2. Основные этапы развития метеорологии и климатологии. История метеорологии и климатологии

Еще в древности в Китае, Индии, странах Средиземноморья делались попытки регулярных метеорологических наблю­дений и существовали зачаточные научные представления об атмосферных процессах и о климате. Наблюдения над наиболее выдающимися атмосферными явлениями велись и регистрирова­лись и в средние века.

Современная научная метеорология, однако, ведет начало с XVII века, когда были заложены основы физики, частью кото­рой на первых порах являлась метеорология. Тогда же были изобретены (Галилеем и его учениками) первые метеорологиче­ские приборы и появилась возможность инструментальных на­блюдений.

Во второй половине XVIII века была организована по част­ной инициативе международная сеть метеорологических стан­ций в Европе (свыше 30 станций), функционировавшая 12 лет. Ее наблюдения были опубликованы и стимулировали дальней­шее развитие метеорологических исследований.

В начале XIX столетия возникают первые государствен­ные сети станций и трудами А. Гумбольдта и Г. В. Дове в Гер­мании закладываются основы климатологии. Около 1820 г. Г. В. Брандес в Германии составлял первые синоптические карты и новая отрасль метеорологической науки — синоптическая метеорология.

К середине XIX века относится организация первых метеорологических, институтов, в том числе Главной физической (ныне геофизической) обсерватории в Петербурге (1849 г)

Во второй половине XIX столетия были заложены основы динамической метеорологии, т. е. применения законов гидроме­ханики и термодинамики к исследованиям атмосферных процес­сов. Большой вклад в эту отрасль метеорологии был сделан в то время В. Феррелем в США, Г. Гельмгольцем и рядом дру­гих ученых в Германии.

Достигнуты успехи с начала XX века в области аэрологических исследований. Во многих странах выдвинулись выдающиеся организаторы и исследователи в этом новом на­правлении, в частности А. Тейсеран де Бор во Франции и Р. Ассман в Германии, открывшие существование стратосферы. Позд­нее стало знаменитым имя изобретателя первого радиозонда (1930 г.) — П. А. Молчанова.

В настоящее время объем метеорологических исследований и публикаций бурно растет; быстро развивается и международ­ное научное сотрудничество в области метеорологии.

3. Система гидрометеорологических наблюдений.

Метеорологические наблюдения — это измерения и качественные оценки метеорологических элементов.

Метеорологические элементы: температура и влажность воздуха, атмосферное давление, ветер, облачность, осадки, туманы, метели, грозы, ви­димость.

Сюда же присоединяются и некоторые величины, непо­средственно не отражающие свойств атмосферы или атмосферных процессов, но тесно связанные с ними: температура почвы или поверхностного слоя воды, испарение, высота и со­стояние снежного покрова, продолжительность солнечного сия­ния и т. п.

В меньшем числе мест производятся еще наблюдения над солнечным и земным излучением и над атмосферным электричеством.

Метеорологические наблюдения над состоянием атмосферы вне приземного слоя, до высот около 40 км, носят название аэрологических наблюдений. От них отличаются по методике на­блюдения над состоянием высших слоев атмосферы, которым можно дать название аэрономических наблюдений.

Наиболее полные и точные наблюдения производятся в метеорологических и аэрологических обсерваториях, имею­щихся во всех странах мира.

Даже самые точные наблюдения в немногочисленных пунктах не могут дать исчерпывающего представ­ления обо всей жизни атмосферы, поскольку атмосферные процессы протекают в разной географической обстановке по-разному. Поэтому, кроме метеорологических обсерваторий, на­блюдения над основными метеорологическими элементами ве­дутся еще на многих тысячах метеорологических станций и многих сотнях аэрологических станций по всему Земному шару.

Метеорологическая сеть. Для изучения метеорологи­ческих элементов и сравнения состояния атмосферы (погоды и климата) в различных местах Земли необходимо, чтобы метео­рологические станции в каждой стране и во всех странах мира вели наблюдения по возможности однотипными приборами, по единой методике, в определенные часы суток.

Станции в каждой стране и в мировом масштабе должны составлять единое целое — сеть метеорологических станций, метеорологическую сеть. В каждой стране, в том числе и в Беларуси, существует основная государственная сеть метеорологических станций, отвечающая этим требованиям. Помимо нее, существуют и ме­теорологические станции специального назначения, связанные с различными потребностями науки и народного хозяйства (например, станции на курортах, на транспорте и т. п.).

Важнейшие условия сетевых метеорологических наблюде­ний, помимо синхронности, — их длительность и непрерывность для того, чтобы иметь многолетние ряды систематических на­блюдений.

Для изучения изменений климата метеорологические наблюдения должны производиться вообще неограниченно долго. Важно также, чтобы станции как можно дольше не ме­няли своего местоположения

Для целей предсказания погоды также необходимо вести метеорологические наблюдения постоянно и непрерывно: каждый день в атмосфере наблюдаются все новые бесконечно разнооб­разные условия, а при прогнозе (предсказании) погоды на бу­дущее приходится исходить из фактических условий в настоя­щем и прошлом.

Развитие метеорологической сети. Сей­час на З.шаре им-ся многие тысячи мет.станций с полной программой наблюдений, и еще несколько тысяч метеорологических постов для наблюдений над осадками и снежным покровом. Наблюдения производятся и на тысячах торговых судов. Для регулярных наблюдений в океанах приме­няются специальные корабли погоды (метеорологические суда), длительно находящиеся в определенных районах океана. Густота метеорологической сети еще недостаточна в Арктике, Антарктике, на океанах и в ряде областей всех ма­териков, кроме Европы. Большое значение для развития ме­теорологической сети в наше время имеет радиосвязь, позво­ляющая срочно передавать результаты наблюдений из отда­ленных районов. В настоящее время существуют и автоматические станции, длительное время работающие без вмешательства человека. Их устанавливают в труднодоступных или неудобных для жизни районах, например на льдах Арктики; наблюдения их автомати­чески передаются по радио, за ними будущее. Сеть аэрологических станций возникла лишь в XX веке, и густота ее еще невелика в сравнении с сетью обыч­ных метеорологических станций. Общее число станций с наблю­дениями над давлением, температурой и влажностью в высоких слоях с помощью радиозондов составляет на Земном шаре более 1000. Значительно больше станций для наблюдений над ветром на высотах. Производятся также многочисленные наблюдения с самолетов.