Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

МЕТЕОРОЛО́ГИЯ

  • рубрика

    Рубрика: География

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 20. Москва, 2012, стр. 123-125

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: Б. А. Семенченко, Д. М. Сонечкин

МЕТЕОРОЛО́ГИЯ (от греч. μετέωρος – не­бес­ный и ...ло­гия), нау­ка об ат­мо­сфе­ре и про­ис­хо­дя­щих в ней про­цес­сах и яв­ле­ни­ях. Ос­нов­ной раз­дел М. – фи­зи­ка ат­мо­сфе­ры, ко­то­рая, в свою оче­редь, под­раз­де­ля­ет­ся по изу­чае­мым объ­ек­там и про­цес­сам. Ис­сле­до­ва­ни­ем ат­мо­сфер­ных про­цес­сов за­ни­ма­ет­ся ди­на­ми­че­ская ме­тео­ро­ло­гия, её важ­ней­шей про­бле­мой яв­ля­ет­ся раз­ра­бот­ка чис­лен­ных ме­то­дов про­гно­зов по­го­ды; сол­неч­ную и зем­ную ра­диа­цию изу­ча­ет ак­ти­но­мет­рия, оп­тич. яв­ле­ния в ат­мо­сфе­ре – ат­мо­сфер­ная оп­ти­ка; вы­де­ле­ны так­же ат­мо­сфер­ное элек­три­че­ст­во и аку­сти­ка. Боль­шое вни­ма­ние в М. уде­ля­ет­ся вер­ти­каль­но­му строе­нию ат­мо­сфе­ры, обо­соб­ле­на фи­зи­ка при­зем­но­го слоя ат­мо­сфе­ры, по­сколь­ку об­ласть со­при­кос­но­ве­ния зем­ной по­верх­но­сти и ат­мо­сфе­ры оп­ре­де­ля­ет в осн. фор­ми­ро­ва­ние те­п­ло- и вла­го­об­ме­на ме­ж­ду ни­ми. В при­зем­ном слое (слое ды­ха­ния) важ­ней­шую роль иг­ра­ет со­дер­жа­ние хи­мич., фи­зич. и био­ло­гич. за­гряз­не­ний, по­сколь­ку в нём про­те­ка­ет жизнь и дея­тель­ность че­ло­ве­ка, фор­ми­ру­ет­ся эко­ло­гич. со­стоя­ние воз­душ­но­го бас­сей­на и при­род­ной сре­ды. Аэ­ро­ло­гия рас­смат­ри­ва­ет про­цес­сы в сво­бод­ной ат­мо­сфе­ре, где влия­ние зем­ной по­верх­но­сти ме­нее су­ще­ст­вен­но. Аэ­ро­но­мия изу­ча­ет са­мые верх­ние слои ат­мо­сфе­ры. Од­ной из осн. це­лей ис­сле­до­ва­ний ат­мо­сфе­ры яв­ля­ет­ся ана­лиз и про­гноз по­го­ды, этим во­про­сом за­ни­ма­ет­ся си­ноп­ти­че­ская ме­тео­ро­ло­гия – нау­ка о по­го­де и ме­то­дах её пред­ска­за­ния. Близ­ка к М. кли­ма­то­ло­гия – нау­ка о кли­ма­тах Зем­ли и их из­ме­не­ни­ях в про­шлом и на­стоя­щем. Су­ще­ст­вен­ных ус­пе­хов дос­тиг ряд при­клад­ных ме­тео­ро­ло­гич. дис­ци­п­лин, та­ких как авиа­ци­он­ная, строи­тель­ная, с.-х., мед. ме­тео­ро­ло­гия.

