stringtranslate.com

Метеорология

Метеорология — это раздел атмосферных наук (включая химию и физику атмосферы), основное внимание в котором уделяется прогнозированию погоды . Изучение метеорологии насчитывает тысячелетия , хотя значительный прогресс в метеорологии начался только в 18 веке. В 19 веке наблюдался скромный прогресс в этой области после того, как сети наблюдений за погодой были сформированы в обширных регионах. Предыдущие попытки прогнозирования погоды зависели от исторических данных. Только после выяснения законов физики, и особенно во второй половине 20 века, с развитием компьютера (позволяющего автоматически решать множество уравнений моделирования) были достигнуты значительные прорывы в прогнозировании погоды. Важной отраслью прогнозирования погоды является прогнозирование морской погоды , поскольку оно связано с безопасностью на море и побережье, в которой погодные эффекты также включают атмосферные взаимодействия с большими водоемами.

Метеорологические явления — это наблюдаемые погодные явления, которые объясняются наукой метеорологией. Метеорологические явления описываются и количественно определяются переменными атмосферы Земли: температурой, давлением воздуха, водяным паром , массовым потоком , а также изменениями и взаимодействиями этих переменных и тем, как они изменяются со временем. Для описания и прогнозирования погоды на локальном, региональном и глобальном уровнях используются различные пространственные масштабы .

Метеорология, климатология , физика атмосферы и химия атмосферы являются субдисциплинами атмосферных наук . Метеорология и гидрология составляют междисциплинарную область гидрометеорологии . Взаимодействие между атмосферой Земли и ее океанами является частью связанной системы океан-атмосфера. Метеорология применяется во многих различных областях, таких как военное дело, производство энергии, транспорт, сельское хозяйство и строительство.

Слово метеорология происходит от древнегреческого μετέωρος metéōros ( метеор ) и -λογία -logia ( -(о)логия ), что означает «изучение предметов, находящихся высоко в воздухе».

История

Древняя метеорология до времен Аристотеля

Паргелий (ложное солнце) в Савойе

Ранние попытки предсказать погоду часто были связаны с пророчествами и гаданиями , а иногда основывались на астрологических идеях. Древние религии считали, что метеорологические явления находятся под контролем богов. [1] Способность предсказывать дожди и наводнения на основе годовых циклов, очевидно, использовалась людьми, по крайней мере, со времен сельскохозяйственного поселения, если не раньше. Ранние подходы к предсказанию погоды основывались на астрологии и практиковались жрецами. У египтян ритуалы вызывания дождя существовали еще в 3500 году до нашей эры. [1]

Древние индийские Упанишады содержат упоминания об облаках и временах года . [2] Самаведа упоминает жертвоприношения, которые следует совершать при обнаружении определенных явлений. [3] Классическое произведение Варахамихиры « Брихатсамхита» , написанное около 500 г. н. э., [2] содержит доказательства наблюдений за погодой.

Клинописные надписи на вавилонских табличках включали ассоциации между громом и дождем. Халдеи различали 22° и 46° гало . [3]

Древние греки были первыми, кто выдвинул теории о погоде. Многие натурфилософы изучали погоду. Однако, поскольку метеорологических приборов не существовало, исследование было в основном качественным и могло быть оценено только с помощью более общих теоретических предположений. [4] Геродот утверждает, что Фалес предсказал солнечное затмение 585 г. до н. э. Он изучал вавилонские таблицы равноденствия. [5] По словам Сенеки, он дал объяснение, что причиной ежегодных разливов Нила были северные ветры, препятствующие его течению по морю. [6] Анаксимандр и Анаксимен считали, что гром и молния были вызваны ударами воздуха об облака, таким образом разжигая пламя. Ранние метеорологические теории обычно считали, что в атмосфере есть огнеподобное вещество. Анаксимандр определял ветер как течение воздуха, но это не было общепринятым в течение столетий. [7] Теория, объясняющая летний град, была впервые предложена Анаксагором . Он заметил, что температура воздуха понижается с увеличением высоты и что облака содержат влагу. Он также отметил, что тепло заставляет предметы подниматься, и поэтому тепло в летний день поднимает облака на высоту, где влага замерзает. [8] Эмпедокл теоретизировал о смене времен года. Он считал, что огонь и вода противостоят друг другу в атмосфере, и когда огонь берет верх, наступает лето, а когда вода — зима. Демокрит также писал о разливе Нила. Он сказал, что во время летнего солнцестояния снег в северных частях мира тает. Это заставляет пары образовывать облака, которые вызывают штормы, когда их гонят к Нилу северные ветры, таким образом заполняя озера и Нил. [9] Гиппократ исследовал влияние погоды на здоровье. Евдокс утверждал, что плохая погода следует за четырехлетними периодами, согласно Плинию. [10]

Аристотелевская метеорология

Эти ранние наблюдения легли в основу «Метеорологии » Аристотеля , написанной в 350 г. до н. э. [11] [12] Аристотель считается основателем метеорологии. [13] Одним из самых впечатляющих достижений, описанных в « Метеорологии», является описание того, что сейчас известно как гидрологический цикл . Его работа останется авторитетом в метеорологии на протяжении почти 2000 лет. [14]

В книге «De Mundo» (составленной до 250 г. до н.э. или между 350 и 200 гг. до н.э.) отмечено: [15]

Если вспыхивающее тело подожжено и стремительно устремляется к Земле, оно называется молнией; если оно состоит только из половины огня, но также сильное и массивное, оно называется метеором ; если оно полностью свободно от огня, оно называется дымящейся молнией. Все они называются «набегающими молниями», потому что они устремляются на Землю. Молния иногда дымная, и тогда ее называют «тлеющей молнией»; иногда она быстро проносится, и тогда ее называют яркой . В других случаях она движется кривыми линиями и называется разветвленной молнией . Когда она устремляется на какой-то объект, ее называют «набегающей молнией».

После Аристотеля прогресс в метеорологии надолго застопорился. Теофраст составил книгу о прогнозировании погоды, названную « Книгой знаков» , а также «О ветрах» . Он дал сотни знаков для погодных явлений на период до года. [16] Его система была основана на делении года по заходу и восходу Плеяд, половин на солнцестояния и равноденствия, и непрерывности погоды в эти периоды. Он также разделил месяцы на новолуние, четвертый день, восьмой день и полнолуние, в зависимости от вероятности изменения погоды. День был разделен на восход, середину утра, полдень, середину дня и закат, с соответствующими делениями ночи, при этом изменение было вероятным в одном из этих делений. [17] Применяя деления и принцип баланса в годовой погоде, он придумал прогнозы, такие как если зимой выпадает много дождей, весна обычно бывает сухой. Правила, основанные на действиях животных, также присутствуют в его работе, например, если собака катается по земле, это признак бури. Падающие звезды и Луна также считались значимыми. Однако он не пытался объяснить эти явления, ссылаясь только на аристотелевский метод. [18] Работа Теофраста оставалась доминирующим влиянием в прогнозировании погоды на протяжении почти 2000 лет. [19]

Метеорология после Аристотеля

Метеорология продолжала изучаться и развиваться на протяжении столетий, но только в эпоху Возрождения в 14-17 веках в этой области были достигнуты значительные успехи. Такие ученые, как Галилей и Декарт, представили новые методы и идеи, что привело к научной революции в метеорологии.

