометеорологичната служба на СССР, създадена през 1929 г.

Дейностите на метеорологичните служби на различни страни се обединяват от Световната метеорологична организация и други международни метеорологични организации. Международни научни конференции по различни проблеми на метеорологията се провеждат и от Асоциацията по метеорология и физика на атмосферата, която е част от Геодезическия и геофизичен съюз. Най-големите срещи по метеорология в Руската федерация бяха Всесъюзните метеорологични конгреси. От 1900 г. в Русия се провеждат метеорологични конгреси. Последният конгрес се проведе в СССР през 1971 г. Шестият Всеруски метеорологичен конгрес е предназначен да бъде най-голямото събитие в новата руска история в областта на хидрометеорологията и мониторинга на околната среда и се проведе на 14-16 октомври 2009 г. в Русия, Санкт Петербург.

Работите, извършени в областта на метеорологията, се публикуват в метеорологични списания.

Най-важните исторически дати:

• края на 17 век (при Петър I) - започват постоянни наблюдения на времето.
• 1715 г. - първият водомерен пост в Русия, по заповед на Петър I на Нева близо до Петропавловската крепост.
• На 10 април 1722 г. с указ на Петър Велики в Санкт Петербург започват систематични наблюдения на времето. Записите са водени от вицеадмирал Корнелиус Круйс. Първоначално записите бяха доста оскъдни с интересна информация и изглеждаха така: „22 април, неделя. Сутрин вятърът е северозападен; водата е същата като споменатата по-горе. Облачно и хладно… следобед слаб северозападен вятър и дъжд следобед. Тих и червен ден до вечерта. По-късните наблюдения придобиват по-научен характер.
• През 1724 г. е създадена първата метеорологична станция в Русия, а от декември 1725 г. в Академията на науките се правят наблюдения с помощта на барометър и термометър.
• 30-те години на XVIII век. - създадена е мрежа от 20 метеорологични станции („Великата северна експедиция“).
• 1 април 1849 г. - в Санкт Петербург е създадена "Главна физическа обсерватория" (ГФО). (Сега "Главна геофизична обсерватория" на името на А. И. Воейков (GGO)).
• 70-те години на XIX век. - масово изграждане на мрежа от хидроложки пунктове за наблюдение на големи реки и езера.
• 1 януари 1872 г. - HFO започва да създава ежедневни синоптични карти на Европа и Сибир и да издава метеорологичен бюлетин (датата се счита за рожден ден на метеорологичната служба в Русия).
• 1892 г. - Започва да излиза Месечникът за метеорологията.
• 21 юни 1921 г. - В. И. Ленин подписва указ "За организацията на метеорологичната служба в RSFSR".
• Август 1929 г. - Указ на Съвета на народните комисари на СССР за организиране на единна хидрометеорологична служба. Създател и ръководител е А. Ф. Вангенгейм, председател на Хидрометеорологичния комитет към Съвета на народните комисари на СССР.
• 1 януари 1930 г. - Започва работа "Централното метеорологично бюро".

Къде работят метеоролозите

• Органи на Руската федерална служба по хидрометеорология и мониторинг на околната среда (отдели за прогнозиране на времето, климатология, селскостопанска метеорология).
• Прогностични подразделения на гражданската и военната авиация.
• Регионални центрове за събиране, контрол и анализ на информация за състоянието на атмосферната среда.
• Мрежа от метеорологични, аерологични и актинометрични станции.
• Изследователски институции, които изучават климатичните модели и разработват прогнози за изменението на климата.

Какво правят метеоролозите

Значителна част от метеоролозите се занимават с прогнозиране на времето. Те работят в държавни и военни организации и частни компании, които предоставят прогнози за авиацията, навигацията, селското стопанство, строителството, а също така ги излъчват по радиото и телевизията.

Други специалисти наблюдават нивата на замърсяване, предоставят съвети, преподават или правят изследвания. При метеорологичните наблюдения, прогнозирането на времето и научните изследвания електронното оборудване става все по-важно.