Очерк развития науки

М. – древ­няя нау­ка. Све­де­ния о по­го­де тре­бо­ва­лись че­ло­ве­че­ст­ву по ме­ре раз­ви­тия зем­ле­де­лия, ско­то­вод­ст­ва, мо­ре­пла­ва­ния и иных ви­дов дея­тель­но­сти, напр. строи­тель­ст­ва жи­лья и т. д. Ин­фор­ма­ция о разл. ме­тео­ро­ло­гич. яв­ле­ни­ях, по­го­де и спо­со­бах её пред­ска­за­ния со­дер­жит­ся в древ­них ле­ген­дах и ле­то­пи­сях, осо­бен­но бо­га­ты ею древ­ние кит. хро­ни­ки. Пер­вым до­шед­шим до нас сис­те­ма­тич. опи­са­ни­ем ат­мо­сфер­ных яв­ле­ний с по­пыт­ка­ми их объ­яс­не­ния яв­ля­ет­ся труд «Ме­тео­ро­ло­ги­ка» Ари­сто­те­ля; Пли­ний Стар­ший в «Ес­те­ст­вен­ной ис­то­рии» для це­лей мо­ре­пла­ва­ния опи­сы­вал вет­ры, пре­об­ла­даю­щие в тех или иных рай­онах ан­тич­но­го ми­ра. Рим. по­эт Вер­ги­лий в по­эме «Ге­ор­ги­ки» при­во­дил не­ко­то­рые при­ме­ты пло­хой по­го­ды, пы­та­ясь дать её про­гноз. В древ­но­сти по­лу­чи­ли рас­про­стра­не­ние пред­ска­за­ния по­го­ды по дви­же­ни­ям пла­нет и фа­зам Лу­ны. Ис­поль­зо­ва­лись так­же при­ме­ты по­го­ды, свя­зан­ные с цер­ков­ным ка­лен­да­рём. Напр., по­го­да ка­ж­до­го ме­ся­ца на­сту­паю­ще­го го­да оп­ре­де­ля­лась по по­го­де на Ро­ж­де­ст­во и в по­сле­дую­щие 11 дней. Опуб­ли­ко­ван­ная в 1488 кн. «Прак­ти­ка» нем. ас­т­ро­ло­га И. Эн­ге­ля до­нес­ла до нас, по-ви­ди­мо­му, пер­вый про­гноз по­го­ды на ка­ж­дый день на­сту­паю­ще­го го­да. По­ми­мо ас­т­ро­ло­ги­че­ских и ка­лен­дар­ных, для пред­ска­за­ний по­годы до­воль­но ши­ро­ко ис­поль­зо­ва­лись нар. при­ме­ты, в т. ч. свя­зан­ные с ат­мо­сфер­ны­ми яв­ле­ния­ми. По­доб­ные при­ме­ты, воз­ни­кав­шие в ре­зуль­та­те вни­ма­тель­но­го на­блю­де­ния за ок­ру­жаю­щей сре­дой, име­ли зна­че­ние для по­сле­дую­ще­го раз­ви­тия М. как нау­ки. Пер­вый сис­те­ма­тич. днев­ник по­го­ды при­над­ле­жит англ. пас­то­ру У. Мер­лу и от­но­сит­ся к 1337–43.

Упо­ми­на­ния об из­ме­ре­ни­ях ко­ли­че­ст­ва вы­па­дав­ших осад­ков име­ют­ся в хро­ни­ках стран Древ­не­го ми­ра: Древ­не­го Егип­та, Ас­си­рии, Ва­ви­ло­нии, Ин­дии, Ки­тая и Ко­реи; то­гда же бы­ли из­вест­ны при­бо­ры для из­ме­ре­ния на­прав­ле­ния и ско­ро­сти вет­ра. При­бо­ры для из­ме­рения влаж­но­сти воз­ду­ха упо­ми­на­ют­ся впер­вые в 15 в. в «Тво­ре­ни­ях» кар­ди­на­ла Ни­ко­лая Ку­зан­ско­го, а за­тем в днев­ни­ках Ле­о­нар­до да Вин­чи. Это бы­ли весо­вые гиг­ро­мет­ры, прин­цип дейст­вия ко­то­рых ос­но­ван на из­ме­ре­нии уве­ли­че­ния ве­са су­хо­го гиг­ро­ско­пич­но­го ма­те­риа­ла при рос­те влаж­но­сти воз­ду­ха. Бо­лее цен­ным для нау­ки явил­ся изо­бре­тён­ный Фер­ди­нан­дом II Тос­кан­ским кон­ден­са­ци­он­ный гиг­ро­метр. Од­на­ко ста­нов­ле­ние М. как нау­ки в со­вре­мен­ном её по­ни­ма­нии на­ча­лось в 17 в. с изо­бре­те­ния осн. при­бо­ров для про­из-ва ме­тео­ро­ло­гич. на­блю­де­ний. Наи­боль­ший вклад в на­ла­жи­ва­ние ин­ст­ру­мен­таль­ных ме­тео­ро­ло­гич. на­блю­де­ний при­над­ле­жит итал. учё­ным, и пре­ж­де все­го Г. Га­ли­лею с уче­ни­ка­ми, ко­то­ры­ми бы­ли вы­ска­за­ны идеи соз­да­ния тер­мо­мет­ра, ба­ро­мет­ра и до­ж­де­ме­ра. К сер. 17 в. в Ита­лии в не­ма­лом ко­ли­че­ст­ве из­го­тав­ли­ва­лись спир­то­вые тер­мо­мет­ры и ртут­ные ба­ро­мет­ры. Но­вую эпо­ху в гиг­ро­мет­рии со­ста­ви­ли тру­ды швейц. ес­те­ст­во­ис­пы­та­те­ля О. Б. Сос­сю­ра, при­ме­нив­ше­го для из­ме­ре­ния влаж­но­сти воз­ду­ха обез­жи­рен­ные во­ло­сы и оп­ре­де­лив­ше­го их «точ­ку край­ней влаж­но­сти» (на­сы­ще­ния) под ко­ло­ко­лом. На ос­но­ва­нии ис­сле­до­ва­ний Сос­сю­ра П. Л. Дю­лон­гом, Ж. Л. Гей-Люс­са­ком был раз­ра­бо­тан но­вый пси­хро­мет­рич. ме­тод из­ме­ре­ния влаж­но­сти, ши­ро­ко прак­ти­куе­мый и в на­ше вре­мя. По­сто­ян­ные ин­ст­ру­мен­таль­ные на­блю­де­ния при­зем­но­го ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния на­ча­лись во Фран­ции (Па­риж, Клер­мон) и в Шве­ции (Сток­гольм) в 1640-х гг., темп-ры воз­ду­ха – в 1654 в Ита­лии (Фло­рен­ция). Из­ме­ре­ния ха­рак­те­ри­стик со­стоя­ния ат­мо­сфе­ры вда­ли от зем­ной по­верх­но­сти ста­ли воз­мож­ны мно­го позд­нее.