Спекуляции о причине разлива Нила прекратились, когда Эратосфен , по словам Прокла , заявил, что известно, что человек ходил к истокам Нила и наблюдал за дождями, хотя интерес к его последствиям продолжался. [20]

В эпоху Римской Греции и Европы научный интерес к метеорологии пошел на убыль. В I веке до нашей эры большинство натурфилософов утверждали, что облака и ветры простираются до 111 миль, но Посидоний считал, что они достигают пяти миль, после чего воздух становится чистым, жидким и светящимся. Он внимательно следовал теориям Аристотеля. К концу II века до нашей эры центр науки переместился из Афин в Александрию , где находилась древняя Александрийская библиотека . Во II веке нашей эры Альмагест Птолемея касался метеорологии, поскольку она считалась подвидом астрономии. Он дал несколько астрологических прогнозов погоды. [21] Он построил карту мира, разделенную на климатические зоны по их освещенности, на которой продолжительность летнего солнцестояния увеличивалась на полчаса на зону между экватором и Арктикой. [22] Птолемей писал об атмосферной рефракции света в контексте астрономических наблюдений. [23]

В 25 г. н. э. Помпоний Мела , римский географ, формализовал систему климатических зон. [24] В 63–64 гг. н. э. Сенека написал Naturales quaestiones . Это была компиляция и синтез древнегреческих теорий. Однако для Сенеки первостепенное значение имела теология, и он считал, что такие явления, как молния, связаны с судьбой. [25] Вторая книга (глава) « Естественной истории » Плиния посвящена метеорологии. Он утверждает, что более двадцати древнегреческих авторов изучали метеорологию. Он не внес никакого личного вклада, и ценность его работы заключается в сохранении более ранних предположений, во многом как и работа Сенеки. [26]

Сумерки на Бейкер-Бич

С 400 по 1100 год научное обучение в Европе сохранялось духовенством. Исидор Севильский уделял значительное внимание метеорологии в Etymologiae , De ordine creaturum и De natura rerum . Беда Достопочтенный был первым англичанином, который написал о погоде в De Natura Rerum в 703 году. Работа представляла собой резюме существовавших тогда классических источников. Однако труды Аристотеля были в значительной степени утеряны до XII века, включая Meteorologica . Исидор и Беда были научно мыслящими, но они придерживались буквы Писания . [27]

Исламская цивилизация перевела многие древние труды на арабский язык, которые затем были переданы и переведены в Западной Европе на латынь. [28]

В IX веке Аль-Динавари написал « Китаб ан-Набат» (Книгу растений), в которой он рассматривает применение метеорологии в сельском хозяйстве во время Арабской сельскохозяйственной революции . Он описывает метеорологический характер неба, планет и созвездий , солнца и луны , лунных фаз, указывающих на времена года и дождь, анва ( небесные тела дождя) и атмосферные явления, такие как ветры, гром, молния, снег, наводнения, долины, реки, озера. [29] [30]

В 1021 году Альхазен в Opticae thesaurus показал, что атмосферная рефракция также ответственна за сумерки ; он подсчитал, что сумерки начинаются, когда солнце находится на 19 градусов ниже горизонта , а также использовал геометрическое определение, основанное на этом, чтобы оценить максимально возможную высоту земной атмосферы как 52 000 пассим (около 49 миль или 79 км). [31]

Аделард Батский был одним из первых переводчиков классики. Он также обсуждал метеорологические темы в своих Quaestiones naturales . Он считал, что плотный воздух производит движение в форме ветра. Он объяснял гром, говоря, что это происходит из-за столкновения льда в облаках, и летом он тает. В тринадцатом веке аристотелевские теории восстановили господство в метеорологии. В течение следующих четырех столетий метеорологическая работа в основном представляла собой комментарии . Было подсчитано, что до 1650 года было написано более 156 комментариев к Meteorologica. [32]

Экспериментальные доказательства были менее важны, чем обращение к классикам и авторитету в средневековой мысли. В тринадцатом веке Роджер Бэкон отстаивал экспериментирование и математический подход. В своем Opus majus он следовал теории Аристотеля о том, что атмосфера состоит из воды, воздуха и огня, дополненной оптикой и геометрическими доказательствами. Он отметил, что климатические зоны Птолемея должны быть скорректированы с учетом топографии . [33]

Святой Альберт Великий был первым, кто предположил, что каждая капля падающего дождя имеет форму небольшой сферы, и что эта форма означает, что радуга создается светом, взаимодействующим с каждой каплей дождя. [34] Роджер Бэкон был первым, кто вычислил угловой размер радуги. Он утверждал, что вершина радуги не может быть выше 42 градусов над горизонтом. [35]

В конце XIII века и начале XIV века Камал ад-Дин аль-Фариси и Теодорих Фрайбергский были первыми, кто дал правильные объяснения феномену первичной радуги . Теодорих пошел дальше и также объяснил вторичную радугу. [36]

К середине шестнадцатого века метеорология развивалась по двум направлениям: теоретическая наука, основанная на Meteorologica , и астрологическое прогнозирование погоды. Псевдонаучное предсказание по естественным знакам стало популярным и пользовалось защитой церкви и князей. Это поддерживалось такими учеными, как Иоганн Мюллер , Леонард Диггес и Иоганн Кеплер . Однако были и скептики. В 14 веке Николь Орем считал, что прогноз погоды возможен, но правила для него в то время были неизвестны. Астрологическое влияние на метеорологию сохранялось до восемнадцатого века. [37]

«De Subilitate » Джероламо Кардано ( 1550) был первым произведением, оспаривающим фундаментальные аспекты аристотелевской теории. Кардано утверждал, что существует только три основных элемента — земля, воздух и вода. Он не принимал во внимание огонь, поскольку ему нужен материал для распространения и он ничего не производит. Кардано считал, что существует два вида воздуха: свободный воздух и замкнутый воздух. Первый уничтожал неодушевленные предметы и сохранял одушевленные, тогда как последний имел противоположный эффект. [38]

«Рассуждение о методе» Рене Декарта ( 1637) олицетворяет начало научной революции в метеорологии. Его научный метод имел четыре принципа: никогда не принимать ничего, если только вы не уверены в его истинности; разбить каждую сложную проблему на более мелкие проблемы для решения; переходить от простого к сложному, всегда ища взаимосвязи; быть максимально полным и тщательным без предубеждений. [39]

В приложении Les Meteores он применил эти принципы к метеорологии. Он обсудил земные тела и пары, которые из них возникают, перейдя к объяснению образования облаков из капель воды и ветров, облаков, которые затем растворяются в дожде, граде и снеге. Он также обсудил влияние света на радугу. Декарт выдвинул гипотезу, что все тела состоят из мелких частиц различной формы и переплетения. Все его теории основывались на этой гипотезе. Он объяснил дождь тем, что облака становятся слишком большими для того, чтобы воздух мог их удержать, и что облака становятся снегом, если воздух недостаточно теплый, чтобы их растопить, или градом, если они встречают более холодный ветер. Как и у его предшественников, метод Декарта был дедуктивным, поскольку метеорологические приборы еще не были разработаны и широко не использовались. Он ввел декартову систему координат в метеорологию и подчеркнул важность математики в естествознании. Его работа установила метеорологию как законную отрасль физики. [40]

В 18 веке изобретение термометра и барометра позволило более точно измерять температуру и давление, что привело к лучшему пониманию атмосферных процессов. В этом веке также родилось первое метеорологическое общество, Societas Meteorologica Palatina в 1780 году. [41]

В 19 веке достижения в области технологий, такие как телеграф и фотография, привели к созданию сетей наблюдения за погодой и возможности отслеживать штормы. Кроме того, ученые начали использовать математические модели для прогнозирования погоды. В 20 веке появились радиолокационные и спутниковые технологии, которые значительно улучшили возможность наблюдения и отслеживания погодных систем. Кроме того, метеорологи и ученые, изучающие атмосферу, начали создавать первые прогнозы погоды и предсказания температуры. [42]

В 20-м и 21-м веках, с появлением компьютерных моделей и больших данных, метеорология стала все больше зависеть от численных методов и компьютерного моделирования. Это значительно улучшило прогнозирование погоды и предсказания климата. Кроме того, метеорология расширилась, включив в себя другие области, такие как качество воздуха, химия атмосферы и климатология. Прогресс в наблюдательных, теоретических и вычислительных технологиях позволил сделать еще более точные прогнозы погоды и понять погодные условия и загрязнение воздуха. В настоящее время, с развитием прогнозирования погоды и спутниковых технологий, метеорология стала неотъемлемой частью повседневной жизни и используется для многих целей, таких как авиация, сельское хозяйство и управление стихийными бедствиями. [ необходима цитата ]