Професионалната практика се състои в:

• изследвания: участие в разработването на физически и математически модели на общата циркулация на атмосферата и климата, включително взаимодействието на атмосферата и океана, в сравнението им с наблюдения, анализ на чувствителността към различни природни фактори; изучаване на физични и химични процеси, протичащи в атмосферата и по време на нейното взаимодействие със земната повърхност и биосферата; извършване на географски и физически анализ на атмосферните процеси и явления, тяхната класификация, установяване на емпирични зависимости и закономерности; изследване на преноса, трансформацията и отстраняването на промишлени и други замърсители, изпускани в атмосферата;
• експлоатационни и производствени: оценка на въздействието на метеорологичните фактори върху състоянието на околната среда и разработване на препоръки за рационалното им отчитане за целите на опазването на природата; метеорологична обосновка на проектираните конструкции на летища, местоположение на строителството и др.; участие в оценка на въздействието върху околната среда на проекти;
• проектиране и производство: организиране и провеждане на специални метеорологични наблюдения; провеждане на оперативни метеорологични прогнози за различни срокове и събиране на необходимата информация; оценка на въздействието на съществуващите и очакваните метеорологични условия върху селското стопанство, рибарството и производствените дейности на всички видове транспорт;
• педагогически (при разработване на педагогическа програма за обучение): преподаване на метеорологични дисциплини в университети и средни специализирани учебни заведения; учебна и помощна работа във ВУЗ.

Метеоролог, който е усвоил основната образователна програма на висшето професионално образование, може да продължи обучението си в аспирантура по специалностите "Метеорология, климатология и агрометеорология", "Геоекология" и други свързани специалности, както и в магистърската програма в посока по "Хидрометеорология".

Времето непрекъснато се променя, промените му се подчиняват на сложни закони, които все още не са напълно познати на хората. Колкото и да е спокойна, във всеки един момент можете да очаквате изненади от нея. Един метеоролог, особено синоптик, никога не трябва да се занимава с една и съща ситуация, с едно и също време: разнообразието от метеорологични условия в природата е толкова голямо, че никой никога не е виждал две еднакви метеорологични карти. Анализът на всяка ситуация, отразена от картата на времето за всеки ден, винаги е нова задача, която не е била срещана преди. Времето наистина не може да скучае!

Заслужава да се отбележи още една привлекателна черта в работата на метеоролога: той има колеги почти навсякъде по света. Може да се отбележи удивителната лекота на общуване между колеги метеоролози, които никога не са се виждали досега, където и да се срещнат - в тайгово село в Източен Сибир или на проходите на планината Гисар в Централна Азия, в природния резерват Западен Кавказ или в селата в Алазанската долина, в Грузия, в румънското пристанище Констанца, в българските градове в поречието на река Дунав, в сръбските и унгарските села, в американските научни станции в Антарктида, в тропическа Австралия в субтропичната Нова Зеландия, в бразилската джунгла. , аржентинската савана, в швейцарските Алпи и френската Юра ...

Не може да се отхвърли осъзнаването на важността на работата на метеоролога, резултатите от която са необходими на всички отрасли на националната икономика. Постоянният интерес на всички слоеве от населението на страната към метеорологичната информация прави работата на метеоролозите двойно интересна.

