Метеорология

Метеороло́гия (от греч. μετέωρος, metéōros — атмосферные и небесные явления и -λογία — наука) — научно-прикладная область знания о строении и свойствах земной атмосферы и совершающихся в ней физико-химических процессах. Во многих странах метеорологию называют физикой атмосферы, что в большей степени соответствует её сегодняшнему значению. Значительная часть метеорологов занимается моделированием прогноза погоды, климата, исследованием атмосферы (с помощью радаров, спутников и др.). Другие работают в правительственных и военных организациях и частных компаниях, обеспечивающих прогнозами авиацию, мореплавание, сельское хозяйство, строительство, а также передают их по радио и телевидению.

История науки

Слово «метеорология» связано с трудом Аристотеля под названием «Метеорологика», трактатом о небесных явлениях. Аристотель назвал свой труд, исходя из греческого выражения «та метеора» — предметы в воздухе. К ним он причислял дожди и кометы, град и метеоры, радуги и полярные сияния.

Метеорология как наука возникла после изобретения в XVII веке термометра Галилео Галилеем и барометра Отто фон Герике. В XVII веке также были изобретены гигрометр, дождемер, флюгер и анемометр. Герцог Тосканский Леопольдо Медичи поручил созданной им Академия дель Чименто во Флоренции организовать сбор информации о метеоусловиях на территории Европы и в 1654 году секретарь герцога иезуит Антинори организовал сбор такой информации с девяти метеостанций (в основном, в Италии, самая дальняя находилась в Варшаве). Эта сеть работала до 1667 г., когда Академия дель Чименто была закрыта.

В 1723 году секретарь Лондонского королевского общества Джеймс Джурин разработал инструкцию по наблюдению за погодой, в которой приводились форма стандартной таблицы замеров, перечень необходимых приборов и описание методик измерения температуры, давления воздуха, силы и направления ветра, которую он разослал более чем сотне ученых Европы. Вторая сеть метеостанций в Европе просуществовала до 1735 года.

В России сеть станций наблюдения за погодой появилась в период Великой Северной экспедиции. Инструкцию для наблюдателей написал Даниил Бернулли. За период с 1733 по 1744 год по всей Сибири было организовано 24 метеостанции.

В 1781 году Академией наук и изящной словесности курфюрста Пфальцского в Мангейме было основано первое в мире метеорологическое общество. Оно снабжало наблюдателей в разных странах одинаковыми приборами, по его программе действовало 39 метеостанций, от Кембриджа в США до Урала. Им было предложено установить четыре момента проведения измерений в день — в 7, 11, 14 и 21 час.

В 1802 году, независимо друг от друга, Жан-Батист Ламарк и Люк Говард предложили свои системы классификации облаков. Однако терминология Ламарка не вошла в научный обиход, так как он создал её на французском языке. Говард же, ориентируясь на номенклатуру животного и растительного мира, разработанную Линнеем, использовал в своей классификации латинский язык. Именно Говард дал облакам их ныне общепринятые названия, выделив три основных типа: «cumulus» (кучевые), «stratus» (слоистые), «cirrus» (перистые). Комбинации основных типов позволяли охарактеризовать ещё четыре типа облаков: «cirro-cumulus», «cirro-stratus», «cumulostratus», «сumulo-cirro-stratus», или «nimbus».

После конференции главных морских держав в Брюсселе в 1853 г., на которой обсуждались принципы метеорологических наблюдений на море, в Великобритании была создана должность метеоролога-статистика при Комитете по торговле, на которую был назначен Роберт Фицрой. Ему было дано несколько помощников. Так было положено начало первому в истории государственному метеорологическому ведомству — метеослужбе Великобритании.

Во время Крымской войны 14 ноября 1854 года буря разбила 60 британских и французских кораблей. После этого в конце ноября директор Парижской обсерватории Урбен Леверье обратился с просьбой к знакомым европейским учёным прислать ему сводки о состоянии погоды в период с 12 по 16 ноября. Когда сводки были получены и данные нанесли на карту, стало ясно, что ураган, потопивший корабли в Чёрном море, можно было предвидеть заранее. В феврале 1855 г. Леверье подготовил доклад Наполеону III о перспективах создания централизованной метеорологической сети наблюдений с передачей сведений по телеграфу. Уже 19 февраля Леверье составил первую карту погодной обстановки, сформированную по данным, полученным в реальном времени.