Инструменты и шкалы классификации

Анемометр с полусферической чашкой

В 1441 году сын короля Седжона , принц Мунджон из Кореи, изобрел первый стандартизированный дождемер . [43] Они были отправлены по всей династии Чосон в Корее в качестве официального инструмента для оценки земельных налогов на основе потенциального урожая фермера. В 1450 году Леоне Баттиста Альберти разработал анемометр с качающейся пластиной , и он был известен как первый анемометр . [44] В 1607 году Галилео Галилей сконструировал термоскоп . В 1611 году Иоганн Кеплер написал первый научный трактат о снежных кристаллах: «Strena Seu de Nive Sexangula (Новогодний подарок в виде шестиугольного снега)». [45] В 1643 году Эванджелиста Торричелли изобрел ртутный барометр . [44] В 1662 году сэр Кристофер Рен изобрел механический, самоопорожняющийся, опрокидывающийся дождемер. В 1714 году Габриэль Фаренгейт создал надежную шкалу для измерения температуры с помощью ртутного термометра . [46] В 1742 году Андерс Цельсий , шведский астроном, предложил «стоградусную» шкалу температур, предшественницу современной шкалы Цельсия . [47] В 1783 году Орас-Бенедикт де Соссюр продемонстрировал первый волосяной гигрометр . В 1802–1803 годах Люк Говард написал работу «О видоизменении облаков» , в которой он дал типам облаков латинские названия. [48] В 1806 году Фрэнсис Бофорт представил свою систему классификации скоростей ветра . [49] Ближе к концу XIX века были опубликованы первые атласы облаков , включая Международный атлас облаков , который с тех пор переиздается. Запуск в апреле 1960 года первого успешного метеорологического спутника TIROS -1 ознаменовал начало эпохи, когда информация о погоде стала доступна по всему миру.

Исследование состава атмосферы

В 1648 году Блез Паскаль заново открыл, что атмосферное давление уменьшается с высотой, и сделал вывод, что над атмосферой существует вакуум. [50] В 1738 году Даниил Бернулли опубликовал «Гидродинамику» , положив начало кинетической теории газов и установив основные законы для теории газов. [51] В 1761 году Джозеф Блэк обнаружил, что лед поглощает тепло, не меняя своей температуры при таянии. В 1772 году ученик Блэка Дэниел Резерфорд открыл азот , который он назвал флогистонированным воздухом , и вместе они разработали теорию флогистона . [52] В 1777 году Антуан Лавуазье открыл кислород и разработал объяснение горения. [53] В 1783 году в эссе Лавуазье «Размышления о флогистоне» [54] он осуждает теорию флогистона и предлагает теорию теплорода . [55] [56] В 1804 году Джон Лесли заметил, что матовая черная поверхность излучает тепло более эффективно, чем полированная поверхность, что указывает на важность излучения черного тела . В 1808 году Джон Дальтон защитил теорию теплорода в «Новой системе химии» и описал, как она соединяется с веществом, особенно с газами; он предположил, что теплоемкость газов изменяется обратно пропорционально атомному весу . В 1824 году Сади Карно проанализировал эффективность паровых двигателей , используя теорию теплорода; он разработал понятие обратимого процесса и, постулируя, что ничего подобного не существует в природе, заложил основу второго закона термодинамики . В 1716 году Эдмунд Галлей предположил, что полярные сияния вызываются «магнитными эманациями», движущимися вдоль линий магнитного поля Земли .

Исследования циклонов и воздушных потоков

Общая циркуляция атмосферы Земли: Западные ветры и пассаты являются частью атмосферной циркуляции Земли.

В 1494 году Христофор Колумб пережил тропический циклон, что привело к первому письменному европейскому описанию урагана. [57] В 1686 году Эдмунд Галлей представил систематическое исследование пассатов и муссонов и определил солнечное нагревание как причину атмосферных движений. [58] В 1735 году Джордж Хэдли написал идеальное объяснение глобальной циркуляции посредством изучения пассатов . [ 59] В 1743 году, когда ураган помешал Бенджамину Франклину увидеть лунное затмение , он решил, что циклоны движутся в противоположном направлении по отношению к ветрам на их периферии. [60] Понимание кинематики того, как именно вращение Земли влияет на поток воздуха, сначала было частичным. Гаспар-Гюстав Кориолис опубликовал статью в 1835 году о выработке энергии машинами с вращающимися частями, такими как водяные колеса. [61] В 1856 году Уильям Феррел предположил существование ячейки циркуляции в средних широтах, и воздух внутри отклоняется силой Кориолиса, что приводит к преобладанию западных ветров. [62] В конце 19 века движение воздушных масс вдоль изобар стало пониматься как результат крупномасштабного взаимодействия силы градиента давления и отклоняющей силы. К 1912 году эта отклоняющая сила была названа эффектом Кориолиса. [63] Сразу после Первой мировой войны группа метеорологов в Норвегии во главе с Вильгельмом Бьеркнесом разработала норвежскую модель циклона , которая объясняет зарождение, усиление и окончательный распад (жизненный цикл) циклонов средних широт , и ввела идею фронтов , то есть резко определенных границ между воздушными массами . [64] В состав группы входили Карл-Густав Россби (который первым объяснил крупномасштабный атмосферный поток с точки зрения динамики жидкости ), Тор Бержерон (который первым определил, как образуется дождь) и Якоб Бьеркнес .

Сети наблюдений и прогнозирование погоды

Классификация облаков по высоте возникновения
Эта «Гетографическая или дождевая карта мира» была впервые опубликована в 1848 году Александром Кейтом Джонстоном .
Эта «Гетографическая или дождевая карта Европы» была также опубликована в 1848 году как часть «Физического атласа».

В конце XVI века и первой половине XVII века был изобретен ряд метеорологических приборов — термометр , барометр , гидрометр , а также ветро- и дождемеры. В 1650-х годах натурфилософы начали использовать эти приборы для систематической записи наблюдений за погодой. Научные академии создали погодные дневники и организовали наблюдательные сети. [65] В 1654 году Фердинандо II Медичи создал первую сеть наблюдений за погодой , которая состояла из метеорологических станций во Флоренции , Кутильяно , Валломброзе , Болонье , Парме , Милане , Инсбруке , Оснабрюке , Париже и Варшаве . Собранные данные отправлялись во Флоренцию через регулярные промежутки времени. [66] В 1660-х годах Роберт Гук из Лондонского королевского общества спонсировал сети наблюдателей за погодой. Трактат Гиппократа « Воздухи, воды и места» связывал погоду с болезнями. Таким образом, первые метеорологи пытались сопоставить погодные условия со вспышками эпидемий, а климат – со здоровьем населения. [65]

В эпоху Просвещения метеорология пыталась рационализировать традиционные знания о погоде, включая астрологическую метеорологию. Но также были попытки установить теоретическое понимание погодных явлений. Эдмонд Галлей и Джордж Хэдли пытались объяснить пассаты . Они рассуждали, что поднимающаяся масса нагретого воздуха на экваторе заменяется притоком более холодного воздуха из высоких широт. Поток теплого воздуха на большой высоте от экватора к полюсам, в свою очередь, создал раннюю картину циркуляции. Разочарование в отсутствии дисциплины среди наблюдателей за погодой и низкое качество инструментов привели к тому, что ранние современные национальные государства организовали крупные сети наблюдений. Таким образом, к концу 18 века метеорологи получили доступ к большому количеству надежных данных о погоде. [65] В 1832 году барон Шиллинг создал электромагнитный телеграф . [67] Появление электрического телеграфа в 1837 году впервые предоставило практический метод быстрого сбора данных о погоде на поверхности с большой территории. [68]

Эти данные можно было использовать для создания карт состояния атмосферы для региона вблизи поверхности Земли и для изучения того, как эти состояния развивались с течением времени. Для составления частых прогнозов погоды на основе этих данных требовалась надежная сеть наблюдений, но только в 1849 году Смитсоновский институт начал создавать сеть наблюдений по всей территории Соединенных Штатов под руководством Джозефа Генри . [69] В это время аналогичные сети наблюдений были созданы в Европе. Преподобный Уильям Клемент Лей сыграл ключевую роль в понимании перистых облаков и раннем понимании струйных течений . [70] Чарльз Кеннет Маккиннон Дуглас, известный как «CKM» Дуглас, прочитал статьи Лея после его смерти и продолжил раннее изучение погодных систем. [71] Исследователи метеорологии девятнадцатого века были привлечены из военных или медицинских кругов, а не обучались как преданные своему делу ученые. [72] В 1854 году правительство Соединенного Королевства назначило Роберта Фицроя на новую должность метеорологического статиста в Совете по торговле с задачей сбора данных наблюдений за погодой на море. В 1854 году офис Фицроя стал Метеорологическим бюро Соединенного Королевства , второй старейшей национальной метеорологической службой в мире ( Центральный институт метеорологии и геодинамики (ZAMG) в Австрии был основан в 1851 году и является старейшей метеорологической службой в мире). Первые ежедневные прогнозы погоды, сделанные офисом Фицроя, были опубликованы в газете The Times в 1860 году. В следующем году была введена система подъема конусов штормового предупреждения в основных портах, когда ожидался шторм.