Професията на метеоролога е една от сравнително редките, немасови и до известна степен романтични професии: метеоролозите са незаменими участници в различни експедиции, зимуват на полярни станции, работят в слабо населени райони, на високопланински плата и проходи. , на борда на океански кораби, на летища, летят със самолети и балони и т.н., и т.н. Всичко това е вярно, наистина метеоролозите са вездесъщи, те трябва да отидат на места, където хората от други професии не могат да се надяват да отидат при никакви обстоятелства. Но все пак това не е основната отличителна черта на работата на метеоролога, която далеч не винаги е толкова романтична, колкото може да изглежда на пръв поглед, и почти винаги изисква точност, постоянство и постоянство при изпълнение на ежедневните, ежедневни задължения. Основното изискване за работата на метеоролог от всякаква квалификация е обективността. Обективност при извършване на наблюдения, значителна част от които се извършват визуално и резултатите от които се документират само от един метеорологичен наблюдател и не могат да бъдат нито проверени, нито коригирани при допусната неточност или грешка. Обективност при обработката на резултатите от наблюденията, точността на записването им в международни кодови номера, което ги прави достъпни за целия свят. Обективността на анализа на цялото количество данни от наблюдения, минимизирането на субективизма в тяхната оценка - това е ключът към успеха на всички видове предоставяне на потребителите на метеорологична информация, включително успеха на прогнозите за времето, съставени въз основа на това анализ ... Втората характеристика на работата на метеоролога е постоянното внимание към обектните наблюдения, проучване и анализ, невъзможността да се разсейва, поне за известно време, да се направи нещо друго. Метеоролог на работа - времето е почасово, той е на вахта, която не може да се остави нито за минута. Той е длъжен да следи всички промени във времето, колкото и незначителни да са те, да записва всички тези промени и да ги чете. Метеоролог следи небето постоянно, дори когато не е на работа. Където и да се намира и каквото и да се случва, той мислено оценява всичко, което се случва в атмосферата пред очите му. Въпреки това няма професия, която да е по-интернационална от тази на метеоролога. Самата идея за извършване на метеорологични наблюдения, събиране, обработка и разпространение на метеорологична информация предвижда международно сътрудничество, без което не е осъществимо. Действително: метеорологичните явления се развиват над земната повърхност, независимо от държавните граници; обменът на метеорологична информация е необходим в глобален мащаб и е възможен само ако има международен език, който е общодостъпен за всички метеорологични специалисти, като цифрови метеорологични кодове и стандартни символи; резултатите от наблюденията на времето и всички метеорологични измервания трябва да бъдат сравними и съпоставими помежду си, което изисква единна система от мерки за целия свят, единна методология за извършване на наблюдения, стандартизиране на инструменти, спазване на точността и времето на измерване на метеорологичните величини . Метеоролозите са хора със специално образование. Сред тях има наблюдатели на времето, оператори на метеорологични радари, техници, инженери и учени. В метеорологичната служба заедно с метеоролозите работят и хора от други специалности - радиоинженери, сигналисти, механици, телеметристи, електроники, програмисти и компютърни оператори и много други. Без тяхна помощ е невъзможно да си представим работата на метеоролозите, които днес пазят времето.

Раздели на метеорологията

Основният клон на метеорологията е физиката на атмосферата, която изучава физичните явления и процеси в атмосферата.

Химическите процеси в атмосферата се изучават от атмосферната химия – нов, бързо развиващ се дял от метеорологията.

Изследването на атмосферните процеси чрез теоретичните методи на хидроаеромеханиката е задача на динамичната метеорология, един от важните проблеми на която е разработването на числени методи за прогнозиране на времето.

Други раздели на метеорологията са: науката за времето и методите за неговото предсказване - синоптична метеорология и науката за климата на Земята - климатология, която се е превърнала в самостоятелна дисциплина. В тези дисциплини се използват както физико-географски методи на изследване, но напоследък водещи са физическите направления в тях. Влиянието на атмосферните фактори върху биологичните процеси се изучава от биометеорологията, включително селскостопанската метеорология и хуманната биометеорология.

Физиката на атмосферата включва: физика на приземния слой на въздуха, която изучава процесите в ниските слоеве на атмосферата; аерология, посветена на процесите в свободната атмосфера, където влиянието на земната повърхност е по-малко значимо; физика на горните слоеве на атмосферата, като се има предвид атмосферата на височини от стотици километри, където плътността на атмосферните газове е много ниска. Аерономията е наука за физиката и химията на горните слоеве на атмосферата. Физиката на атмосферата включва също актинометрия, която изучава слънчевата радиация в атмосферата и нейните трансформации, атмосферна оптика - наука за оптичните явления в атмосферата, атмосферното електричество и атмосферната акустика.

