МЕТЕОРОЛОГИЯ
(от греч. meteorps
-поднятый вверх, небесный, meteora -атмосферные и небесные явления и ...логия),
наука
об атмосфере и происходящих в ней процессах. Осн. раздел М.-
физика
атмосферы, исследующая физ. явления и процессы в атмосфере. . Хим.
процессы в атмосфере изучаются химией атмосферы - новым, быстро развивающимся
разделом М. Изучение атм. процессов теоретич. методами гидроаэромеханики
- задача динамической метеорологии, одной из важных проблем
к-рой является разработка численных методов прогнозов погоды. Др.
разделами М. являются: наука о погоде и методах её предсказания - синоптическая
метеорология и наука о климатах Земли -климатология, обособившаяся
в самостоят, дисциплину. В этих дисциплинах пользуются как физич., так
и географич. методами исследования, однако в последнее время физич. направления
в них стали ведущими. Влияние атм. факторов на биологич. 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,
посвящённая
процессам в свободной атмосфере, где влияние земной поверхности менее существенно;
физика верхних слоев атмосферы, рассматривающая атмосферу на высотах в
согни и тысячи км, где плотность атм. 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 оптич.
явлениях в атмосфере, атмосферное электричество
и атмосферная
акустика.
Первые исследования в области М. относятся
к античному времени (Аристотель). Развитие М. ускорилось с 1-й пол. 17
в., когда итал. учёные Г. Галилей и Э. Торричелли разработали первые метеорологич.
приборы - барометр и термометр.
В 17-18 вв. были сделаны первые шаги в
изучении закономерностей атм. процессов. Из работ этого времени следует
выделить метеорологич. исследования М. В. Ломоносова и Б. Франклина, к-рые
уделяли особое внимание изучению атм. электричества. В этот же период были
изобретены и усовершенствованы приборы для измерения скорости ветра, количества
выпадающих осадков, влажности воздуха и др. метеорологических элементов.
Это
позволило начать систе-матич. наблюдения за состоянием атмосферы при помощи
приборов, сначала в отд. пунктах, а в дальнейшем (с кон. 18 в.) на сети
метеорологич. станций. Мировая сеть метеорологич. станций, проводящих наземные
наблюдения на осн. части поверхности материков, сложилась в сер. 19 в.
Наблюдения за состоянием атмосферы на различных
высотах были начаты в горах, а вскоре после изобретения аэростата (кон.
18 в.) - в свободной атмосфере. С кон. 19 в. для наблюдения за метеорологич.
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 осн. методом исследования
атмосферы на сети аэрологич. станций. В сер. 20 в. сложилась мировая актинометрич.
сеть, на станциях к-рой производятся наблюдения за солнечной радиацией
и её преобразованиями на земной поверхности; были разработаны методы наблюдений
за содержанием озона в атмосфере, за элементами атм. электричества, за
химич. составом атм. 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 атм. явлений: общую циркуляцию атмосферы,
влагооборот, снежный покров и др.
В 19 в. получили развитие эмпирич. исследования
атм. циркуляции с целью обоснования методов прогнозов погоды. Работы У.
Ферреля в США и Г. Гельм-гольца в Германии положили начало исследованиям
в области динамики атм. движений, к-рые были продолжены в нач. 20 в. норв.
учёным В. Бьеркнесом и его учениками. Дальнейший прогресс динамич. М. ознаменовался
созданием первого метода численного гидродинамич. прогноза погоды, разработанного
сов. учёным И. А. Кибелем, и последующим быстрым развитием этого метода.
В сер. 20 в. большое развитие получили
методы динамич. М. в изучении общей циркуляции атмосферы. С их помощью
амер. метеорологи Дж. Смагоринский и С. Манабе построили мировые карты
темп-ры воздуха, осадков и др. метеорологич. элементов. Аналогичные исследования
ведутся во мн. странах, они тесно связаны с Междунар. программой исследования
глобальных атмосферных процессов (ПИГАП). Значит, внимание в совр.
М. уделяется изучению физич. 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 метеорологич. учреждений.
Г. И. Вилъд, руководивший обсерваторией на протяжении мн. лет во
2-й пол. 19 в., создал в России образцовую систему метеорологич. наблюдений
и службу погоды. Он был одним из основателей Междунар. метеорологич. орг-ции
(1871) и председателем между-нар. комиссии по проведению 1-го Междунар.