Фицрой ввел термин «прогноз погоды» и попытался отделить научные подходы от пророческих. [73]

В течение следующих 50 лет многие страны создали национальные метеорологические службы. Метеорологический департамент Индии (1875) был создан для отслеживания тропических циклонов и муссонов . [74] Финское метеорологическое центральное управление (1881) было сформировано из части Магнитной обсерватории Хельсинкского университета . [75] Японская Токийская метеорологическая обсерватория, предшественница Японского метеорологического агентства , начала составлять карты погоды на поверхности в 1883 году. [76] Бюро погоды США (1890) было создано при Министерстве сельского хозяйства США . Австралийское бюро метеорологии (1906) было создано Законом о метеорологии для объединения существующих государственных метеорологических служб. [77] [78]

Численный прогноз погоды

Метеоролог за пультом IBM 7090 в Объединенном подразделении численного прогнозирования погоды,  1965 г.

В 1904 году норвежский ученый Вильгельм Бьеркнес в своей статье «Прогнозирование погоды как проблема механики и физики» впервые высказал мысль о том, что прогнозировать погоду можно с помощью расчетов, основанных на законах природы . [79] [80]

Лишь позднее, в 20 веке, достижения в понимании физики атмосферы привели к созданию современного численного прогнозирования погоды . В 1922 году Льюис Фрай Ричардсон опубликовал «Прогнозирование погоды с помощью численного процесса» [81], найдя заметки и выводы, над которыми он работал в качестве водителя скорой помощи во время Первой мировой войны. Он описал, как можно пренебречь малыми членами в прогностических уравнениях динамики жидкости, которые управляют атмосферным потоком, и численную схему расчета, которая может быть разработана для обеспечения прогнозирования. Ричардсон представлял себе большую аудиторию из тысяч людей, выполняющих вычисления. Однако само количество требуемых вычислений было слишком большим, чтобы выполнить их без электронных компьютеров, а размер сетки и временных шагов, используемых в вычислениях, приводили к нереалистичным результатам. Хотя численный анализ позже показал, что это было связано с числовой нестабильностью .

Начиная с 1950-х годов, численные прогнозы с помощью компьютеров стали осуществимыми. [82] Первые прогнозы погоды, полученные таким образом, использовали баротропные (одноуровневые по вертикали) модели и могли успешно предсказывать крупномасштабное движение волн Россби в средних широтах , то есть характер атмосферных минимумов и максимумов . [83] В 1959 году Метеорологическое бюро Великобритании получило свой первый компьютер, Ferranti Mercury . [84]

В 1960-х годах хаотичность атмосферы была впервые обнаружена и математически описана Эдвардом Лоренцом , основателем области теории хаоса . [85] Эти достижения привели к текущему использованию ансамблевого прогнозирования в большинстве крупных центров прогнозирования, чтобы учитывать неопределенность, возникающую из-за хаотичности атмосферы. [86] Были разработаны математические модели, используемые для прогнозирования долгосрочной погоды Земли ( климатические модели ), которые сегодня имеют разрешение, столь же грубое, как и старые модели прогнозирования погоды. Эти климатические модели используются для исследования долгосрочных климатических сдвигов, например, того, какие эффекты могут быть вызваны выбросами парниковых газов человеком .

Метеорологи

Метеорологи — это ученые, которые изучают и работают в области метеорологии. [87] Американское метеорологическое общество публикует и постоянно обновляет авторитетный электронный метеорологический глоссарий . [88] Метеорологи работают в государственных учреждениях , частных консалтинговых и исследовательских службах, промышленных предприятиях, коммунальных службах, радио- и телевизионных станциях , а также в сфере образования . В Соединенных Штатах в 2018 году метеорологи занимали около 10 000 рабочих мест. [89]

Хотя прогнозы погоды и предупреждения являются наиболее известными для общественности продуктами метеорологов, ведущие прогнозов погоды на радио и телевидении не обязательно являются профессиональными метеорологами. Чаще всего это репортеры с небольшим формальным метеорологическим образованием, использующие нерегулируемые звания, такие как специалист по погоде или синоптик . Американское метеорологическое общество и Национальная метеорологическая ассоциация выдают «Знаки одобрения» метеорологам, которые соответствуют определенным требованиям, но это не является обязательным для найма в СМИ.

Оборудование

Спутниковый снимок урагана Хьюго с полярной депрессией в верхней части изображения.

Каждая наука имеет свой собственный уникальный набор лабораторного оборудования. В атмосфере есть много вещей или качеств атмосферы, которые можно измерить. Дождь, который можно наблюдать или видеть где угодно и когда угодно, был одним из первых атмосферных качеств, измеренных исторически. Кроме того, два других точно измеряемых качества — это ветер и влажность. Ни одно из них нельзя увидеть, но можно почувствовать. Приборы для измерения этих трех появились в середине 15-го века и были соответственно дождемером , анемометром и гигрометром. До 15-го века было сделано много попыток сконструировать адекватное оборудование для измерения многих атмосферных переменных. Многие из них были в некотором роде неисправны или просто не были надежными. Даже Аристотель отмечал это в некоторых своих работах как трудность измерения воздуха.

Наборы поверхностных измерений являются важными данными для метеорологов. Они дают моментальный снимок различных погодных условий в одном месте и обычно находятся на метеостанции , судне или метеорологическом буе . Измерения, проводимые на метеостанции, могут включать любое количество атмосферных наблюдаемых величин. Обычно температура, давление , измерения ветра и влажность являются переменными, которые измеряются термометром, барометром, анемометром и гигрометром соответственно. [90] Профессиональные станции могут также включать датчики качества воздуха ( угарный газ , углекислый газ , метан , озон , пыль и дым ), облакомер (потолок облаков), датчик выпадающих осадков, датчик наводнения , датчик молнии , микрофон ( взрывы , звуковые удары , гром ), пиранометр / пиргелиометр / спектрорадиометр (ИК/видимый/УФ фотодиоды ), дождемер / снегомер , сцинтилляционный счетчик ( фоновая радиация , осадки , радон ), сейсмометр ( землетрясения и толчки), трансмиссометр (видимость) и часы GPS для регистрации данных . Данные о верхних слоях воздуха имеют решающее значение для прогнозирования погоды. Наиболее широко используемым методом являются запуски радиозондов . В дополнение к радиозондам Всемирная метеорологическая организация организует сеть сбора данных с самолетов .

Дистанционное зондирование , используемое в метеорологии, представляет собой концепцию сбора данных об удаленных погодных явлениях и последующего получения информации о погоде. Распространенными типами дистанционного зондирования являются радар , лидар и спутники (или фотограмметрия ). Каждый из них собирает данные об атмосфере из удаленного местоположения и, как правило, хранит данные там, где находится инструмент. Радар и лидар не являются пассивными, поскольку оба используют электромагнитное излучение для освещения определенной части атмосферы. [91] Метеорологические спутники вместе с более универсальными спутниками наблюдения за Землей, вращающимися вокруг Земли на разных высотах, стали незаменимым инструментом для изучения широкого спектра явлений от лесных пожаров до Эль-Ниньо .

Пространственные масштабы

Изучение атмосферы можно разделить на отдельные области, которые зависят как от временных, так и от пространственных масштабов. На одном из полюсов этой шкалы находится климатология. В масштабах времени от часов до дней метеорология разделяется на микро-, мезо- и синоптическую метеорологию. Соответственно, геопространственный размер каждого из этих трех масштабов напрямую связан с соответствующим временным масштабом.

Другие подклассификации используются для описания уникальных, локальных или общих эффектов в пределах этих подклассов.

