Динамическая метеорология

Динамическая метеорология (теоретическая метеорология, теоретическая физика атмосферы) — теоретический раздел метеорологии (физики атмосферы, геофизической гидродинамики), посвященный изучению физических процессов в атмосфере Земли и других планет. Слово «динамическая» входящее в название дисциплины, отделяет её от метеорологии, подчеркивая что её предмет есть изучение природы, сил, физических механизмов, приводящих в действие атмосферную циркуляцию в глобальном и локальном масштабах.

В настоящее время термин «динамическая метеорология» стал все чаще заменяться на более модное название предмета — «геофизическая гидродинамика» — теоретическую дисциплину, объединяющую динамическую метеорологию, физическую океанологию, включающую в себя также и некоторые вопросы планетологии, астрофизики. В отличие от динамической метеорологии, предмет геофизической гидродинамики шире за счет включения в себя магнитной гидродинамики с целью исследования природы и механизмов переменности глобального магнитного поля планет.

Динамическая метеорология опирается на уравнения гидродинамики, принципы статистической гидродинамики, термодинамику, теорию излучения, теорию турбулентности. В отличие от классической гидродинамики, в динамической метеорологии используется неинерциальная система отсчета, жестко связанная с вращением Земли. Важную роль играют эффекты, связанные с действием силы Кориолиса, стратификация атмосферы (слоистость, неоднородность по температуре и плотности), а также турбулентность.

Динамическая метеорология изучает природу процессов разного масштаба в атмосфере с целью разработки численных методов прогноза погоды и теории климата, а также решения различных прикладных задач, таких как рассеяние примесей в атмосфере, воздействие ветра на сооружения и летательные аппараты, моделирование локальных метеорологических процессов, антропогенного влияния и активного воздействия на погоду и изменение климата.

К числу нерешенных, малоизученных проблем динамической метеорологии следует отнести такие загадочные явления, как

• «отрицательная вязкость» — механизм формирующий общую циркуляцию атмосферы и, в частности, её «суперротацию»,
• «отрицательная теплопроводность» — аномальный, «противоградиентный» поток тепла в атмосфере. Отсутствие непротиворечивой теории, понимания механизма турбулентного переноса тепла в атмосфере, проявившееся в ходе дискуссии о равновесном градиенте температуры, приводит к незавершенности связанных с этим вопросом проблем устойчивости атмосферы, теории пограничного слоя атмосферы, прикладной метеорологии и климатологии.
• происхождение струйных течений,
• природа полугодового и квазидвухлетнего циклов,
• явление цикла индекса — квазипериодические колебания упорядоченности атмосферной циркуляции,
• механизм влияния нестационарных явлений на Солнце на динамику атмосферы, погоду,
• физические процессы, приводящие к образованию шаровой молнии.

Многие процессы, определяющие колебания климата, также далеки от понимания.

Динамическая метеорология, как учебная дисциплина, является теоретической основой специального образования, входящая в программу обучения специалистов по физике атмосферы, метеорологов, океанологов.

См. также

• Геофизическая гидродинамика
• Физическая океанология
• Метеорология
• Теория климата
• Уравнение вихря
• Численный прогноз погоды
• Планетарный пограничный слой
• Нерешённые проблемы современной физики

Литература

• Халтинер Дж. Мартин Ф. Динамическая и физическая метеорология.— М.: Иностранная литература.—1960.—436 с.
• Динамическая метеорология.(Под редакцией Д. Л. Лайхтмана).—Л.: Гидрометеоиздат.—1976.—607 с.
• Монин А. С. Теоретические основы геофизической гидродинамики.—Л.: Гидрометеоиздат.—1988.—424 с.

