Метеорология
Метеороло́гия (др.-греч. μετεωρο-λογία — «рассуждение о небесных явлениях», от др.-греч. μετ-έωρα — «небесные явления» (др.-греч. μετέωρος metéōros — атмосферные и небесные явления, «небесный») + др.-греч. λογία — наука) — научно-прикладная область знания о строении и свойствах земной атмосферы и совершающихся в ней физико-химических процессах. В процессе развития метеорологии из неё выделился ряд самостоятельных научных дисциплин: физика атмосферы, климатология, синоптическая метеорология и пр.[1].
История науки
Слово «метеорология» (др.-греч. μετεωρο-λογία — «рассуждение о небесных явлениях») связано с трудами Платона, Аристотеля, Плутарха, где оно встречается. Например, у Аристотеля в трактате под названием «Метеорологика» (др.-греч. «Μετεωρολογικά») описаны небесные явления. Аристотель назвал свой труд, исходя из греческого выражения «та метеора» (др.-греч. τά μετέωρα) — «небесные явления». 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 Академии 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 года, когда Академия дель Чименто была закрыта[2].
Аббат монастыря Лангхейм Мориц Кнауэр с 1652 года по 1658 год записывал свои наблюдения за погодой. Однажды, перелистывая свои записи, Кнауэр обратил внимание на ежегодную повторяемость погоды. Затем врач Кристоф фон Хельвиг[нем.] на основании записей Кнауэра составил и издал календарь погоды для периода с 1701 года по 1800 год[3].
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[нем.] 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[2].
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[4]. 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)[5]. Комбинации основных типов позволяли охарактеризовать ещё четыре типа облаков: «cirro-cumulus», «cirro-stratus», «cumulostratus», «сumulo-cirro-stratus», или «nimbus»[5].
В 1826 году немецкий учёный Георг Вильгельм Брандес предпринял первую попытку построения прогнозных карт погоды. Другой немецкий учёный, Генрих Вильгельм Дове, занимался температурными изменениями и, в частности, пришёл к выводу, что для более точного исследования годового хода температуры нужно избрать более короткие периоды, чем месяцы[3].
После конференции главных морских держав в Брюсселе в 1853 году, на которой обсуждались принципы метеорологических наблюдений на море, в Великобритании была создана должность метеоролога-статистика при Комитете по торговле[англ.], на которую был назначен Роберт Фицрой. Ему было дано несколько помощников. Так было положено начало первому в истории государственному метеорологическому ведомству — метеослужбе Великобритании[англ.].
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 году в Вене состоялся первый международный метеорологический конгресс, на котором были выработаны единые сроки измерений, единый телеграфный код передачи метеосведений.
В 1908 году на третьем ярусе Эйфелевой башни была открыта первая в мире высотная метеорологическая лаборатория. Изначально данные высотных метрологических лабораторий использовались для авиационной метеорологии, но с развитием техники и технологий задачи поменялись и сейчас эти данные применяются для оценки техногенного воздействия на места компактного проживания людей.[6]
В 1917 году 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 года 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[2].
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 замёрзла Москва-река, когда вскрылся лед[7].
- 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 I 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.
- 1730-е годы — 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
- 1870-е годы — 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)[8]
- 1 января 1930 г. — начало работу «Центральное бюро погоды».
- 30 января 1930 г. — П. А. Молчанов запустил первый в мире метеорологический радиозонд.
- 1940 г. — И. А. Кибель нашел первый в мире эффективный практический способ решения системы уравнений погоды.
- 1961 г. — И. А. Кибель организовал Объединенный Вычислительный Центр Академии Наук СССР и Гидрометслужбы.
- 1966 г. — запущен первый метеорологический спутник «Космос-122».
С 1970-х годов в СССР для передачи метеорологических данных стал использоваться фототелеграф, транслирующий построчно изображения метеокарт как по радио, так и по обычным каналам телефонной и телеграфной связи. В дальнейшем с развитием компьютерных сетей стали использоваться широко использоваться таблично-ориентированные способы организации баз данных[9]. Современные метеорологи занимаются, в частности, моделированием прогноза погоды, климата, исследованием атмосферы (с помощью радаров, спутников и др.).