Микромасштаб

Микромасштабная метеорология — это изучение атмосферных явлений в масштабе около 1 километра (0,62 мили) или меньше. Отдельные грозы, облака и локальная турбулентность, вызванная зданиями и другими препятствиями (например, отдельными холмами), моделируются в этом масштабе. [93]

Мезомасштаб

Мезомасштабная метеорология — это изучение атмосферных явлений, имеющих горизонтальные масштабы от 1 км до 1000 км и вертикальный масштаб, который начинается на поверхности Земли и включает в себя пограничный слой атмосферы, тропосферу, тропопаузу и нижнюю часть стратосферы . Мезомасштабные временные масштабы длятся от менее чем дня до нескольких недель. События, которые обычно представляют интерес, — это грозы , линии шквалов , фронты , полосы осадков в тропических и внетропических циклонах , а также топографически генерируемые погодные системы, такие как горные волны, морские и береговые бризы . [94]

Синоптическая шкала

NOAA : Анализ погоды в синоптическом масштабе

Метеорология синоптического масштаба предсказывает атмосферные изменения в масштабах до 1000 км и 10 5 сек (28 дней) во времени и пространстве. В синоптическом масштабе ускорение Кориолиса , действующее на движущиеся воздушные массы (за пределами тропиков), играет доминирующую роль в прогнозах. Явления, обычно описываемые синоптической метеорологией, включают такие события, как внетропические циклоны, бароклинные ложбины и хребты, фронтальные зоны и в некоторой степени струйные течения . Все они обычно приводятся на картах погоды для определенного времени. Минимальный горизонтальный масштаб синоптических явлений ограничен расстоянием между станциями наблюдения на поверхности . [95]

Глобальный масштаб

Среднегодовая температура поверхности моря

Глобальная метеорология изучает погодные условия, связанные с переносом тепла от тропиков к полюсам . В этом масштабе важны очень крупномасштабные колебания. Эти колебания имеют временные периоды, как правило, порядка месяцев, например, осцилляция Маддена–Джулиана , или лет, например, осцилляция Эль-Ниньо–Южное и тихоокеанское десятилетнее колебание . Глобальная метеорология проникает в область климатологии. Традиционное определение климата проникает в более крупные временные масштабы, и с пониманием более длительных временных масштабов глобальных колебаний их влияние на климат и погодные нарушения может быть включено в синоптические и мезомасштабные временные прогнозы.

Численное прогнозирование погоды является основным направлением в понимании взаимодействия воздуха и моря, тропической метеорологии, атмосферной предсказуемости и тропосферных/стратосферных процессов. [96] Военно -морская исследовательская лаборатория в Монтерее, Калифорния, разработала глобальную атмосферную модель под названием Navy Operational Global Atmospheric Prediction System (NOGAPS). NOGAPS эксплуатируется в оперативном режиме в Fleet Numerical Meteorology and Oceanography Center для Вооруженных сил США. Многие другие глобальные атмосферные модели управляются национальными метеорологическими агентствами.

Некоторые метеорологические принципы

Метеорология пограничного слоя

Метеорология пограничного слоя — это изучение процессов в воздушном слое непосредственно над поверхностью Земли, известном как атмосферный пограничный слой (ABL). Эффекты поверхности — нагревание, охлаждение и трение  — вызывают турбулентное перемешивание в воздушном слое. Значительное перемещение тепла , вещества или импульса в масштабах времени менее суток вызывается турбулентными движениями. [97] Метеорология пограничного слоя включает изучение всех типов границы поверхность-атмосфера, включая океан, озеро, городскую территорию и негородскую территорию для изучения метеорологии.

Динамическая метеорология

Динамическая метеорология в целом фокусируется на динамике жидкости в атмосфере. Идея воздушной частицы используется для определения наименьшего элемента атмосферы, при этом игнорируется дискретная молекулярная и химическая природа атмосферы. Воздушная частица определяется как бесконечно малая область в жидком континууме атмосферы. Для изучения атмосферы используются фундаментальные законы гидродинамики, термодинамики и движения. Физическими величинами, характеризующими состояние атмосферы, являются температура, плотность, давление и т. д. Эти переменные имеют уникальные значения в континууме. [92]

Приложения

Прогнозирование погоды

Прогноз давления на поверхности на пять дней вперед для северной части Тихого океана, Северной Америки и северной части Атлантического океана

Прогнозирование погоды — это применение науки и технологий для предсказания состояния атмосферы в будущем времени и в заданном месте. Люди пытались предсказать погоду неформально на протяжении тысячелетий, а формально — по крайней мере с 19 века. [98] [99] Прогнозы погоды составляются путем сбора количественных данных о текущем состоянии атмосферы и использования научного понимания атмосферных процессов для прогнозирования того, как атмосфера будет развиваться. [100]

Когда-то полностью человеческие усилия, основанные в основном на изменениях барометрического давления , текущих погодных условий и состояния неба, [101] [102] модели прогнозирования теперь используются для определения будущих условий. Человеческий вклад по-прежнему необходим для выбора наилучшей возможной модели прогнозирования, на которой будет основываться прогноз, что включает в себя навыки распознавания образов, телесвязи , знание производительности модели и знание смещений модели. Хаотическая природа атмосферы, огромная вычислительная мощность, необходимая для решения уравнений, описывающих атмосферу, ошибка, связанная с измерением начальных условий, и неполное понимание атмосферных процессов означают, что прогнозы становятся менее точными по мере увеличения разницы между текущим временем и временем, на которое делается прогноз ( диапазон прогноза). Использование ансамблей и консенсуса модели помогает сузить ошибку и выбрать наиболее вероятный результат. [103] [104] [105]

Прогнозы погоды имеют множество конечных применений. Предупреждения о погоде являются важными прогнозами, поскольку они используются для защиты жизни и имущества. [106] Прогнозы, основанные на температуре и осадках , важны для сельского хозяйства, [107] [108] [109] [110] и, следовательно, для трейдеров сырьевых товаров на фондовых рынках. Прогнозы температуры используются коммунальными компаниями для оценки спроса на предстоящие дни. [111] [112] [113] Ежедневно люди используют прогнозы погоды, чтобы определить, что надеть. Поскольку активный отдых на открытом воздухе сильно ограничен сильным дождем, снегом и ветром , прогнозы можно использовать для планирования мероприятий в связи с этими событиями, а также для планирования заранее и выживания в них.

Авиационная метеорология

Авиационная метеорология занимается изучением влияния погоды на управление воздушным движением . [114] Для экипажей воздушных судов важно понимать влияние погоды на их план полета, а также на их самолет, как отмечено в Руководстве по аэронавигационной информации : [115]

Воздействие льда на самолет носит кумулятивный характер — тяга уменьшается, сопротивление увеличивается, подъемная сила уменьшается, а вес увеличивается. Результатом является увеличение скорости сваливания и ухудшение летно-технических характеристик самолета. В экстремальных случаях на передней кромке аэродинамического профиля может образоваться от 2 до 3 дюймов льда менее чем за 5 минут. Для снижения подъемной силы некоторых самолетов на 50 процентов и увеличения сопротивления трения на такой же процент требуется всего лишь 1/2 дюйма льда. [116]

Агрономическая метеорология

Метеорологи, почвоведы , сельскохозяйственные гидрологи и агрономы — это люди, которые занимаются изучением влияния погоды и климата на распространение растений, урожайность , эффективность использования воды, фенологию развития растений и животных, а также энергетический баланс управляемых и естественных экосистем. С другой стороны, они интересуются ролью растительности в климате и погоде. [117]

Гидрометеорология

Гидрометеорология — это раздел метеорологии, который занимается гидрологическим циклом , водным балансом и статистикой осадков во время штормов . [118] Гидрометеоролог готовит и выпускает прогнозы накопления (количественных) осадков, сильных дождей, сильных снегопадов и выделяет области с потенциалом для внезапных наводнений. Обычно диапазон требуемых знаний пересекается с климатологией, мезомасштабной и синоптической метеорологией и другими науками о Земле. [119]

Многопрофильный характер отрасли может привести к техническим проблемам, поскольку инструменты и решения из каждой из отдельных дисциплин могут вести себя немного по-разному, быть оптимизированы для разных аппаратных и программных платформ и использовать разные форматы данных. Есть некоторые инициативы, такие как проект DRIHM [120] , которые пытаются решить эту проблему. [121]

Ядерная метеорология

Ядерная метеорология исследует распределение радиоактивных аэрозолей и газов в атмосфере. [122]

Морская метеорология

Морская метеорология занимается прогнозами погоды и волн для судов, работающих в море. Такие организации, как Ocean Prediction Center , Honolulu National Weather Service forecast office, United Kingdom Met Office , KNMI и JMA готовят прогнозы открытого моря для мировых океанов.

