1. Subiectul și sarcinile meteorologiei și climatologiei.
2. Comunicarea climatologiei cu alte științe.
3. O scurtă istorie a dezvoltării climatologiei.
1. Subiectul și sarcinile meteorologiei și climatologiei.
În atmosfera pământului, se observă zilnic o mare varietate de fenomene, create ca urmare a diferitelor procese fizice care apar în ea. Aceste fenomene și procese care au loc în atmosferă nu sunt izolate, ci în interacțiune strânsă cu procesele care apar în straturile superioare ale solului și a apei. Toate aceste fenomene și procese apar în principal din cauza faptului că energia solară intră pe suprafața pământului.
Știință. studii și explicarea fenomenelor fizice și proceselor din atmosferă la interacțiunea cu suprafața solului, apei, vegetația și așa mai departe. d. ( „suprafață suport“) se numește meteorologie. Această știință este fizica atmosferei, deoarece procesele care apar în ea sunt de natură fizică. Studiul proceselor și fenomenelor observate în atmosferă are o mare importanță practică și ne permite să elucidăm legile dezvoltării lor. Cunoașterea acestor legi face posibilă dezvoltarea unor metode de prognoză a proceselor atmosferice și, în unele cazuri, face posibilă schimbarea dezvoltării acestora către un mod mai favorabil pentru om.
Din punct de vedere calitativ și cantitativ, starea fizică a atmosferei și procesele care apar în ea sunt exprimate prin intermediul așa-numitelor elemente meteorologice. Cele mai importante pentru viața umană și activitatea economică sunt următoarele elemente: temperatura și umiditatea solului, presiunea aerului, temperatura și umiditatea, turbiditatea, precipitațiile, vântul. Adesea, aceste elemente se numesc elemente meteorologice. Ele se află între ele în strânsă interconexiune și acționează întotdeauna împreună, manifestându-se în combinații foarte complexe și volatile.
Starea atmosferei pe un anumit teritoriu și pentru un anumit moment, determinată de procesele fizice care apar în el în timpul interacțiunii cu suprafața subacvatică, se numește vreme.
Observațiile asupra timpului pentru o perioadă lungă de timp ne permit să determinăm climatul din această zonă. Clima numit secvența logică a proceselor atmosferice, create în zonă, ca urmare a interacțiunii radiației solare, circulatia atmosferica si fenomenele fizice care au loc în suprafața de bază, și în acest domeniu determină caracteristica modului său meteo.
Foarte des confundă conceptele de vreme și de climă. Există o mare diferență între aceste concepte. Vremea reprezintă starea fizică a atmosferei pe un anumit teritoriu și pentru o anumită perioadă, caracterizată printr-o anumită combinație de elemente meteorologice. Clima este caracterizată de un regim de vreme pe termen lung, iar regimul meteorologic pe termen lung este înțeles nu doar predominant, ci și în general posibil în condițiile de teren date. Din definirea conceptului de climat, se poate observa că factorii principali de formare a climei vor fi radiația solară, circulația atmosferică și natura suprafeței subiacente. Sub influența lor combinată, formarea climei are loc în diferite părți ale globului.
O influență deosebită asupra climei o oferă și activitatea umană, deoarece poate schimba proprietățile fizice ale suprafeței subiacente.
Radiația solară este cel mai important factor de formare a climei, deoarece datorită acestei radiații în atmosferă au loc diverse procese fizice. Pe suprafața pământului, radiația solară este distribuită neuniform, ceea ce duce la încălzirea inegală atât a solului cât și a aerului în diferite benzi latitudinale ale globului. Aceste diferențe formează diferențe în presiunea aerului, iar acestea din urmă produc curenți de aer, care sunt asociate cu transferul de căldură și umiditate. Astfel, radiația solară determină natura impactului unui alt factor de formare climatică - atmosferică. De asemenea, circulația atmosferică depinde de natura suprafeței subiacente. Un rol imens în transferul maselor de aer este jucat de continente și oceane. În vara, continentele sunt încălzite mai mult decât oceanele. În timpul iernii, dimpotrivă, se răcesc mai puternic. Diferențele de temperatură dintre continente și oceane creează o diferență în distribuția presiunii aerului. Pe continentele cu latitudini temperate vara, zonele cu presiune scăzută sunt stabilite, în zonele înalte de iarnă. De-a lungul oceanelor, dimpotrivă, în vară există o presiune relativ mare, iarna - o presiune redusă. În consecință, în timpul verii, curentul de aer către pământ este sub forma unui muson ocean, iarna - din pământ sub forma unui muson continent.
În plus față de continente și oceane, relieful are o mare influență asupra circulației atmosferei, în special formele de relief mari - creasta munților și platourile înalte, precum și lacurile și corpurile mari de apă. Astfel, pe de o parte, există o relație strânsă între circulația atmosferei și natura suprafeței subiacente. Pe de altă parte, circulația atmosferică poate afecta cantitatea de radiație solară care intră pe suprafața pământului. În acele părți ale globului unde sunt observate curenți de aer descendenți, de exemplu în zonele cu presiune crescută, nu există noroi mare, care afectează în mod semnificativ sosirea - consumul de energie radiantă. În zonele în care se creează mișcări ascendente, se formează o mare nor, care schimbă semnificativ și regimul de radiații.
Suprafața care stă la baza este un factor important pentru formarea climei, deoarece proprietățile fizice ale maselor de aer care formează deasupra ei depind de natura sa. Apa și pământul au un efect diferit asupra climei. De asemenea, influența asupra climei a solului gol și a suprafeței acoperite de vegetație va fi diferită. Vegetația erbacee exercită o influență diferită asupra climei decât a pădurii.