Специалност и профил "Метеорология" в ISU

Днес никой не трябва да бъде убеден, че висококачественото висше образование е ключът към успешно и сигурно бъдеще. То е необходимо на всеки човек в съвременния свят, за да успее и да се реализира. Иркутският държавен университет (ISU) предоставя възможност за получаване на пълноценно висше образование в областта на хидрометеорологията, което отговаря на международните норми и стандарти.

Има три основни специалности, по които се обучават метеоролозите: собствено метеорология, климатология и агрометеорология. В рамките на метеорологичната специалност има няколко специализации: прогнозиране на времето, аерология, морска метеорология, авиационна метеорология, радиометеорология, метеорологично оборудване и прогнозиране на времето (решение на задачи за прогнозиране чрез числени методи с помощта на компютър). Синоптиците се занимават със съставянето на прогнози за времето, аеролозите - с изучаването на състоянието на атмосферата на височини, морските метеоролози - с предоставянето на метеорологична информация за морския транспорт и авиационните метеоролози - с въздушния транспорт. Радиометеоролозите работят върху използването на различни радиотехнически средства за изследване на атмосферата. През последните години се наблюдава тенденция към развитие на още една специализация – сателитна метеорология, което е продиктувано от все по-нарастващата необходимост от използване на информацията от метеорологичните спътници за нуждите на националната икономика.

По време на обучението на метеоролозите в катедра "Метеорология и защита на атмосферата" се изучават както най-модерните технологии за анализ на метеорологичната информация, така и изпитани във времето методи. Първите включват моделиране на климатични процеси, прогнозиране на времето с помощта на невронни мрежи, вторите - обичайния статистически анализ, но с участието на съвременен софтуер и компютърна техника.

В началните етапи учениците получават основна информация от статистиката и придобиват умения за работа на персонални компютри. По-нататъшното обучение се основава на задълбочаване на получените данни и преподаване на други умения. И така, за статистически анализ на числови серии, които са серии от измервания на метеорологични характеристики, се използват пакетите на StatSoft STATISTICA и Goldern SoftWare Grapher. Първият има потенциал за най-пълен анализ на числови редове, използвайки повечето от известните статистически подходи, а вторият представя тези редове под формата на графика, така че да станат ясни тенденциите в поведението на една или друга метеорологична характеристика .

В старшите години студентите се обучават на технологиите, които се въвеждат в съвременните метеорологични услуги. Те включват на първо място географските информационни системи (ГИС). Въз основа на данни, получавани два пъти на ден от световните центрове за данни в Москва и Вашингтон, учениците изграждат и обработват метеорологични карти. Тези карти показват изотерми, изобари и атмосферни фронтове. Изграждат се прогностични карти на различни срокове и много повече.

Обещаващи области са палеоклиматологията (древният климат на Земята), биометеорологията (въздействието на климатичните условия върху живите организми, циклите на слънчевата активност на Чижевски), медицинската климатология (животът и икономическата дейност на хората в различни климатични зони на Земята), прогнозата за времето въз основа на сателитна метеорология, военна метеорология (разработване на така наречените климатични оръжия), планетарна метеорология (изследване на атмосферите на Венера, Марс, Юпитер, Сатурн и техните спътници), проблемите на глобалното затопляне и озоновите дупки на Земята, компютърно моделиране на метеорологични и климатични процеси.

Специалистите трябва да познават добре физиката, математиката и информатиката, затова в катедрата по метеорология и защита на атмосферата на физиката и математиката се обръща не по-малко внимание от самата география!