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)
Кроме того, есть такие прикладные разделы, как:
- Авиационная метеорология
- Агрометеорология
- Биометеорология (наука, изучающая влияние атмосферных процессов на человека и другие живые организмы)
- Военная метеорология[10]
- Метеорология в парусном спорте
- Ядерная метеорология (наука, изучающая естественную и искусственную радиоактивность, распространение в атмосфере радиоактивных примесей, влияние ядерных взрывов)
- Радиометеорология (наука, изучающая распространение радиоволн в атмосфере)
- Спутниковая метеорология
Также выделяют более мелкие разделы, как лесную (связанную с пожарами), транспортную, строительную и другие[11].
Внепланетная метеорология
Программы НАСА, обеспечившие, начиная с 1970-х годов, размещение на Марсе посадочных модулей, а затем и марсоходов, заложили основы метеорологии Марса, как отдельной отрасли знания. Каждая новая экспедиция на Марс (кроме Mars Exploration Rover) имела в комплекте научного оборудования метеостанции для наблюдения за базовыми параметрами приземного слоя атмосферы: сила ветра, температура, давление. В 2021 году к списку добавился китайский марсоход Чжужун.
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
См. также
Примечания
- ↑ Матвеев Л. Т. Основы общей метеорологии. Физика атмосферы. — 2-е изд. — Л.: Гидрометеоиздат, 1984. — С. 7–8. — 751 с.
- ↑ 1 2 3 А.Угрюмов. «По сведениям Гидрометцентра…»
- ↑ 1 2 Столетний календарь
- ↑ The Man Who Named The Clouds.
- ↑ 1 2 RMetS.
- ↑ Осипов, Юрий Сергеевич. Пятьдесят лет со времени организации Центральной высотной гидрометеорологической обсерватории // Метеорология и гидрология : Научно-технический журнал. — 2019. — Июнь.
- ↑ И о погоде
- ↑ Пропавший Соловецкий этап, Владимир Тольц, 25.08.07 на сайте Радио Свобода
- ↑ Готюр И. А., Костромитинов А. В.Технология описания и раскодирования метеорологических данных на основе алгебраического подхода. — Журнал Приборостроение. — Выпуск № 1. — Стр. 6—11
- ↑ Метеорология военная // Военная энциклопедия в 8 томах. Т. 5: Маркировка — «Огайо» / Гл. ред. комиссии И. Д. Сергеев. — М.: Воениздат, 2001. — 575 с. — ISBN 5-203-01655-0. — С.107—108.
- ↑ Кан С.И. Океан и Атмосфера. — Москва: Наука, 1982. — С. 71—72. — (Человек и окружающая среда).
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.
- Метеорология // Военно-морской словарь / Гл. ред. В. П. Чернавин. — М.: Военное издательство. 1990. С. 245—246. — ISBN 5-203-00174-X
Ссылки
- Метеорология и климатология — статья в энциклопедии «Кругосвет»
- Российский государственный гидрометеорологический университет (РГГМУ)
- Сайт Гидрометеорологического научно-исследовательского центра Российской Федерации
- Отделение метеорологии и климатологии Московского центра Русского географического общества
- Как метеорологи предсказывают погоду
- Карманный справочник авиационного штурмана, МЕТЕОРОЛОГИЯ
- Метеословарь Института географии РАН
- Метеорология и климатология. Курс лекций
- Luke Howard and Cloud Names (англ.). Royal Meteorological Society. Дата обращения: 24 октября 2015. Архивировано из оригинала 19 октября 2015 года.
- Keith.C.Heidorn. Luke Howard: The Man Who Named The Clouds (англ.) (1999). Дата обращения: 24 октября 2015.
Разделы физической географии | |
|---|---|
| Строение атмосферы | |
|---|---|
| См. также | |
Метеорологические приборы и инструменты | |
|---|---|
| |