Пер­вая ме­ж­ду­нар. ме­тео­ро­ло­гич. сеть бы­ла ор­га­ни­зо­ва­на в 1654 Фер­ди­нан­дом II Тос­кан­ским. Семь из его стан­ций рас­по­ла­га­лись в Сев. Ита­лии и че­ты­ре в Вар­ша­ве, Па­ри­же, Ин­сб­ру­ке и Ос­на­б­рю­ке. Во Фло­рен­ции еже­днев­но осу­ще­ст­в­ля­лось 15 на­блю­де­ний. Сле­дую­щей важ­ной ве­хой в раз­ви­тии ме­тео­ро­ло­гич. на­блю­де­ний яви­лось соз­да­ние в 1780 се­ти из 39 стан­ций, две из ко­то­рых на­хо­ди­лись в Сев. Аме­ри­ке. В Рос­сии пер­вый ряд ме­тео­ро­ло­гич. на­блю­де­ний про­из­ве­дён в 1724–25 в С.-Пе­тер­бур­ге. Лон­дон­ское ко­ро­лев­ское об-во, раз­ра­бо­тав­шее в эти же го­ды пер­вую ин­ст­рук­цию по про­ве­де­нию ме­тео­ро­ло­гич. на­блю­де­ний, ста­ло со­би­рать и ре­гу­ляр­но пуб­ли­ко­вать ре­зуль­та­ты на­блю­де­ний, осу­ще­ст­в­ляв­ших­ся в разл. ев­роп. стра­нах. В 1730-х гг. уча­ст­ни­ка­ми Ве­ли­кой Сев. экс­пе­ди­ции под рук. В. Бе­рин­га в Си­би­ри бы­ла ор­га­ни­зо­ва­на сеть из две­на­дца­ти ме­тео­ро­ло­гич. стан­ций. Ме­тео­ро­ло­гич. сеть стан­ций в совр. по­ни­ма­нии это­го сло­ва впер­вые соз­да­на Ман­гейм­ским ме­тео­ро­ло­гич. об-вом (Гер­ма­ния) в сер. 18 в.

В сер. 19 в. во мно­гих стра­нах ста­ли воз­ни­кать спец. ме­тео­ро­ло­гич. уч­ре­ж­де­ния, од­но из пер­вых ор­га­ни­зо­ва­ла в 1855 Ве­ли­ко­бри­та­ния. За­тем ме­тео­ро­ло­гич. служ­бы поя­ви­лись в др. ев­роп. стра­нах и в США. В 1849 в С.-Пе­тер­бур­ге от­кры­лась Глав­ная фи­зич. об­сер­ва­то­рия, сре­ди за­дач ко­то­рой – ор­га­ни­за­ция и по­все­днев­ное ру­ко­во­дство ме­тео­ро­ло­гич. на­блю­де­ния­ми на всей тер­ри­то­рии Рос­сии. В 1872 при Глав­ной фи­зич. об­сер­ва­то­рии соз­да­на служ­ба по­го­ды, на ба­зе ко­то­рой воз­ник­ла совр. Гид­ро­ме­тео­ро­ло­гич. служ­ба Рос­сии. Глав­ная же фи­зич. об­сер­ва­то­рия, бу­ду­чи пе­ре­име­но­ва­на в Глав­ную гео­фи­зич. об­сер­ва­то­рию (с 1924), про­дол­жа­ет ра­бо­тать как один из ве­ду­щих на­уч. цен­тров Рос­сии по фи­зи­ке и хи­мии ат­мо­сфе­ры.

