Метеорология — наука о атмосфере¶

Метеорология — наука о физике и химии атмосферы Земли и других планет, изучающая атмосферные процессы, погоду и климат. Термин происходит от греческих слов «meteōron» («небесное явление») и «logos» («учение»). Метеорология охватывает широкий круг явлений — от микроскопических процессов конденсации влаги до крупномасштабных атмосферных циркуляций, охватывающих тысячи километров.

¶История

¶Античность и Средневековье

Первые попытки систематического описания погоды относятся к античности. Аристотель в трактате «Метеорологика» (IV век до н. э.) описывал явления атмосферы — дожди, ветры, грозы — и предложил одну из первых классификаций погодных процессов. Вплоть до Нового времени метеорология оставалась частью естественной философии.

¶Рождение современной метеорологии

Переломным стал XVII век. В 1643 году Торричелли изобрёл барометр, в 1667 году Роберт Гук создал первые самописцы для записи атмосферного давления и температуры. В XVIII веке появились шкалы температур по Фаренгейту (1724) и Цельсию (1742), а также первые сети метеорологических наблюдений.

В XIX веке метеорология оформилась как самостоятельная наука. В 1804 году Жан-Батист Био и Жозеф Луи Гей-Люссак совершили первые научные подъёмы в атмосферу на воздушном шаре с приборами. В 1820 году Генрих Вильгельм Дорфманн построил первую синоптическую карту. В 1854 году Уильям Клемент Фицрой основал в Великобритании Первое метеорологическое бюро, начавшее регулярный прогноз погоды. В России первая метеорологическая станция была открыта в 1835 году в Главной геофизической обсерватории (с 1924 года — Гидрометцентр СССР, ныне Гидрометцентр России).

¶XX–XXI века

Развитие радиолокации в 1940-х годах позволило обнаруживать осадки и грозовые облака на расстоянии. Запуск первых метеорологических спутников (TIROS-1, 1960) открыл эру космических наблюдений за атмосферой. В 1950-х годах Льюис Фриш и Эдвард Лоренц заложили основы численного прогноза погоды и теории хаоса. Сегодня прогнозы строятся на суперкомпьютерах, обрабатывающих данные миллионов наблюдений.

¶Разделы метеорологии

Современная метеорология подразделяется на несколько направлений:

• Синоптическая метеорология — изучение атмосферных процессов крупного масштаба: циклонов, антициклонов, фронтов, атмосферных волн.
• Физическая метеорология — физические процессы в атмосфере: радиационный баланс, конденсация, электричество гроз, оптические явления.
• Аэрономия — верхние слои атмосферы (стратосфера, мезосфера, термосфера).
• Микрометеорология — процессы в нижних слоях атмосферы (пограничный слой), влияющие на сельское хозяйство и загрязнение воздуха.
• Климатология — долгопериодные режимы погоды и их изменения.
• Агрометеорология — влияние погоды на растения и сельское хозяйство.
• Морская метеорология — погодные процессы над океанами, штормовые предупреждения для судоходства.
• Военная метеорология — обеспечение военных операций данными о погоде.

¶Методы наблюдений

Основные метеорологические элементы, измеряемые на станциях: температура и влажность воздуха, атмосферное давление, скорость и направление ветра, облачность, осадки, видимость, состояние почвы. Стандартный срок наблюдений в России — 03, 09, 15 и 21 час по местному времени.

Для наблюдений используются:

• Наземные станции — в России их более 4500, включая автоматические и станции в труднодоступных районах.
• Радиозонды — приборы, поднимаемые на радиозондах до высоты 30–40 км, измеряющие профили температуры, влажности и давления.
• Метеорологические спутники — обеспечивают глобальное покрытие наблюдений, в том числе над океанами и полярными районами.
• Радиолокационные станции — определяют интенсивность и зону осадков.
• Аэрологические станции — проводят вертикальные зондирования атмосферы.
• Буйковые станции — автоматические платформы в океанах.

¶Численный прогноз погоды

Современный прогноз погоды строится на решении уравнений гидродинамики атмосферы на суперкомпьютерах. Прогнозы делятся по горизонту:

Точность прогноза ограничена принципиально: атмосфера — хаотическая система, чувствительная к начальным условиям («эффект бабочки», сформулированный Лоренцем). Практический предел точности постепенно отодвигается — примерно на один день за каждые десять лет.

¶Метеорология в России

Россия обладает одной из крупнейших в мире наблюдательных сетей. Гидрометцентр России (основан в 1921 году) — головная организация по гидрометеорологии, входит в состав Росгидромета. Ведущие научные центры: Главная геофизическая обсерватория имени В. А. Обручева, Институт проблем морских высоких широт, Арктический и антарктический НИИ. Подготовка метеорологов ведётся на географических и физических факультетах МГУ, Санкт-Петербургского университета, Томского, Новосибирского и других университетов.

¶Значение

Метеорология имеет прикладное значение для авиации, судоходства, сельского хозяйства, энергетики, строительства, здравоохранения и обороны. Прогнозы стихийных бедствий — тайфунов, смерчей, наводнений, снежных бурь — спасают тысячи жизней ежегодно. В контексте изменения климата метеорология играет ключевую роль в мониторинге и прогнозировании климатических изменений.

Источники: Большая российская энциклопедия (статья «Метеорология»), энциклопедия Britannica (Meteorology), Гидрометцентр России, учебник «Общая метеорология» Б. П. Алисова, П. Д. Космин, Ю. А. Сукачёв.