Метеорология (от гръцки metéōros - издигнат, небесен, metéōra - атмосферни и небесни явления и ... Logia

науката за атмосферата и протичащите в нея процеси. Основният раздел на М. - Атмосферна физика , изследване на физични явления и процеси в атмосферата. Химичните процеси в атмосферата се изучават от атмосферната химия - нов, бързо развиващ се раздел на М. Изследването на атмосферните процеси чрез теоретичните методи на хидроаеромеханиката (виж Хидроаеромеханика) - проблемът на динамичната метеорология (виж Динамична метеорология) , един от важните проблеми на които е разработването на числени методи за прогнозиране на времето (виж прогноза за времето). д-р Разделите на метеорологията са: наука за времето и методите за неговото прогнозиране - Синоптична метеорология и наука за климата на Земята - Климатология , се превърна в самостоятелна дисциплина. В тези дисциплини се използват както физико-географски методи на изследване, но напоследък водещи са физическите направления в тях. Влиянието на атмосферните фактори върху биологичните процеси се изучава от биометеорологията, включително стр. - х. М. и човешката биометеорология.

Физиката на атмосферата включва: физика на приземния слой на въздуха, която изучава процесите в ниските слоеве на атмосферата; Аерология , посветен на процесите в свободната атмосфера, където влиянието на земната повърхност е по-малко значимо; физика на горната атмосфера, като се има предвид атмосферата на височини от стотици и хиляди км,където плътността на атмосферните газове е много ниска. Аерономията се занимава с изучаването на физиката и химията на горните слоеве на атмосферата. Атмосферната физика включва и актинометрия , изучаване на слънчевата радиация в атмосферата и нейните трансформации, Атмосферна оптика - наука за оптичните явления в атмосферата, Атмосферно електричество и Атмосферна акустика.

Първите изследвания в областта на М. принадлежат към античността (Аристотел). Развитието на метеорологията се ускорява от първата половина на 17 век, когато италианските учени Г. Галилей и Е. Торичели създават първите метеорологични инструменти - барометър и термометър.

През 17-18 век. бяха направени първите стъпки в изучаването на закономерностите на атмосферните процеси. От произведенията от това време трябва да се откроят метеорологичните изследвания на М. В. Ломоносов и Б. Франклин, които обърнаха специално внимание на изучаването на атмосферното електричество. През същия период са изобретени и усъвършенствани инструменти за измерване на скоростта на вятъра, валежите, влажността на въздуха и други метеорологични елементи. Това даде възможност да се започнат систематични наблюдения на състоянието на атмосферата с помощта на инструменти, първо в отделни точки, а по-късно (от края на 18 век) в мрежа от метеорологични станции. В средата на 19 век се оформя световна мрежа от метеорологични станции, извършващи наземни наблюдения върху основната част от повърхността на континентите.

Наблюденията на състоянието на атмосферата на различни височини започват в планините, а скоро след изобретяването на балона (края на 18 век) и в свободната атмосфера. От края на 19в Пилотните балони и сондажните балони със самозаписващи инструменти се използват широко за наблюдение на метеорологични елементи на различни височини. През 1930 г. съветският учен П. А. Молчанов изобретява радиозонда - устройство, което предава информация за състоянието на свободната атмосфера по радиото. Впоследствие наблюденията с помощта на радиозонди се превърнаха в основен метод за изследване на атмосферата в мрежа от аерологични станции. В средата на 20в сформирана е световна актинометрична мрежа, на чиито станции се извършват наблюдения на слънчевата радиация и нейните трансформации върху земната повърхност; са разработени методи за наблюдение на съдържанието на озон в атмосферата, за елементите на атмосферното електричество, за химичния състав на атмосферния въздух и др. Успоредно с разширяването на метеорологичните наблюдения се развива климатологията, основана на статистическото обобщаване на материалите от наблюденията. Голям принос за основите на климатологията направи А. И. Воейков, който изучава редица атмосферни явления: общата циркулация на атмосферата (виж Атмосферна циркулация), циркулация на влага , снежна покривка и др.

През 19 век бяха разработени емпирични изследвания на атмосферната циркулация, за да се обосноват методите за прогнозиране на времето. Работата на W. Ferrel в САЩ и H. Helmholtz в Германия бележат началото на изследванията в областта на динамиката на атмосферните движения, които бяха продължени в началото на 20 век. Норвежкият учен V. Bjerknes и неговите ученици. По-нататъшният напредък в динамичното време беше белязан от създаването на първия метод за числено хидродинамично прогнозиране на времето, разработен от съветския учен И. А. Кибел, и последвалото бързо развитие на този метод.

