Метеорология

(от греч. Metéōros — поднятый вверх, небесный, metéōra — атмосферные и небесные явления и ...Логия наука об атмосфере и происходящих в ней процессах. Основной раздел М. — Физика атмосферы, исследующая физические явления и процессы в атмосфере. Химические процессы в атмосфере изучаются химией атмосферы — новым, быстро развивающимся разделом М. Изучение атмосферных процессов теоретическими методами гидроаэромеханики (См. Гидроаэромеханика) — задача динамической метеорологии (См. Динамическая метеорология), одной из важных проблем которой является разработка численных методов прогнозов погоды (См. Прогноз погоды). Др. Разделами М. Являются. Наука о погоде и методах её предсказания — Синоптическая метеорология и наука о климатах Земли — Климатология, обособившаяся в самостоятельную дисциплину.

В этих дисциплинах пользуются как физическими, так и географическими методами исследования, однако в последнее время физические направления в них стали ведущими. Влияние атмосферных факторов на биологические процессы изучается биометеорологией, включающей с.-х. М. И биометеорологию человека. В состав физики атмосферы входят. Физика приземного слоя воздуха, изучающая процессы в нижних слоях атмосферы. Аэрология, посвященная процессам в свободной атмосфере, где влияние земной поверхности менее существенно. Физика верхних слоев атмосферы, рассматривающая атмосферу на высотах в сотни и тысячи км, где плотность атмосферных газов очень мала. Изучением физики и химии верхних слоев атмосферы занимается Аэрономия. К физике атмосферы относятся также Актинометрия, изучающая солнечную радиацию в атмосфере и её преобразования, Атмосферная оптика — наука об оптических явлениях в атмосфере, Атмосферное электричество и Атмосферная акустика.

Первые исследования в области М. Относятся к античному времени (Аристотель). Развитие М. Ускорилось с 1-й половины 17 в., когда итальянские учёные Г. Галилей и Э. Торричелли разработали первые метеорологические приборы — барометр и термометр. В 17—18 вв. Были сделаны первые шаги в изучении закономерностей атмосферных процессов. Из работ этого времени следует выделить метеорологические исследования М. В. Ломоносова и Б. Франклина, которые уделяли особое внимание изучению атмосферного электричества. В этот же период были изобретены и усовершенствованы приборы для измерения скорости ветра, количества выпадающих осадков, влажности воздуха и др. Метеорологических элементов (См. Метеорологические элементы). Это позволило начать систематические наблюдения за состоянием атмосферы при помощи приборов, сначала в отдельных пунктах, а в дальнейшем (с конца 18 в.) на сети метеорологических станций.

Мировая сеть метеорологических станций, проводящих наземные наблюдения на основной части поверхности материков, сложилась в середине 19 в. Наблюдения за состоянием атмосферы на различных высотах были начаты в горах, а вскоре после изобретения аэростата (конец 18 в.) — в свободной атмосфере. С конца 19 в. Для наблюдения за метеорологическими элементами на различных высотах широко используются шары-пилоты и шары-зонды с самопишущими приборами. В 1930 советский учёный П. А. Молчанов изобрёл Радиозонд — прибор, передающий сведения о состоянии свободной атмосферы по радио. В дальнейшем наблюдения при помощи радиозондов стали основным методом исследования атмосферы на сети аэрологических станций. В середине 20 в. Сложилась мировая актинометрическая сеть, на станциях которой производятся наблюдения за солнечной радиацией и её преобразованиями на земной поверхности.

Были разработаны методы наблюдений за содержанием озона в атмосфере, за элементами атмосферного электричества, за химическим составом атмосферного воздуха и др. Параллельно с расширением метеорологических наблюдений развивалась климатология, основанная на статистическом обобщении материалов наблюдений. Большой вклад в построение основ климатологии внёс А. И. Воейков, изучавший ряд атмосферных явлений. Общую циркуляцию атмосферы (См. Циркуляция атмосферы), Влагооборот, снежный покров и др. В 19 в. Получили развитие эмпирические исследования атмосферной циркуляции с целью обоснования методов прогнозов погоды. Работы У. Ферреля в США и Г. Гельмгольца в Германии положили начало исследованиям в области динамики атмосферных движений, которые были продолжены в начале 20 в.

Норвежским учёным В. Бьеркнесом и его учениками. Дальнейший прогресс динамической М. Ознаменовался созданием первого метода численного гидродинамического прогноза погоды, разработанного советским учёным И. А. Кибелем, и последующим быстрым развитием этого метода. В середине 20 в. Большое развитие получили методы динамической М. В изучении общей циркуляции атмосферы. С их помощью американские метеорологи Дж. Смагоринский и С. Манабе построили мировые карты температуры воздуха, осадков и др. Метеорологических элементов. Аналогичные исследования ведутся во многих странах, они тесно связаны с Международной программой исследования глобальных атмосферных процессов (См. Программа исследования глобальных атмосферных процессов) (ПИГАП).

Значительное внимание в современной М. Уделяется изучению физических процессов в приземном слое воздуха. В 20—30-х гг. Эти исследования были начаты Р. Гейгером (Германия) и др. Учёными с целью изучения микроклимата. В дальнейшем они привели к созданию нового раздела М. — физики пограничного слоя воздуха. Большое место занимают исследования изменений климата, в особенности изучение всё более заметного влияния деятельности человека на климат. М. В России достигла высокого уровня уже в 19 в. В 1849 в Петербурге была основана Главная физическая (ныне геофизическая) обсерватория — одно из первых в мире научных метеорологических учреждений. Г. И. Вильд, руководивший обсерваторией на протяжении многих лет во 2-й половине 19 в., создал в России образцовую систему метеорологических наблюдений и службу погоды.