Военная метеорология

Военная метеорология — это исследование и применение метеорологии в военных целях. В Соединенных Штатах Командующий ВМС США , Командование военно-морской метеорологии и океанографии курирует метеорологические усилия для ВМС и Корпуса морской пехоты , в то время как Агентство погоды ВВС США отвечает за ВВС и армию .

Экологическая метеорология

Экологическая метеорология в основном анализирует распространение промышленных загрязнений физическими и химическими методами на основе метеорологических параметров, таких как температура, влажность, ветер и различные погодные условия.

Возобновляемая энергия

Применение метеорологии в возобновляемой энергетике включает в себя фундаментальные исследования, «разведку» и потенциальное картирование энергии ветра и солнечного излучения для ветро- и солнечной энергетики.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Frisinge, H. Howard (1983). История метеорологии: до 1800 года . Американское метеорологическое общество . стр. 1. ISBN 978-1-940033-91-4.
  2. ^ ab NS, [email protected]. "История метеорологии в Индии". Imd.gov.in. Архивировано из оригинала 30 марта 2012 г. Получено 25 марта 2012 г.
  3. ^ ab Hellmann, G. (1 октября 1908 г.). «Рассвет метеорологии». Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society . 34 (148): 221–232. Bibcode : 1908QJRMS..34..221H. doi : 10.1002/qj.49703414802. ISSN  1477-870X.
  4. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 г. Американское метеорологическое общество . стр. 8. ISBN 978-1-940033-91-4.
  5. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 года . Американское метеорологическое общество . стр. 11. ISBN 978-1-940033-91-4.
  6. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 г. Американское метеорологическое общество . стр. 4. ISBN 978-1-940033-91-4.
  7. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 г. Американское метеорологическое общество . стр. 5. ISBN 978-1-940033-91-4.
  8. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 г. Американское метеорологическое общество . стр. 6. ISBN 978-1-940033-91-4.
  9. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 г. Американское метеорологическое общество . стр. 8. ISBN 978-1-940033-91-4.
  10. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 г. Американское метеорологическое общество . стр. 9–10. ISBN 978-1-940033-91-4.
  11. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 года . Американское метеорологическое общество . стр. 11. ISBN 978-1-940033-91-4.
  12. ^ "Метеорология: Введение". Infoplease . Архивировано из оригинала 28 декабря 2008 . Получено 4 ноября 2008 .
  13. ^ "94.05.01: Метеорология". Архивировано из оригинала 21 июля 2016 года . Получено 16 июня 2015 года .
  14. ^ Аристотель (2004) [350 г. до н. э.]. Метеорология. Библиотека Аделаидского университета, Университет Аделаиды, Южная Австралия 5005. Архивировано из оригинала 17 февраля 2007 г. Перевод EW Webster{{cite book}}: CS1 maint: location (link) CS1 maint: location missing publisher (link)
  15. ↑ Аристотель; Форстер, ES (Эдвард Сеймур), 1879–1950; Добсон, JF (Джон Фредерик), 1875–1947 (1914). De Mundo. Оксфорд: The Clarendon Press. стр. Глава 4.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: numeric names: authors list (link)
  16. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 г. Американское метеорологическое общество . стр. 25. ISBN 978-1-940033-91-4.
  17. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 года . Американское метеорологическое общество . стр. 25–26. ISBN 978-1-940033-91-4.
  18. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 г. Американское метеорологическое общество . стр. 26. ISBN 978-1-940033-91-4.
  19. ^ "Weather: Forecasting from the Beginning". Infoplease . Архивировано из оригинала 10 июля 2022 . Получено 4 ноября 2008 .
  20. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 г. Американское метеорологическое общество . стр. 26. ISBN 978-1-940033-91-4.
  21. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 года . Американское метеорологическое общество . стр. 27. ISBN 978-1-940033-91-4.
  22. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 г. Американское метеорологическое общество . стр. 28. ISBN 978-1-940033-91-4.
  23. ^ Смит А.М., 1996. «Теория визуального восприятия Птолемея: английский перевод оптики», стр. 46. Труды Американского философского общества, т. 86, часть 2.
  24. ^ "Хронология географии, палеонтологии". Paleorama.com. Архивировано из оригинала 6 сентября 2012 года. По пути Discovery
  25. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 года . Американское метеорологическое общество . стр. 29–30. ISBN 978-1-940033-91-4.
  26. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 г. Американское метеорологическое общество . стр. 30. ISBN 978-1-940033-91-4.
  27. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 года . Американское метеорологическое общество . стр. 30–31. ISBN 978-1-940033-91-4.
  28. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 года . Американское метеорологическое общество . стр. 31. ISBN 978-1-940033-91-4.
  29. ^ Фахд, Туфик, Ботаника и сельское хозяйство , стр. 815
  30. ^ Morelon, Régis; Rashed, Roshdi (1996). Энциклопедия истории арабской науки . Том 3. Routledge . С. 815–816. ISBN 978-0-415-12410-2.
  31. ^ Фризингер, Х. Говард (1973). «Наследие Аристотеля в метеорологии». Бюллетень Американского метеорологического общества . 54 (3): 198. Bibcode :1973BAMS...54..198F. doi : 10.1175/1520-0477(1973)054<0198:ALIM>2.0.CO;2 . ISSN  1520-0477.
  32. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 года . Американское метеорологическое общество . стр. 32. ISBN 978-1-940033-91-4.
  33. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 г. Американское метеорологическое общество . стр. 33. ISBN 978-1-940033-91-4.
  34. ^ "Ancient and pre-Renaissance Contributors to Meteorology". Архивировано из оригинала 2 декабря 2014 года . Получено 16 июня 2015 года .
  35. ^ Рэймонд Л. Ли; Алистер Б. Фрейзер (2001). Радужный мост: Радуги в искусстве, мифе и науке. Penn State Press. стр. 155. ISBN 978-0-271-01977-2.
  36. ^ "Теодорик Фрайбергский и Камаль ад-Дин аль-Фариси независимо друг от друга сформулировали правильное качественное описание радуги | Encyclopedia.com". www.encyclopedia.com . Архивировано из оригинала 4 августа 2020 года . Получено 16 мая 2020 года .
  37. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 года . Американское метеорологическое общество . стр. 33, 36. ISBN 978-1-940033-91-4.
  38. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 года . Американское метеорологическое общество . стр. 36–37. ISBN 978-1-940033-91-4.
  39. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 года . Американское метеорологическое общество . стр. 37. ISBN 978-1-940033-91-4.
  40. ^ Фризинге, Х. Ховард (1983). История метеорологии: до 1800 года . Американское метеорологическое общество . стр. 37–40. ISBN 978-1-940033-91-4.
  41. ^ Бёрнген, Майкл; Фокен, Томас (2022). «150 лет: Лейпцигская метеорологическая конференция, 1872 г., веха в международном метеорологическом сотрудничестве». Метеорологическая газета . 31 (5): 415–427. Бибкод : 2022MetZe..31..415B. дои : 10.1127/metz/2022/1134 . S2CID  251295416.
