Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

История развития метеорологии и климатологии




Погода и атмосфера вызывали интерес учёных ещё в античные времена. Попытки регулярных метеонаблюдений делались в древности в Китае, Индии, Средиземноморье.Первым научным трактатом в этой области знания является «Метеорологика» – один из физических трактатов Аристотеля, снискавший ему славу «отца метеорологии». Написанная 2300 лет назад, «Метеорологика» ценна и жива для нас и сегодня, поскольку характеризует и состояние античной науки в годе ее расцвета, и круг ее знаний, и пути их накопления. Первые эксперименты проводились в древней Греции. Во ІІ веке до н.э. Герон Александрийский доказал, что воздух при нагревании расширяется. Существовали зачаточные научные представления об атмосферных процессах и климате. В средние века велись наблюдения и регистрация наиболее выдающихся явлений в атмосфере.

Современный этап развития берет отсчет с XVII в., когда были заложены основы физики. Метеорология в то время была частью физической науки. Около 1600 г. великий математик и астроном Г. Галилей создал первый термометр, а через 40 лет его ученик Э. Торичелли придумал первый надёжный барометр. В середине XVII в. во Флоренции под покровительством великого герцога Фердинанда II была организована Академия дель Чименто (академия эксперимента). Там были поставлены многие метеорологические эксперименты и было положено начало метеорологии. Во второй половине XVII в. – первой половине XVIII в. наблюдения начали проводиться в немногих пунктах Европы. В 1654 г впервые параллельные наблюдения были проведены на сети станций (10) в Италии. В 1668 г была создана первая карта ветров (Галлей, директор Гринвичской обсерватории). К этому периоду относится и возникновение первых метеорологических теорий на основе этих наблюдений.

В середине XVIII века, по мнению М.В. Ломоносова, метеорология стала самостоятельной наукой со своими задачами и методами. М.В. Ломоносов сам создал первую теорию атмосферного электричества, разрабатывал метеоприборы (анеморумбометр и морской барометр). Считал возможным научное предсказание погоды. Он первым в России стал изучать верхние слои атмосферы, предвидел, что «наступит время, когда с помощью различных приборов смогут предсказывать погоду: тогда не будут зной, ни дождь опасен в поле, а корабли будут плавать по морю безбедно и спокойно». В работе «О слоях земных» Ломоносов одним из первых высказал мысль об изменении климата нашей планеты в процессе ее развития. Изменение климата он связывал с астрономическими причинами: колебаниями наклона полярной оси и плоскости орбиты Земли.

Во второй половине XVIII веке по частной инициативе была организована международная сеть метеостанций в Европе, которая объединяла свыше 30 учреждений. Она функционировала 12 лет. Результаты наблюдений были опубликованы и способствовали дальнейшему развитию метеорологических исследований. В 1749 г. для проведения исследований на высотах применялись бумажные змеи.

В начале XIX в. во многих странах Европы, в т.ч. и в Беларуси, возникают первые государственные метеостанции, объединяемые в сети.

А. Гумбольдт и Г. Дове (ученые из Германии) закладывают в своих трудах основы климатологии. А Гумбольдт в труде «Космос» дает новое определение климата, в котором учитывались наряду с наклоном солнечных лучей и другие факторы (влияние океана с его течениями и суши с разнообразными свойствами подстилающей поверхности).

В 1826 г. были вычерчена первые синоптические карты. Авторство этого метода исследования принадлежит ученому из Германии Г. В. Брандесу.

С середины XIX века, после изобретения телеграфа (1837 г. Морзе Самюэль), по инициативе знаменитого астронома У. Леверье (Франция) и адмирала Р. Фицрояв Англии синоптический метод исследования атмосферных процессов быстро вошел в широкое употребление.

К середине XIX века относится и организация первых метеорологических институтов, в т.ч. Главной физической (геофизической) обсерватории в Петербурге (1849 г.). В России получило развитие направление в метеорологии, увязывающее климат с общей географической обстановкой (А.И. Воейков). В. Феррелем (США) и Г. Гельмгольцем (Германия) закладываются основы динамической метеорологии. В ходе метеорологических исследований применяли воздушные шары. К концу XIX века усилилось изучение радиационных и электрических процессов в атмосфере.

В 20 веке развитие метеорологии шло нарастающими темпами. 1920 г. Л. Ричардсон сделал первый математический прогноз погоды. В 20-е годы прошлого века использовались самолеты, оборудованные аэрометеорографами (измеряли атмосферное давление, температуру и влажность воздуха). В 1930-е годы Молчанов изобрел радиозонд (это позволило проводить трехмерный анализ атмосферных процессов), начали анализировать карты погоды.

Эксперименты по численному анализу карт погоды начали проводиться с 1953 года. Применение спутников, измерение вертикальных профилей температуры, сложные программы для ЭВМ – обозначало новую эру развития метеорологии. Это дало возможность наблюдать за атмосферными процессами в масштабе всей планеты.

Следующий резкий скачок качества прогнозов погоды приходится на 1961-1967 гг. К этому времени метеорологической информации стало так много, что синоптики не успевали ее обрабатывать за то короткое время, которое отведено на подготовку прогноза. Сначала ЭВМ использовались для подготовки информации к прогнозу, но вскоре они стали составлять прогнозы погоды по схеме, разработанной человеком. Эта схема основывалась на применении теоретических законов гидромеханики и термодинамики для условий земной атмосферы. Таким образом, метеорология обрела свою теорию, которая оказалась, как свидетельствуют графики оправдываемости прогнозов, достаточно эффективной.

Вполне логично связать дальнейший прогресс оправдываемости прогнозов с использованием данных метеорологических ИСЗ, ведь с их помощью можно собирать информацию со всей поверхности планеты, и даже океан им не помеха. Первые метеорологические ИСЗ были запущены еще в 60-х годах, и автор этой книги вместе с другими метеорологами искренне радовался первым изображениям облачности циклонов и фронтов, полученным из космоса. Но все-таки тех данных, которые нужны для расчетов на ЭВМ, – о температуре, давлении и влажности воздуха на разных уровнях в атмосфере – с ИСЗ долгое время получать не могли. Только в самые последние годы появилась аппаратура (многоканальные радиометры), которая позволяет по излучению атмосферы в разных участках инфракрасной части спектра восстанавливать вертикальные профили давления, температуры и влажности воздуха.

Таким образом, ИСЗ теперь в состоянии заменить радиозонды и собирать данные о вертикальной структуре атмосферы над любым участком поверхности земли. В этом заключается наиболее ценный вклад ИСЗ в решение проблемы прогноза погоды. Рост успешности прогнозов в 80-х годах в значительной степени был связан именно с передовой технологией сбора метеорологической информации. Справедливости ради следует отметить и заслуги ученых, создающих новые схемы прогноза погоды и продолжающих изучение атмосферы. Как бы совершенны ни были ЭВМ и ИСЗ, без понимания механизма формирования погоды ее прогноз будет малоуспешен.

 







Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 2585. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.002 сек.) русская версия | украинская версия