В 1873 в Ве­не со­сто­ял­ся пер­вый Ме­ж­ду­нар. ме­тео­ро­ло­гич. кон­гресс, ко­то­рый ре­ко­мен­до­вал, ка­кие имен­но кон­ст­рук­ции ме­тео­ро­ло­гич. при­бо­ров на­до ис­поль­зо­вать, по ка­ким пра­ви­лам и в ка­кие сро­ки про­из­во­дить на­блю­де­ния, как об­ме­ни­вать­ся дан­ны­ми на­блю­де­ний ме­ж­ду стра­на­ми. Кон­гресс соз­дал По­сто­ян­ный к-т ди­рек­то­ров нац. ме­тео­ро­ло­гич. служб, на ос­но­ве ко­то­ро­го дейст­ву­ет совр. Все­мир­ная ме­тео­ро­ло­ги­че­ская ор­га­ни­за­ция (ВМО).

Од­ной из про­блем в фи­зи­ке и М. в 18 в. и от­час­ти в 19 в. бы­ло при­ме­не­ние в раз­ных стра­нах разл. тем­пе­ра­тур­ных шкал. Напр., нем. фи­зик И. Г. Лам­берт опи­сал 19 шкал. Об­щее же их чис­ло до­хо­ди­ло до 60, и не­ко­то­рые, напр. шка­ла Де­ли­ля, ис­поль­зо­ва­лись в Рос­сии ещё в 1-й пол. 19 в. Зна­чи­тель­но доль­ше удер­жа­лась Ре­о­мю­ра шка­ла, а Фа­рен­гей­та шка­ла до сих пор ис­поль­зу­ет­ся ме­тео­ро­ло­гич. служ­бой США, Ве­ли­ко­бри­та­нии и др. анг­лоя­зыч­ных стран. В 1927 при­ня­та Ме­ж­ду­на­род­ная прак­ти­че­ская тем­пе­ра­тур­ная шка­ла.