  42. ^ "Прогнозирование погоды на протяжении веков". earthobservatory.nasa.gov . 25 февраля 2002 г. Архивировано из оригинала 22 января 2009 г. Получено 9 декабря 2023 г.
  43. ^ Earth Science' 2005 Ed. Rex Bookstore, Inc. стр. 151. ISBN 978-971-23-3938-7.
  44. ^ ab Jacobson, Mark Z. (июнь 2005 г.). Основы атмосферного моделирования (мягкая обложка) (2-е изд.). Нью-Йорк: Cambridge University Press. стр. 828. ISBN 978-0-521-54865-6.
  45. ^ "Early Snow Crystal Observations". Архивировано из оригинала 25 февраля 2019 года . Получено 16 июня 2015 года .
  46. ^ Григулл, У., Фаренгейт — пионер точной термометрии. Теплопередача, 1966, Труды 8-й Международной конференции по теплопередаче, Сан-Франциско, 1966, том 1.
  47. ^ Бекман, Олоф (2001). "История температурной шкалы Цельсия". Астрономическая обсерватория Уппсалы . Архивировано из оригинала 22 июля 2009 года.
  48. ^ Торнс, Джон. Э. (1999). Небо Джона Констебля. Издательство Бирмингемского университета, стр. 189. ISBN 1-902459-02-4 . 
  49. ^ Джайлс, Билл. "Шкала Бофорта". BBC Weather . Архивировано из оригинала 15 октября 2010 года . Получено 12 мая 2009 года .
  50. ↑ Флорин Паскалю, сентябрь 1647 г., Эввес завершает Паскаля , 2:682.
  51. ^ О'Коннор, Джон Дж.; Робертсон, Эдмунд Ф. , «Метеорология», Архив истории математики Мактьютора , Университет Сент-Эндрюс
  52. ↑ Биографическая справка в «Лекциях и докладах профессора Дэниела Резерфорда (1749–1819) и дневнике миссис Гарриет Резерфорд». Архивировано 7 февраля 2012 г. на Wayback Machine .
  53. ^ «Sur la горение en général» («О горении вообще», 1777 г.) и «Considérations Générales sur la Nature des Acides» («Общие соображения о природе кислот», 1778 г.).
  54. ^ Николас В. Бест, «Размышления Лавуазье о флогистоне I: против теории флогистона». Архивировано 22 сентября 2018 г. в Wayback Machine , Foundations of Chemistry , 2015, 17 , 137–151.
  55. ^ Николас В. Бест, «Размышления о флогистоне» Лавуазье II: О природе тепла Архивировано 9 апреля 2019 г. в Wayback Machine , Основы химии , 2015, 17. В этой ранней работе Лавуазье называет его «магматической жидкостью».
  56. ^ В издании 1880 года «Руководства по научному познанию знакомых вещей» , учебной научной книги XIX века, теплопередача объяснялась с точки зрения потока теплоты.
  57. ↑ Морисон, Сэмюэл Элиот, Адмирал Океана-моря: Жизнь Христофора Колумба , Бостон, 1942, стр. 617.
  58. ^ Кук, Алан Х., Эдмонд Галлей: Картографирование небес и морей (Оксфорд: Clarendon Press, 1998)
  59. ↑ Джордж Хэдли, «О причине всеобщих пассатов», Philosophical Transactions , т. 39 (1735).
  60. ^ Дорст, Нил (1 июня 2017 г.). "FAQ: Хронология ураганов". aoml.noaa.gov . AOML . Архивировано из оригинала 5 июня 2019 г.
  61. ^ Г. Г. Кориолис (1835). «Sur les équations du mouvement relatif des systemes de corps». Журнал Королевской политехнической школы . 15 : 144–154.
  62. ^ Феррел, Уильям (4 октября 1856 г.). "Очерк о ветрах и течениях океана" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 11 октября 2013 г. . Получено 1 января 2009 г. .
  63. ^ Артур Гордон Вебстер (1912). Динамика частиц и твердых, упругих и жидких тел. Б. Г. Тойбнер. стр. 320. центробежная сила Кориолиса 0-1920.
  64. ^ Джонсон, Шей (2003). "Норвежская модель циклона" (PDF) . weather.ou.edu . Университет Оклахомы. Архивировано из оригинала (PDF) 1 сентября 2006 года . Получено 11 октября 2006 года .
  65. ^ abc Джон Л. Хейлброн (2003). Оксфордский компаньон по истории современной науки . Oxford University Press. стр. 518. ISBN 9780199743766.
  66. ^ Рэймонд С. Брэдли, Филип Д. Джонс, Климат с 1500 г. н.э. , Routledge, 1992, ISBN 0-415-07593-9 , стр.144 
  67. ^ Мартин, Ребекка (2009). «Новости на проводе». ABC Online . Архивировано из оригинала 3 марта 2016 года . Получено 12 мая 2009 года .
  68. ^ Бруно, Леонард К. «Изобретение телеграфа». memory.loc.gov . Библиотека Конгресса . Архивировано из оригинала 11 января 2009 года . Получено 1 января 2009 года .
  69. ^ "Архивы Смитсоновского института". Архивировано из оригинала 20 октября 2006 года . Получено 16 июня 2015 года .
  70. ^ "Пророк без чести: преподобный Уильям Клемент Лей и охота за струйным течением". rmets.org . Архивировано из оригинала 28 августа 2016 года . Получено 13 октября 2016 года .
  71. ↑ Field, M. (1 октября 1999 г.). «Профиль метеоролога — Чарльз Кеннет Маккиннон Дуглас, OBE, AFC, MA». Weather . 54 (10): 321–327. Bibcode :1999Wthr...54..321F. doi :10.1002/j.1477-8696.1999.tb03992.x. S2CID  120325369.
  72. ^ Уильямсон, Фиона (1 сентября 2015 г.). «Weathering the empire: meteorological research in the early British straits settlements». Британский журнал истории науки . 48 (3): 475–492. doi :10.1017/S000708741500028X. ISSN  1474-001X. PMID  26234178. Архивировано из оригинала 16 января 2021 г. Получено 20 декабря 2020 г.
  73. ^ Андерсон, Кэтрин (1999). «Пророки погоды: наука и репутация в викторианской метеорологии». История науки . 37 (2): 179–215. Bibcode : 1999HisSc..37..179A. doi : 10.1177/007327539903700203. S2CID  142652078.
  74. ^ "Создание IMD". imd.gov.in . Метеорологическое управление Индии . Архивировано из оригинала 20 ноября 2015 года . Получено 1 января 2009 года .
  75. ^ "История Финского метеорологического института". fmi.fi . Финский метеорологический институт . Архивировано из оригинала 25 июля 2010 года . Получено 1 января 2009 года .
  76. ^ "История". jma.go.jp . Японское метеорологическое агентство . Архивировано из оригинала 25 декабря 2010 года . Получено 22 октября 2006 года .
  77. ^ "BOM празднует 100 лет". Australian Broadcasting Corporation . 31 декабря 2007 г. Архивировано из оригинала 5 ноября 2012 г. Получено 2 января 2009 г.
  78. ^ "Коллекции в Перте: 20. Метеорология". Национальный архив Австралии. Архивировано из оригинала 12 февраля 2012 года . Получено 24 мая 2008 года .
  79. ^ Беркнес, В. (1904) «Das Issue der Wettervorhersage, betrachtet vom Standpunkte der Mechanik und der Physik» (Проблема прогнозирования погоды, рассматриваемая с точки зрения механики и физики), Meteorologische Zeitschrift , 21  : 1–7. Доступно на английском языке в Интернете по адресу: Schweizerbart SciencePublishers. Архивировано 11 апреля 2018 г. в Wayback Machine .
  80. ^ "Пионеры современной метеорологии и климатологии: Вильгельм и Якоб Бьеркнес" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 21 ноября 2017 г. . Получено 13 октября 2008 г. .
  81. ^ Ричардсон, Льюис Фрай, Прогнозирование погоды с помощью числового процесса (Кембридж, Англия: Cambridge University Press, 1922). Доступно в сети: Internet Archive.org.
  82. ^ Эдвардс, Пол Н. "Моделирование общей циркуляции атмосферы". aip.org . Американский институт физики . Архивировано из оригинала 25 марта 2008 г. Получено 13 января 2008 г.
  83. ^ Кокс, Джон Д. (2002). Storm Watchers. John Wiley & Sons, Inc. стр. 208. ISBN 978-0-471-38108-2.
  84. ^ "История численного прогнозирования погоды в Met Office". Met Office . Архивировано из оригинала 15 января 2018 года . Получено 15 января 2018 года .
  85. ^ Эдвард Н. Лоренц, «Детерминированный непериодический поток», Журнал атмосферных наук , т. 20, стр. 130–141 (1963).