В Великобритании Фицрой вменил в обязанность всем капитанам английских судов наблюдение за погодой, отмечать значение температуры, силы и направления ветра, снимать показания барометров и заносить данные в специально разработанные таблицы. Для этого он добивался снабжения всех судов необходимым оборудованием. На побережье Великобритании, а также в некоторых европейских стран было создано 24 метеорологические станции. 19 находились в Великобритании, одна — в Копенгагене, одна в Нидерландах, две во Франции (Брест и Байен) и ещё одна в Лиссабоне. Станции были соединены с центром службы погоды недавно изобретённым телеграфом Морзе. Сведения о погоде, собранные с этих станций, анализировались в центре службы погоды и на основании этого анализа давались рекомендации. Рекомендации рассылались на станции с помощью телеграфа. Были выпущены первые синоптические карты на основании которых и составлялся прогноз погоды. Газета «Таймс» начала публикацию первых прогнозов погоды.

В 1873 г. в Вене состоялся первый международный метеорологический конгресс, на котором были выработаны единые сроки измерений, единый телеграфный код передачи метеосведений. В 1917 г. норвежский метеоролог Вильгельм Бьеркнес предложил концепцию атмосферного фронта. Принципы фронтологического анализа были главной научной базой прогнозов погоды вплоть до конца 1940-х годов.

С 1930 г. для изучения верхних слоев атмосферы начали применять радиозонды. Однако достаточно частую мировую сеть аэрологических станций, с которых они запускались, удалось создать лишь после Второй мировой войны. В результате в 1946-53 г. оправдываемость прогнозов погоды резко возросла.

Следующий резкий скачок роста оправдываемости прогнозов погоды приходится на 1961-67 годы, когда для составления прогнозов стали применяться ЭВМ, начали использоваться метеорологические спутники

История метеорологии в России и СССР

Регулярные наблюдения за погодой первым попытался установить царь Алексей Михайлович. По его повелению из Европы привезли астрономические инструменты и метеорологические приборы, в том числе изобретение Эванджелиста Торричелли, ученика Галилея — барометр. Однако назначенный царем вести записи о погоде Афанасий Матюшкин, сын дьяка, инструментами не пользовался и фиксировал в «Дневальных записках» в основном собственные наблюдения: когда начался дождь, когда закончился, когда замерзла Москва-река, когда вскрылся лед.

• конец XVII в. (при Петре I) — начались постоянные наблюдения за погодой.
• 1715 г. — первый в России водомерный пост, по приказу Петра I на Неве у Петропавловской крепости.
• 10 апреля 1722 по указу Петра Великого в Санкт-Петербурге начались систематические наблюдения за погодой. Записи вёл вице-адмирал Корнелиус Крюйс. Первое время записи были довольно скупы на интересную информацию и выглядели примерно так: «Апрель, 22, воскресенье. Поутру ветер норд-вест; вода також стоит, как выше упомянуто. Пасмурно и студено… в полдни ветр малый норд-вест и дождь после полудня. Тихо и красный день до самого вечера». Позднее наблюдения приняли более научный характер.
• В 1724 году была образована первая в России метеорологическая станция, а с декабря 1725 года при Академии наук стали проводиться наблюдения при помощи барометра и термометра.
• 30-е годы XVIII в. — создана сеть из 20 метеостанций («Великая северная экспедиция»).
• 1 апреля 1849 года — в Петербурге учреждена «Главная физическая обсерватория» (ГФО). (Ныне «Главная геофизическая обсерватория» им. А. И. Воейкова (ГГО)).
  • 1868…1895 — директор Г. И. Вильд
  • 1896…? — директор М. А. Рыкачёв
  • 1913-1916 — директор Б. Б. Голицын
• 70-е годы XIX в. — массовое развитие сети пунктов гидрологических наблюдений на крупных реках и озёрах.
• 1 января 1872 г. — ГФО приступила к созданию ежедневных синоптических карт Европы и Сибири и к выпуску метеорологического бюллетеня (дату принято считать днём рождения службы погоды в России).
• 1892 г. — начал выходить «Метеорологический ежемесячник».
• 21 июня 1921 г. — В. И. Ленин подписал декрет «Об организации метеорологической службы в РСФСР».
• август 1929 г. — постановление СНК СССР об организации единой Гидрометеорологической службы.
  • создатель и руководитель — А. Ф. Вангенгейм, председатель Гидрометеорологического комитета при СНК СССР. (В 1934 году приговорён к 10 годам ИТЛ)
• 1 января 1930 г. — начало работу «Центральное бюро погоды».