В средата на 20в Методите на динамичната метеорология са силно развити при изучаването на общата циркулация на атмосферата. С тяхна помощ американските метеоролози Дж. Смагорински и С. Манабе построиха световни карти на температурата на въздуха, валежите и други метеорологични елементи. Подобни изследвания се провеждат в много страни и са тясно свързани с Международната програма за глобални атмосферни изследвания (GAPAP). Значително внимание в съвременната математика се отделя на изучаването на физическите процеси в повърхностния слой на въздуха. През 20-30-те години. тези изследвания са започнати от R. Geiger (Германия) и други учени с цел изучаване на микроклимата; по-късно те доведоха до създаването на нов раздел от математиката - физиката на граничния слой на въздуха. Голямо място заемат изследванията върху изменението на климата, по-специално изследването на все по-забележимото влияние на човешките дейности върху климата.

М. в Русия достига високо ниво още през 19 век. През 1849 г. в Санкт Петербург е основана Главната физическа (сега Геофизична) обсерватория, една от първите научни метеорологични институции в света. Г. И. Див , който ръководи обсерваторията в продължение на много години през втората половина на 19 век, създава в Русия образцова система за метеорологични наблюдения и метеорологична служба. Той е един от основателите на Международната метеорологична организация (1871) и председател на международната комисия за Първата международна полярна година (1882-83). През годините на Съветския съюз Властите създадоха редица нови научни метеорологични институции, включително Хидрометеорологичния център на СССР (бивш Централен институт за прогнози), Централната аерологична обсерватория, Института по физика на атмосферата на Академията на науките на СССР и др.

Основателят на совите училище за динамична М. беше А. А. Фридман. В своите изследвания, както и в по-късни работи на Н. Е. Кочин, П. Я. Кочина, Е. Н. Блинова, Г. И. Марчук, А. М. Обухов, А. С. Монин, М. И. Юдина и др., изучават закономерностите на атмосферните движения от различни мащаби, предложиха първия модели на теорията на климата и разработи теория на атмосферната турбулентност. Работите на К. Я. Кондратиев са посветени на закономерностите на радиационните процеси в атмосферата.

В трудовете на А. А. Камински, Е. С. Рубинштейн, Б. П. Алисов, О. А. Дроздов и други съветски климатолози е подробно проучен климатът на нашата страна и са изследвани атмосферните процеси, които определят климатичните условия. В проучванията, проведени в Главната геофизична обсерватория, е изследван топлинният баланс на земното кълбо и са изготвени атласи, съдържащи световни карти на компонентите на баланса. Работата в областта на синоптичното време (В. А. Бугаев, С. П. Хромов и др.) допринесе за значително повишаване на нивото на успех на метеорологичните прогнози. В изследванията на сов. агрометеоролозите (G. T. Selyaninov, F. F. Davitaia и др.) обосноваха оптималното разположение на селскостопанските култури. култури у нас.

В Съветския съюз са получени значителни резултати в работата по активните въздействия върху атмосферните процеси. Експериментите за въздействие върху облаците и валежите, започнати от VN Obolenskii, бяха широко развити в следвоенните години. В резултат на изследвания, проведени под ръководството на Е. К. Федоров, е създадена първата система, която позволява отслабване на щетите от градушка върху голяма площ.

Характерна особеност на съвременната математика е използването в нея на най-новите постижения на физиката и техниката. По този начин за наблюдение на състоянието на атмосферата се използват метеорологични спътници, които позволяват да се получи информация за много метеорологични елементи за цялото земно кълбо. За наземни наблюдения на облаците и валежите се използват радарни методи (виж Радар в метеорологията). Автоматизацията на метеорологичните наблюдения и обработката на данните от тях намира все по-голямо приложение. В изследванията върху теоретичното време широко се използват компютри, чието използване е от голямо значение за подобряване на числените методи за прогнозиране на времето. Използването на количествени физични методи на изследване се разширява в такива области на математиката като климатология, агрометеорология (виж Селскостопанска метеорология) и човешка биометеорология (виж Медицинска климатология), където по-рано те почти не са били използвани.