Zona științei. studierea condițiilor de formare a climei și a regimului climatic al diferitelor țări și regiuni, se numește climatologie. Climatologia examinează relația dintre factorii care formează clima și interacțiunea lor cu suprafața de bază. Climatologia studiază regularitățile în distribuirea pe suprafața globului a diferitelor fenomene meteorologice și a tipurilor de climă. De asemenea, se ocupă de aspecte legate de schimbările climatice sub influența omului.
Studiile de climatologie și descrie condițiile climatice ale zonelor mari. Cu toate acestea, în zonele mici, sub influența factorilor locali, pot fi create anumite caracteristici climatice. Totalitatea acestor caracteristici climatice locale se numește microclimatul acestui sit. Acestea sunt deosebit de pronunțate în stratul de aer aproape de sol. Ramura climatologică, care studiază formarea climei stratului de aer de suprafață și descrie caracteristicile microclimatice ale diferitelor situri, se numește microclimatologie.
Climatologia are o mare importanță practică. Acesta servește diferite ramuri ale economiei naționale. Datele climatologiei sunt utilizate pe scară largă în producție.
În procesul de deservire a cerințelor de practică din climatologie, au fost identificate o serie de ramuri, care au fost apoi dezvoltate independent. Deci, au existat agroclimatologie, climatologie forestieră, climatologie medicală etc.
Agroclimatologia studiază condițiile climatice importante în agricultură, iar studiul acestor condiții se realizează luând în considerare interacțiunea lor cu obiectele proceselor de producție agricolă. Ea este, de asemenea, implicat în descrierea agro-climatice și zonarea pentru distribuția cea mai adecvată și eficientă a producției agricole, precum și de a introduce metode de practici agricole, care sunt cele mai apropiate de climatul local și oferă randamente ridicate și stabile ale culturilor, creșterea productivității animalelor, prognozarea randamentului culturilor, măsuri de control cu fenomene hidrometeorologice periculoase și periculoase.
Agroclimatologia provine din Rusia datorită operei unor oameni de știință ruși - AI Voeikov și PI Brounov. în anii 1884-1885.
Climatologia forestieră se ocupă de studiul relațiilor care sunt create între factorii climatici, pe de o parte, și pădurea, pe de altă parte. Se analizează influența condițiilor climatice asupra creșterii, dezvoltării și productivității plantațiilor forestiere, studiind microclimatul creat în teritoriul ocupat de păduri, precum și impactul pădurilor asupra climei zonele adiacente. Fondatorii meteorologiei și climatologiei forestiere din Rusia au fost AI Voeikov, GN Vysotsky și AP Tolsky.
Climatologia medicală se ocupă de studierea aspectelor legate de efectele vremii și ale climei asupra corpului uman. Ea studiază, de asemenea, condițiile climatice ale stațiunilor de sănătate, ale căror proprietăți medicinale sunt folosite pentru a restabili sănătatea umană.
O atenție deosebită a fost acordată AI Voeikov, precum și AA Kaminsky și NA Korostelev. P.G.Mezernitsky a pus pe scară largă dezvoltarea unor chestiuni de climatologie medicală.
Climatologia transporturilor își propune să studieze influența condițiilor meteorologice asupra activității aviației, a căilor ferate, a apei și a altor moduri de transport.
Pentru clarificarea condițiilor climatice ale unei localități, sunt utilizate pe scară largă observațiile pe termen lung ale stațiilor meteorologice. Aceste observații permit să se deducă valorile medii și extreme ale elementelor meteorologice, frecvența diferitelor fenomene și așa mai departe. care servesc la cuantificarea climatului din zonă, precum și la compararea climatului din diferite localități. Aceste date sunt necesare pentru a răspunde cerințelor economiei naționale.
În acest sens, a apărut o direcție în metodologia de studiere a climei, care a fost numită climatologie complexă. Prin metoda climatologică complexă, climatul este studiat prin stabilirea frecvenței vremii. Aceste tipuri se caracterizează prin anumite combinații de elemente meteorologice. Climatologia complexă în URSS a fost dezvoltată de EE Fedorov și LA Chubukov.
Clima este studiată nu numai prin calcularea valorilor medii care oferă o descriere cantitativă a acesteia, ci și prin studierea proceselor de formare a climei care conduc la formarea anumitor tipuri de climă. În rezolvarea acestei probleme, metodele climatologice sinoptice sunt de o mare importanță. Acesta din urmă, atunci când studiază climatul, acordă cea mai mare atenție factorilor circulanți și explică diferitele manifestări ale climei prin procesele de circulație generală a atmosferei. În acest caz, factorii de circulație înseamnă trei procese atmosferice - transferul orizontal al masei de aer, degenerarea sau transformarea lor pe continente și oceane și, în final, formarea unor interfețe sau fronturi între ele. Aceasta ia în considerare și influența radiației solare și a suprafeței subiacente. Conform climatologiei sinoptice, multe lucrări valoroase au fost create de A.I. Asknazy, BPAlisov, H.P.Pogosyan și alții.
În rezolvarea multor probleme, atât teoretice cât și practice, climatologia se bazează pe legile fundamentale ale fizicii. Acest lucru face posibilă calcularea semnificației unui număr de variabile climatice pentru care nu există o observație directă. În această direcție, sunt cunoscute lucrările lui MI Budyko, SA Sapozhnikova și alții.