Отрывок, характеризующий Динамическая метеорология

– Как видно, Nicolas! – сказал голос Сони. – Николай оглянулся на Соню и пригнулся, чтоб ближе рассмотреть ее лицо. Какое то совсем новое, милое, лицо, с черными бровями и усами, в лунном свете, близко и далеко, выглядывало из соболей.
«Это прежде была Соня», подумал Николай. Он ближе вгляделся в нее и улыбнулся.
– Вы что, Nicolas?
– Ничего, – сказал он и повернулся опять к лошадям.
Выехав на торную, большую дорогу, примасленную полозьями и всю иссеченную следами шипов, видными в свете месяца, лошади сами собой стали натягивать вожжи и прибавлять ходу. Левая пристяжная, загнув голову, прыжками подергивала свои постромки. Коренной раскачивался, поводя ушами, как будто спрашивая: «начинать или рано еще?» – Впереди, уже далеко отделившись и звеня удаляющимся густым колокольцом, ясно виднелась на белом снегу черная тройка Захара. Слышны были из его саней покрикиванье и хохот и голоса наряженных.
– Ну ли вы, разлюбезные, – крикнул Николай, с одной стороны подергивая вожжу и отводя с кнутом pуку. И только по усилившемуся как будто на встречу ветру, и по подергиванью натягивающих и всё прибавляющих скоку пристяжных, заметно было, как шибко полетела тройка. Николай оглянулся назад. С криком и визгом, махая кнутами и заставляя скакать коренных, поспевали другие тройки. Коренной стойко поколыхивался под дугой, не думая сбивать и обещая еще и еще наддать, когда понадобится.
Николай догнал первую тройку. Они съехали с какой то горы, выехали на широко разъезженную дорогу по лугу около реки.
«Где это мы едем?» подумал Николай. – «По косому лугу должно быть. Но нет, это что то новое, чего я никогда не видал. Это не косой луг и не Дёмкина гора, а это Бог знает что такое! Это что то новое и волшебное. Ну, что бы там ни было!» И он, крикнув на лошадей, стал объезжать первую тройку.
Захар сдержал лошадей и обернул свое уже объиндевевшее до бровей лицо.
Николай пустил своих лошадей; Захар, вытянув вперед руки, чмокнул и пустил своих.
– Ну держись, барин, – проговорил он. – Еще быстрее рядом полетели тройки, и быстро переменялись ноги скачущих лошадей. Николай стал забирать вперед. Захар, не переменяя положения вытянутых рук, приподнял одну руку с вожжами.
– Врешь, барин, – прокричал он Николаю. Николай в скок пустил всех лошадей и перегнал Захара. Лошади засыпали мелким, сухим снегом лица седоков, рядом с ними звучали частые переборы и путались быстро движущиеся ноги, и тени перегоняемой тройки. Свист полозьев по снегу и женские взвизги слышались с разных сторон.
Опять остановив лошадей, Николай оглянулся кругом себя. Кругом была всё та же пропитанная насквозь лунным светом волшебная равнина с рассыпанными по ней звездами.
«Захар кричит, чтобы я взял налево; а зачем налево? думал Николай. Разве мы к Мелюковым едем, разве это Мелюковка? Мы Бог знает где едем, и Бог знает, что с нами делается – и очень странно и хорошо то, что с нами делается». Он оглянулся в сани.
– Посмотри, у него и усы и ресницы, всё белое, – сказал один из сидевших странных, хорошеньких и чужих людей с тонкими усами и бровями.
«Этот, кажется, была Наташа, подумал Николай, а эта m me Schoss; а может быть и нет, а это черкес с усами не знаю кто, но я люблю ее».
– Не холодно ли вам? – спросил он. Они не отвечали и засмеялись. Диммлер из задних саней что то кричал, вероятно смешное, но нельзя было расслышать, что он кричал.
– Да, да, – смеясь отвечали голоса.
– Однако вот какой то волшебный лес с переливающимися черными тенями и блестками алмазов и с какой то анфиладой мраморных ступеней, и какие то серебряные крыши волшебных зданий, и пронзительный визг каких то зверей. «А ежели и в самом деле это Мелюковка, то еще страннее то, что мы ехали Бог знает где, и приехали в Мелюковку», думал Николай.
Действительно это была Мелюковка, и на подъезд выбежали девки и лакеи со свечами и радостными лицами.
– Кто такой? – спрашивали с подъезда.
– Графские наряженные, по лошадям вижу, – отвечали голоса.