Хидрологията е най-тясно свързана с океанологията и хидрологията на сушата. Тези три науки изучават различни връзки на едни и същи процеси на топлообмен и влагообмен, развиващи се в географската обвивка на Земята. Връзката на М. с геологията и геохимията се основава на общите задачи на тези науки за изучаване на еволюцията на атмосферата и промените в климата на Земята в геоложкото минало. Съвременната механика широко използва методите на теоретичната механика, както и материалите и методите на много други физични, химични и технически дисциплини.

Една от основните задачи на М. е прогнозата за времето за различни периоди. Краткосрочните прогнози са особено необходими за авиационни операции; дългосрочни - имат голямо значение за селското стопанство. Тъй като метеорологичните фактори оказват значително влияние върху много аспекти на икономическата дейност, са необходими материали за климатичния режим, за да се отговори на нуждите на националната икономика. Бързо нараства практическото значение на активните въздействия върху атмосферните процеси, включително влиянието върху облачността и валежите, защитата на растенията от измръзване и др.

Дейностите на метеорологичните служби на различни страни се обединяват от Световната метеорологична организация и други международни метеорологични организации. Международни научни конференции по различни проблеми на метеорологията се провеждат и от Асоциацията по метеорология и физика на атмосферата, която е част от Геодезическия и геофизичен съюз. Най-големите конференции по метеорология в СССР са Всесъюзните метеорологични конгреси; последният (5-ти) конгрес се състоя през юни 1971 г. в Ленинград. Работата, извършена в областта на метеорологията, се публикува в метеорологични списания (вижте Метеорологични списания).

Лит.:Хргиан А. Х., Очерци за развитието на метеорологията, 2 изд., Т. 1, Л., 1959; Метеорология и хидрология за 50 години съветска власт, изд. Под редакцията на Е. К. Федорова, Л., 1967. Хромов С.П., Метеорология и климатология за географски факултети, Л., 1964; Тверской П. Н., Курс по метеорология, Л., 1962; Матвеев Л. Т., Основи на общата метеорология, Физика на атмосферата, Л., 1965; Федоров E.K., Почасово време, [L.], 1970.

М. И. Будико.

Велика съветска енциклопедия. - М.: Съветска енциклопедия. 1969-1978 .

Синоними:

Вижте какво е "Метеорология" в други речници:

Метеорология… Правописен речник

- (гръцки meteorologia, от meteoros метеор, а аз казвам лего). Науката за въздушните явления, метеорите; изучава явленията, протичащи в атмосферата. Речник на чуждите думи, включени в руския език. Chudinov A.N., 1910. МЕТЕОРОЛОГИЯ Гръцки ... ... Речник на чуждите думи на руския език

Метеорология- Метеорология: наука за атмосферата за нейната структура, свойства и физически процеси, протичащи в нея, една от геофизичните науки (използва се и терминът атмосферни науки). Забележка Основните дисциплини на метеорологията са динамични, ... ... Официална терминология

метеорология- и добре. метеорология, c. метеорология. Наука, която изучава физическото състояние на земната атмосфера и процесите, протичащи в нея. БАН 1. Метеорологията е наука за явленията във въздуха. Корифей 1 24. Нито една наука не е представяла досега ... ... Исторически речник на галицизмите на руския език

- (от гръцки метеора атмосферни явления и ... логика) науката за земната атмосфера и процесите, протичащи в нея. Основният клон на метеорологията е физиката на атмосферата. Метеорологията изучава състава и структурата на атмосферата; топлообмен и топлинен режим в атмосферата и ... Голям енциклопедичен речник

- (Метеорология) отдел по геофизика, който изучава всички явления, случващи се в газовата обвивка на земното кълбо, т.е. в атмосферата. Самойлов K.I. Морски речник. M. L .: Държавно военноморско издателство на NKVMF на СССР, 1941 ... ... Морски речник