В настоящее время для передачи метеорологических данных широко используется компьютерная сеть, что позволило усовершенствовать используемый алгоритм сжатия данных: вместо традиционных буквенно-цифровых кодов появляются таблично-ориентированные, расшифровка которых более проста.

Разделы метеорологии

• Физическая метеорология (разработка радиолокационных и космических методов исследования атмосферных явлений)
• Динамическая метеорология (изучение физических механизмов атмосферных процессов)
• Синоптическая метеорология (наука о закономерностях изменения погоды).
• Климатология
• Аэрология (наука, изучающая верхние слои атмосферы до нескольких десятков километров от поверхности Земли)
• Аэрономия (наука, изучающая верхние слои атмосферы до нескольких сотен тысяч километров от поверхности Земли)

Кроме того, есть такие прикладные разделы, как:

• Авиационная метеорология
• Агрометеорология
• Биометеорология (наука, изучающая влияние атмосферных процессов на человека и другие живые организмы)
• Ядерная метеорология (наука, изучающая естественную и искусственную радиоактивность, распространение в атмосфере радиоактивных примесей, влияние ядерных взрывов)
• Радиометеорология (наука, изучающая распространение радиоволн в атмосфере)

А так же более мелкие разделы, как лесную (связанную с пожарами), транспортную, строительную и другие.

Предметы исследования

• физические, химические процессы в атмосфере
• состав атмосферы
• строение атмосферы
• тепловой режим атмосферы
• влагообмен в атмосфере
• общая циркуляция атмосферы
• электрические поля
• оптические и акустические явления.
• циклоны
• антициклоны
• ветра
• фронты
• климат
• погода
• облака
• метеоры

Технические средства

• Метеостанция
• Метеозонд
• Метеорологическая ракета
• Дистанционное зондирование Земли

См. также

• Всемирная метеорологическая организация
• Прогноз погоды
• Цикл индекса
• Микрометеорология
• Активное воздействие на гидрометеорологические процессы
• Атмосферная оптика

Литература

• Хромов С. П. Метеорология и климатология для географических факультетов. — Л.: Гидрометеорологическое изд-во, 1964. — С. 30. — 500 с.
• Городецкий О. А., Гуральник И. И., Ларин В. В. Метеорология, методы и технические средства наблюдений. — 2-е изд. — Л.: Гидрометеоиздат, 1991. — С. 8. — 336 с. — ISBN 5-268-00646-9.
• Хромов С. П., Петросянц М. А. Метеорология и Климатология. Учебник. — М.: Изд. МГУ, 2001. — 527 с.
• Пасецкий В. М. Метеорологический центр России. Л.: Гидрометеоиздат, 1978.
• Селезнева Е. С. Первые женщины геофизики и метеорологи. Л.: Гидрометеоиздат, 1989.-184 с.

Ссылки

• [www.krugosvet.ru/enc/Earth_sciences/geografiya/METEOROLOGIYA_I_KLIMATOLOGIYA.html Метеорология и климатология — статья в энциклопедии «Кругосвет»]
• [rshu.ru/ Российский государственный гидрометеорологический университет (РГГМУ)]
• [meteoinfo.ru/ Сайт Гидрометеорологического научно-исследовательского центра Российской Федерации]
• [rgo.msk.ru/commissions/climatology/ Отделение метеорологии и климатологии Московского центра Русского географического общества]
• [meteo.paraplan.net/ Метеорологический прогноз погоды в городах Российской Федерации]
• [potomy.ru/world/434.html Как метеорологи предсказывают погоду]
• [www.onixtour.com.ua/books/sh_hb/part01.htm Карманный справочник авиационного штурмана, МЕТЕОРОЛОГИЯ]
• [igras.ru/index.php?r=178 Метеословарь Института географии РАН]
• [lekcia.com/лекция/на-русском-языке/метеорология-и-климатология Метеорология и климатология. Курс лекций]
• [www.rmets.org/weather-and-climate/observing/luke-howard-and-cloud-names Luke Howard and Cloud Names] (англ.). Royal Meteorological Society. Проверено 24 октября 2015.
• Keith.C.Heidorn. [www.islandnet.com/~see/weather/history/howard.htm Luke Howard: The Man Who Named The Clouds] (англ.) (1999). Проверено 24 октября 2015.