Он был одним из основателей Международной метеорологической организации (1871) и председателем международной комиссии по проведению 1-го Международного полярного года (1882—83). За годы Сов. Власти был создан ряд новых научных метеорологических учреждений, к числу которых относятся Гидрометцентр СССР (ранее Центральный институт прогнозов), Центральная аэрологическая обсерватория, институт физики атмосферы АН СССР и др. Основоположником сов. Школы динамической М. Был А. А. Фридман. В его исследованиях, а также в более поздних работах Н. Е. Кочина, П. Я. Кочиной, Е. Н. Блиновой, Г. И. Марчука, А. М. Обухова, А. С. Монина, М. И. Юдина и др. Были исследованы закономерности атмосферных движений различных масштабов, предложены первые модели теории климата, разработана теория атмосферной турбулентности.

Закономерностям радиационных процессов в атмосфере были посвящены работы К. Я. Кондратьева. В работах А. А. Каминского, Е. С. Рубинштейн, Б. П. Алисова, О. А. Дроздова и др. Советских климатологов был детально изучен климат нашей страны и исследованы атмосферные процессы, определяющие климатические условия. В исследованиях, выполненных в Главной геофизической обсерватории, изучался тепловой баланс земного шара и были подготовлены атласы, содержащие мировые карты составляющих баланса. Работы в области синоптической М. (В. А. Бугаев, С. П. Хромов и др.) способствовали значительному повышению уровня успешности метеорологических прогнозов. В исследованиях сов. Агрометеорологов (Г. Т. Селянинов, Ф. Ф. Давитая и др.) дано обоснование оптимального размещения с.-х.

Культур на территории нашей страны. Существенные результаты получены в Советском Союзе в работах по активным воздействиям на атмосферные процессы. Опыты воздействий на Облака и осадки, начатые В. Н. Оболенским, получили широкое развитие в послевоенные годы. В результате исследований, проведённых под руководством Е. К. Фёдорова, была создана первая система, позволяющая ослаблять градобитие на большой территории. Характерной чертой современной М. Является применение в ней новейших достижений физики и техники. Так, для наблюдений за состоянием атмосферы используются метеорологические спутники (См. Метеорологический спутник), позволяющие получать информацию о многих метеорологических элементах для всего земного шара. Для наземных наблюдений за облаками и осадками пользуются радиолокационными методами (см.

Радиолокация в метеорологии). Всё возрастающее применение находит автоматизация метеорологических наблюдений и обработки их данных. В исследованиях по теоретической М. Широко используются ЭВМ, применение которых имело громадное значение для усовершенствования численных методов прогнозов погоды. Расширяется использование количественных физических методов исследования в таких областях М., как климатология, агрометеорология (см. Метеорология сельскохозяйственная), биометеорология человека (см. Климатология медицинская), где ранее они почти не применялись. Наиболее тесно М. Связана с океанологией (См. Океанология) и гидрологией суши (См. Гидрология суши). Эти три науки изучают различные звенья одних и тех же процессов теплообмена и влагообмена, развивающихся в географической оболочке Земли.

Связь М. С геологией и геохимией основана на общих задачах этих наук в исследованиях эволюции атмосферы и изменений климатов Земли в геологическом прошлом. В современной М. Широко используются методы теоретической механики, а также материалы и методы многих др. Физических, химических и технических дисциплин. Одна из главных задач М. — прогноз погоды на различные сроки. Краткосрочные прогнозы особенно необходимы для обеспечения работы авиации. Долгосрочные — имеют большое значение для сельского хозяйства. Т. К. Метеорологические факторы оказывают существенное влияние на многие стороны хозяйственной деятельности, для обеспечения запросов народного хозяйства необходимы материалы о климатическом режиме. Быстро возрастает практическое значение активных воздействий на атмосферные процессы, в том числе воздействий на облачность и осадки, защиты растений от заморозков и др.

Научными и практическими работами в области М. Руководит Гидрометеорологическая служба СССР, созданная в 1929. Деятельность метеорологических служб различных стран объединяет Всемирная метеорологическая организация и др. Международные метеорологические организации. Международные научные совещания по различным проблемам М. Проводит также Ассоциация метеорологии и физики атмосферы, входящая в состав Геодезического и геофизического союза. Наиболее крупными совещаниями по М. В СССР являются Всесоюзные метеорологические съезды. Последний (5-й) съезд состоялся в июне 1971 в Ленинграде. Работы, выполняемые в области М., публикуются в метеорологических журналах (См. Метеорологические журналы). Лит. Хргиан А. Х., Очерки развития метеорологии, 2 изд., т.

1, Л., 1959. Метеорология и гидрология за 50 лет Советской власти, под ред. Е. К. Федорова, Л., 1967. Хромов С. П., Метеорология и климатология для географических факультетов, Л., 1964. Тверской П. Н., Курс метеорологии, Л., 1962. Матвеев Л. Т., Основы общей метеорологии, физика атмосферы, Л., 1965. Федоров Е. К., Часовые погоды, [Л.], 1970. М. И. Будыко.