  86. ^ Manousos, Peter (19 июля 2006 г.). "Системы ансамблевого прогнозирования". Hydrometeorological Prediction Center . Архивировано из оригинала 8 апреля 2019 г. Получено 31 декабря 2010 г.
  87. ^ Glickman, Todd S. (июнь 2009 г.). Meteorology Glossary (электронный) (2-е изд.). Cambridge, Massachusetts: American Meteorological Society . Архивировано из оригинала 10 ноября 2019 г. Получено 10 марта 2014 г.
  88. ^ Glickman, Todd S. (июнь 2000 г.). Meteorology Glossary (электронный) (2-е изд.). Cambridge, Massachusetts: American Meteorological Society . Архивировано из оригинала 10 марта 2014 г. Получено 10 марта 2014 г.
  89. ^ "Ученые, изучающие атмосферу, включая метеорологов: Справочник по профессиональным перспективам: Бюро статистики труда США". www.bls.gov . Архивировано из оригинала 18 апреля 2020 г. Получено 24 марта 2020 г.
  90. ^ "Surface Weather Observations and Reports, Federal Meteorological Handbook No. 1". ofcm.gov . Office of the Federal Coordinator of Meteorology. Сентябрь 2005 г. Архивировано из оригинала 20 апреля 1999 г. Получено 2 января 2009 г.
  91. ^ Пиблз, Пейтон, [1998], Принципы радара , John Wiley & Sons, Inc., Нью-Йорк, ISBN 0-471-25205-0 . 
  92. ^ ab Holton, JR (2004). Введение в динамическую метеорологию (PDF) (4-е изд.). Burlington, MD: Elsevier Academic Press. стр. 5. ISBN 978-0-12-354015-7. Архивировано (PDF) из оригинала 6 марта 2016 г. . Получено 5 марта 2016 г. .: 5 
  93. ^ "AMS Glossary of Meteorology". Американское метеорологическое общество . Архивировано из оригинала 6 июня 2011 года . Получено 12 апреля 2008 года .
  94. ↑ Онлайн-глоссарий метеорологии. Архивировано 21 мая 2006 г. на Wayback Machine , Американское метеорологическое общество [1] Архивировано 16 февраля 2006 г. на Wayback Machine , 2-е изд., 2000, Allen Press. Архивировано 23 февраля 2011 г. на Wayback Machine .
  95. ^ Блюстейн, Х., Синоптико-динамическая метеорология в средних широтах: принципы кинематики и динамики, т. 1 , Oxford University Press, 1992; ISBN 0-19-506267-1 
  96. ↑ Глобальное моделирование. Архивировано 21 августа 2007 г. в Wayback Machine , Военно-морская исследовательская лаборатория США, Монтерей, Калифорния.
  97. ^ Гарратт, Дж. Р., Пограничный слой атмосферы , Cambridge University Press, 1992; ISBN 0-521-38052-9 . 
  98. ^ "Уроки астрологии". Mistic House . Архивировано из оригинала 8 июня 2008 года . Получено 12 января 2008 года .
  99. ^ Крафт, Эрик Д. (7 октября 2001 г.). "Экономическая история прогнозирования погоды". EH.net . Economic History Association . Архивировано из оригинала 3 мая 2007 г. Получено 15 апреля 2007 г.
  100. ^ "Прогнозирование погоды на протяжении веков". NASA . Архивировано из оригинала 10 сентября 2005 года . Получено 25 мая 2008 года .
  101. ^ "Применение барометра к наблюдению за погодой". The Weather Doctor . Архивировано из оригинала 9 мая 2008 года . Получено 25 мая 2008 года .
  102. ^ Мур, Марк (2003). "Прогнозирование в полевых условиях — краткое изложение" (PDF) . NWAC . Архивировано из оригинала (PDF) 25 марта 2009 г. . Получено 25 мая 2008 г. .
  103. ^ Вайкманн, Клаус; Уитакер, Джефф; Рубичек, Андрес; Смит, Кэтрин. «Использование ансамблевых прогнозов для получения улучшенных среднесрочных (3–15 дней) прогнозов погоды». cdc.noaa.gov . Earth System Research Laboratories . Архивировано из оригинала 15 декабря 2007 г. . Получено 16 февраля 2007 г. .
  104. ^ Кимберлен, Тодд (июнь 2007 г.). «TC Genesis, Track, and Intensity Forecating [sic]». wpc.ncep.noaa.gov . Архивировано из оригинала 27 февраля 2021 г. . Получено 21 июля 2007 г. .
  105. ^ Ричард Дж. Паш, Майк Фиорино и Крис Ландси . ОБЗОР TPC/NHC ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПАКЕТА NCEP ЗА 2006 ГОД. [ постоянная мертвая ссылка ] Получено 5 мая 2008 г.
  106. ^ "Заявление о миссии Национальной метеорологической службы". weather.gov . NOAA . Архивировано из оригинала 12 июня 2008 г. Получено 25 мая 2008 г.
  107. ^ Fannin, Blair (14 июня 2006 г.). «Сухие погодные условия продолжаются в Техасе». Southwest Farm Press . Архивировано из оригинала 3 июля 2009 г. Получено 26 мая 2008 г.
  108. ^ Mader, Terry (3 апреля 2000 г.). "Drought Corn Silage". beef.unl.edu . University of Nebraska–Lincoln . Архивировано из оригинала 5 октября 2011 г. . Получено 26 мая 2008 г. .
  109. ^ Тейлор, Кэтрин С. (март 2005 г.). "Учреждение персикового сада и уход за молодыми деревьями". pubs.caes.uga.edu . Университет Джорджии . Архивировано из оригинала 24 декабря 2008 г. . Получено 26 мая 2008 г.
  110. ^ "After Freeze, Counting Losses to Orange Crop". The New York Times . Associated Press . 14 января 1991 г. Архивировано из оригинала 15 июня 2018 г. Получено 26 мая 2008 г.
  111. ^ «ФЬЮЧЕРСЫ/ОПЦИОНЫ; Холодная погода приводит к росту цен на топливо для отопления». The New York Times . Reuters . 26 февраля 1993 г. Архивировано из оригинала 15 июня 2018 г. Получено 25 мая 2008 г.
  112. ^ "Heatwave causes electric surge". BBC News . 25 июля 2006 г. Архивировано из оригинала 20 мая 2009 г. Получено 25 мая 2008 г.
  113. ^ "Семь ключевых сообщений программы Energy Drill" (PDF) . tcdsb.org/environment/energydrill . Toronto Catholic District School Board . Архивировано из оригинала (PDF) 17 февраля 2012 года . Получено 25 мая 2008 года .
  114. ^ Wragg, David W. (1973). Словарь авиации (первое издание). Osprey. стр. 190. ISBN 9780850451634.
  115. ^ Международная версия под названием « Публикация аэронавигационной информации» содержит параллельную информацию, а также конкретную информацию о международных аэропортах для использования международным сообществом.
  116. ^ "Руководство по аэронавигационной информации, раздел 1. Метеорология: 7-1-21. PIREPs, касающиеся обледенения планера". AIM Online . Федеральное управление гражданской авиации , Департамент транспорта. 16 июля 2020 г. Архивировано из оригинала 21 июня 2020 г. Получено 17 августа 2020 г.
  117. ↑ Сельскохозяйственная и лесная метеорология. Архивировано 6 июня 2011 г. в Wayback Machine , Elsevier, ISSN  0168-1923.
  118. ↑ Encyclopaedia Britannica Архивировано 19 июня 2008 г. на Wayback Machine , 2007.
  119. ^ О HPC Архивировано 20 августа 2023 г. в Wayback Machine , NOAA/ Национальная метеорологическая служба, Национальные центры прогнозирования окружающей среды, Центр гидрометеорологического прогнозирования Архивировано 20 мая 2021 г. в Wayback Machine , Кэмп-Спрингс, Мэриленд, 2007 г.
  120. ^ "Home". Архивировано из оригинала 6 августа 2015 года . Получено 16 июня 2015 года .
  121. ^ DRIHM News, номер 1, март 2012 г., стр. 2 Архивировано 4 сентября 2015 г. в Wayback Machine «Идеальная среда для гидрометеорологических исследований на европейском уровне»
  122. ^ Цицкишвили, М.С.; Трусов, А.Г. (февраль 1974 г.). «Современные исследования в области ядерной метеорологии». Атомная энергия . 36 (2): 197–198. doi :10.1007/BF01117823. S2CID  96128061.

Дальнейшее чтение

Словари и энциклопедии

История

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Метеорология» .
В Википедии есть оригинальные работы по теме: Метеорология
Викиверситет содержит обучающие ресурсы по метеорологии

Пожалуйста, смотрите прогноз погоды на сайтах прогнозов погоды.