полярного года (1882-83). За годы Сов. власти был создан ряд новых науч.
метеорологич. учреждений, к числу к-рых относятся Гидрометцентр СССР (ранее
Центр, ин-т прогнозов), Центр, аэрологич. обсерватория, Ин-т физики атмосферы
АН СССР и др.
Основоположником сов. школы динамич. М.
был А. А. Фридман. В его исследованиях, а также в более поздних работах
Н. Е. Кочина, П. Я. Кочи-ной, Е. Н. Блиновой, Г. И. Марчу-ка, А, М. Обухова,
А. С. Монина, М. И. Юдина и др. были исследованы закономерности атм." движений
различных масштабов, предложены первые модели теории климата, разработана
теория атм. 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. сов. климатологов был детально изучен
климат нашей страны и исследованы атм. процессы, определяющие климатич.
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 си-ноптич. М. (В.
А. Бугаев, С. П. Хромов и др.) способствовали значит, повышению уровня
успешности метеорологич. прогнозов. В исследованиях сов. агрометеорологов
(Г. Т. Селянинов, Ф. Ф.Да-витая и др.) дано обоснование оптимального размещения
с.-х. культур на терр. нашей страны.
Существенные результаты получены в Сов.
Союзе в работах по активным воздействиям на атм. процессы. Опыты воздействий
на облака и осадки, начатые В. Н. Оболенским, получили широкое развитие
в послевоен. 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, позволяющие
получать информацию о многих метеорологич. элементах для всего земного
шара. Для наземных наблюдений за облаками и осадками пользуются радиолокационными
методами (см. Радиолокация в метеорологии). Всё возрастающее применение
находит автоматизация метеорологич. наблюдений и обработки их данных. В
исследованиях по теоретич. М. широко используются ЭВМ, применение к-рых
имело громадное значение для усовершенствования численных методов прогнозов
погоды. Расширяется использование количественных физич. 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
и
гидрологией
суши. Эти три науки изучают различные звенья одних и тех же процессов
теплообмена и влагообмена, развивающихся в географич. оболочке Земли. Связь
М. с геологией и геохимией основана на общих задачах этих наук в исследованиях
эволюции атмосферы и изменений климатов Земли в геологич. прошлом. В совр.
М. широко используются методы теоретич. механики, а также материалы и методы
многих др. физич., химич. и технич. дисциплин.
Одна из гл. задач М. - прогноз погоды на
различные сроки. Краткосрочные прогнозы особенно необходимы для обеспечения
работы авиации; долгосрочные-имеют большое значение для с. х-ва. Т. к.
метеорологич. факторы оказывают существенное влияние на мн. стороны хоз.
деятельности, для обеспечения запросов нар. х-ва необходимы материалы о
климатич. режиме. Быстро возрастает практич. значение активных воздействий
на атм. процессы, в т. ч. воздействий на облачность и осадки, защиты растений
от заморозков и др.
Науч. и практич. работами в области М.
руководит Гидрометеорологическая служба СССР, созданная в 1929.
Деятельность метеорологич. служб различных
стран объединяет Всемирная метеорологическая организация и др. междунар.
метеорологич. орг-ции. Международные науч. совещания по различным проблемам
М. проводит также Ассоциация метеорологии и физики атмосферы, входящая
в состав Геодезич. и геофизич. союза. Наиболее крупными совещаниями по
М. в СССР являются Всесоюзные метеорологич. съезды; последний (5-й) съезд
состоялся в июне 1971 в Ленинграде. Работы, выполняемые в области М., публикуются
в метеорологических журналах.
Лит.: Хргиан А. X., Очерки развития
метеорологии, 2 изд., т. 1, Л., 1959; Метеорология и гидрология за 50 лет
Советской власти, под ред. Е. К. Фёдорова, Л., 1967; Хромов С. П., Метеорология
и климатология для географических факультетов, Л., 1964; Тверской П. Н.,
Курс метеороло-
гии, Л., 1962; Матвеев Л. Т., Основы общей
метеорологии, физика атмосферы, Л., 1965; Фёдоров Е. К., Часовые погоды,
[Л.], 1970.
М. И. Будыко.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я