Науката метеорология

ПРЕДМЕТ, ЗАДАЧИ, МЕТОДИ И КЛОНОВЕ НА МЕТЕОРОЛОГИЯТА

 

1. Предмет на метеорологията

Думата „метеорология” произхожда от гръцките думи „метеор” (явление, което протича в небето) и „логос” (познание, учение). Като наука метеорологията се оформя през XVII век.

            Метеорологията е наука за земната атмосфера и протичащите в нея процеси и явления.

            Метеорологично време се нарича състоянието на атмосферата над определен район от земното кълбо в даден момент и последователната му смяна за определен интервал от време.

            За определянето му се използват следните най-важни метеорологични елементи: температура, влажност, атмосферно налягане, вятър, облачност, мъгла, валеж и видимост. Стойностите на тези (и други) метеорологични елементи се отчитат

на всеки 3 часа в няколко хиляди приземни и няколко стотин аерологични станции, разположени в различни точки от земното кълбо. Събраните метеорологични данни се нанасят върху географски карти по определен начин и се получават т. нар. синоптични карти. След техния анализ се определя и прогнозира метеорологичното време.

            Първоначално метеорологията е натрупвала само данни отразяващи качествените характеристики на множество метеорологични явления. По-късно нейното развитие се характеризира с количествени наблюдения, целта на които е разкриване на вътрешните закономерности на изучаваните явления и установяване на връзката между тях. След това върху основата на разкритите вече закономерности и връзки метеорологията създава сигурни методи за предсказване на естествения ход на

някои атмосферни явления и за въздействие върху тях.

Основни задачи на метеорологията:

  • Да се обяснят качествено и количествено протичащите процеси и явления в атмосферата.
  • Да се изучи причинната връзка между тях.
  • Върху основата на установените вече закони да се разработят методи за предсказване на бъдещото развитие на тези процеси и явления за определен период от време.
  • Да се разработят ефективни методи за изменение на естествения ход на атмосферните процеси в желаното от човека направление.

2. Методи за изследване в метеорологията

            За решаване на основните задачи метеорологията използва следните методи за изследване:

  • наблюдения в естествени условия.
  • експерименти в естествени и в лабораторни условия.
  • физико-математически анализ.

            Същността на метода на наблюденията в естествени условия се състои в провеждането на наблюдения по единна програма на някои количествени и качествени характеристики на най-важните атмосферни явления. Наблюденията се извършват с прости физически прибори (предназначени за стандартни изследвания) или с извънредно сложна апаратура (монтирана на самолети, метеорологични ракети и изкуствени спътници). Чрез този най-стар метод се събира основният фактически материал, необходим за по-нататъшен анализ на атмосферните явления.

            Методът на експеримента (чрез експедиционни проучвания) намери широко приложение през последните години. Обикновено той се използва за събиране на сведения за атмосферни процеси и явления:

ü  протичащи над територии,  които не са включени в действащата мрежа за наблюдения, или

ü  когато са необходими специални данни за научноизследователски цели.

            Такива са например научните експедиции в Арктика и Антарктида, международните експедиции в океаните, глобалните експерименти за изследване на времето над цялата планета и др. В сравнение с лабораторния експеримент във физиката методът на експеримента в метеорологията не позволява изследване на атмосферния процес или явление в чист вид, защото не може да се елиминира влиянието на многобройните второстепенни фактори. Например трудно могат да се възпроизвеждат (в цялото им многообразие) в лабораторни условия явления като образуването на облаци, полярните сияния, ураганните ветрове и др.

            Същността на метода на физико-математическия анализ е практическа проверка на физико-математическа теория за дадено атмосферно явление върху основата на множеството установени от наблюдения факти, общите закони на физиката и широкото използване на математическия апарат. Създадената по такъв начин теория позволява по-нататък това явление да бъде изследвано и предсказвано.

3. Дялове на науката метеорология

            Метеорологията е динамично развиваща се наука. В нея непрекъснато се оформят нови дялове. Те се различават по характера на изучаваните явления, използваните методи, приложението им в практиката и др. Сега метеорологията има следните основни дялове: обща метеорология, синоптична метеорология, динамична метеорология, климатология, спътникова метеорология, радио-локационна метеорология,  аерология и аерономия. В зависимост от приложението на метеорологията в различните области на обществения живот различаваме авиационна метеорология, агрометеорология и др.

            Обща метеорология: изучава физичните процеси и явления, които се развиват в атмосферата и техните взаимоотношения. Тук се включват атмосферната статика, термодинамиката на сухия и влажния въздух, физиката на облаците и валежите, атмосферната оптика, акустика и електричество и др.

            Синоптичната метеорология изучава и предсказва метеорологичното време на основата на синоптичния метод. Синоптичната прогноза за времето се прави чрез събиране на количествени данни за текущото състояние на атмосферата, изготвянето на синоптични карти и използване на научното разбиране на развитието на атмосферните процеси.

            Динамична метеорология- дял от метеорологията, който изучава атмосферните движения и свързаните с тях преобразования на енергията в атмосферата с помощта на уравненията на термо- и хидродинамиката и теорията на турбулентността. Разработва теоретични модели за целите на численото предсказване на времето.

            Климатология – изучава климатообразуващите фактори, създава описание и количествена характеристика на климатите по Земята, класификацията им въз основа на климатообразуващите процеси, изследване на климата на минали геоложки епохи, прогнозиране на климатичните изменения, оценка на климатичните ресурси с оглед тяхното рационално използване и др.

            Спътникова метеорология- изучава земната атмосфера и океаните като използва данните, получени от дистанционни устройства разположени на спътници с орбита около земята.

            Аерономия- наука за състава, структурата и процесите във високата атмосфера с отчитане на дисипацията и йонизацията. Изучава сребристи облаци, полярни сияния, светене на нощното небе, атмосферни приливи, метеорни следи.

            Аерология (от гръцки) -част от метеорологията, която изучава явленията в свободната атмосфера (над 1-2 км от земната повърхност) и има за задача да усъвършенства методите за изследване на високите атмосферни слоеве и специалните уреди, които се използват при тези изследвания. Методите на аерологията  са опитни — измерителните уреди и апарати се изпращат във високата атмосфера с помощта на балони, самолети и ракети. Най-често използваният уред е радиосонда, а в последно време се използват радарите и лидарите. Изследва се разпределението на атмосферното налягане, температурата и влажността на въздуха, посоката и скоростта на въздушните течения и др.

            Агрометеорология- изучава метеорологичните, климатичните, хидрологичните и почвените условия в тяхното взаимодействие с обектите и процесите на селско стопанското производство.  Т.е., тази наука се намира във взаимодействие с редица други науки — географията, метеорологията, климатологията, агрономическите и животновъдните науки, биологията, почвознанието, физиологията на растенията и животните, математиката и статистиката и др.

            Морска метеорология- дял от метеорологията които изучава взаимодействието между атмосферата и океана и изготвя прогнози за състоянието на вълните на морската и океанска повърхност за всички плавателни съдове в открито море.     Хидрометеорология – клон по метеорологията и хидрологията, която изучава преноса на вода и енергия между земната повърхност и ниските слоеве на атмосферата. Изготвят се прогнози и предупреждения за опасни за обществото явления като наводнения, порои, тропически циклони, продължителни суши.

            Авиационна метеорология – изучава влиянието на метеорологичните елементи на времето върху полета на въздухоплавателните средства, опасните за авиацията метеорологични явления и изготвя специализирани прогнози и предупреждения за ВС, които се намират в полет или им предстои кацане или излитане.