Важ­ность и боль­шая прак­тич. поль­за служ­бы по­го­ды, ос­но­ван­ной на дан­ных ин­ст­ру­мен­таль­ных ме­тео­ро­ло­гич. на­блю­де­ний, бы­ла осоз­на­на вы­даю­щи­ми­ся учё­ны­ми (А. Л. Ла­ву­а­зье во Фран­ции и М. В. Ло­мо­но­со­вым в Рос­сии) ещё в 18 в. Встал во­прос о со­став­ле­нии спец. карт, позд­нее на­зван­ных си­ноп­ти­че­ски­ми (от греч. σύνοψις  – обо­зре­ние). С по­мо­щью та­ких карт бы­ло лег­че со­пос­тав­лять дан­ные на­блю­де­ний раз­ных ме­тео­ро­ло­гич. стан­ций. Та­кие кар­ты, при­ме­няв­шие­ся в ис­сле­до­ва­тель­ских це­лях, поя­ви­лись в 1-й пол. 19 в. По­сле изо­бре­те­ния те­ле­гра­фа воз­ник­ла воз­мож­ность опе­ра­тив­но­го со­став­ле­ния карт про­гно­зов по­го­ды и ис­поль­зо­ва­ния их для опо­ве­ще­ний о штор­мах и др. опас­ных яв­ле­ни­ях при­ро­ды. Од­ним из сти­му­лов для ор­га­ни­за­ции та­кой опе­ра­тив­ной ра­бо­ты ста­ла бу­ря 2(14).11.1854 у бе­ре­гов Кры­ма, имев­шая ка­та­ст­ро­фич. по­след­ст­вия для анг­ло-франц. фло­та, оса­ж­дав­ше­го Се­ва­сто­поль. Со­ста­вив зад­ним чис­лом кар­ты по­го­ды, ди­рек­тор Па­риж­ской об­сер­ва­то­рии У. Ле­ве­рье смог про­сле­дить путь этой бу­ри к бе­ре­гам Кры­ма из Сре­ди­зем­но­мо­рья и тем са­мым до­ка­зал прин­ци­пи­аль­ную воз­мож­ность её пред­ска­за­ния с не­ко­то­рой за­бла­го­вре­мен­но­стью. Прак­тич. служ­ба про­гно­зов по­го­ды с са­мо­го на­ча­ла име­ла ме­ж­ду­нар. ха­рак­тер, ибо по­го­да не зна­ет гра­ниц. Сна­ча­ла в её функ­ции вхо­ди­ла толь­ко ин­фор­ма­ция о те­ку­щей по­го­де. Но вско­ре её ста­ли до­пол­нять штор­мо­вы­ми опо­ве­ще­ния­ми и да­же крат­ко­сроч­ны­ми про­гно­за­ми по­го­ды. Та­кие про­гно­зы не все­гда встре­ча­ли по­все­ме­ст­ное одоб­ре­ние. Так, с 1860 ор­га­ни­за­тор англ. служ­бы по­го­ды Р. Фиц­рой на­чал пе­ча­тать ме­тео­ро­ло­гич. про­гно­зы в газ. «Таймс». Но серь­ёз­ные ошиб­ки в его про­гно­зах при­ве­ли спец. ко­мис­сию, соз­дан­ную для рас­смот­ре­ния их ка­че­ст­ва, к вы­во­ду, что не име­ет­ся на­уч. ос­нова­ний для еже­днев­ных пред­ска­за­ний по­го­ды, и пуб­ли­ка­ция про­гно­зов пре­кра­ти­лась. Од­на­ко штор­мо­вые пре­ду­пре­ж­де­ния Фиц­роя бы­ли по­пу­ляр­ны у англ. мо­ря­ков. Сход­ным об­ра­зом об­стоя­ло де­ло с на­ла­жи­ва­ни­ем служ­бы про­гно­зов по­го­ды и в др. стра­нах. В Рос­сии служ­ба штор­мо­вых пре­ду­пре­ж­де­ний ор­га­ни­зо­ва­на в 1874 и сна­ча­ла ог­ра­ни­чива­лась пуб­ли­ка­ция­ми ин­фор­ма­ции о те­ку­щей по­го­де и штор­мо­вы­ми опо­ве­ще­ния­ми мо­ря­ков. С кон. 19 в. на­ча­лось со­став­ле­ние пред­ска­за­ний подъ­ё­ма уров­ня во­ды в р. Не­ва. Ну­ж­ды с. х-ва и бы­ст­ро раз­ви­вав­шей­ся то­гда в Рос­сии ж.-д. се­ти по­тре­бо­ва­ли со­став­ле­ния дол­го­сроч­ных про­гно­зов по­го­ды.

Пер­вая по­пыт­ка рас­счи­тать ат­мо­сфер­ные дви­же­ния на су­тки впе­рёд по урав­не­ни­ям гид­ро­ди­на­ми­ки с учё­том Ко­рио­ли­са си­лы пред­при­ня­та в 1922 англ. ис­сле­до­ва­те­лем Л. Ф. Ри­чард­со­ном. Ус­пехи ди­на­мич. М. это­го пе­рио­да свя­за­ны с име­на­ми нор­веж­ца В. Бьёрк­не­са, ав­ст­рий­ца М. Мар­гу­ле­са, анг­ли­ча­ни­на У. Н. Шоу, шве­да К. Г. Росс­би, сов. учё­ных А. А. Фрид­ма­на, Н. Е. Ко­чи­на, И. А. Ки­бе­ля, Л. В. Кел­ле­ра. Ки­бе­лю при­над­ле­жит пер­вое ре­ше­ние за­да­чи от­де­ле­ния в про­гностич. ре­ше­ни­ях урав­не­ний ди­на­ми­ки ат­мо­сфе­ры по­го­до­об­ра­зую­щих волн от зву­ко­вых и гра­ви­тационных. Ри­чард­сон не внёс соответствующих поправок, что и обу­сло­ви­ло не­уда­чу его вы­чис­ле­ний. Де­ся­ти­ле­ти­ем позд­нее Ки­бе­ля про­гно­стич. за­да­чу с раз­де­ле­ни­ем ат­мо­сфер­ных дви­же­ний ре­шил амер. ме­тео­ро­лог Дж. Чар­ни. Боль­шой вклад в раз­ви­тие гид­ро­ди­на­мич. ме­то­да опи­са­ния об­щей цир­ку­ля­ции ат­мо­сфе­ры вне­сли амер. учёные во гла­ве с Росс­би и Б. Га­ур­ви­цем. Даль­ней­шее раз­ви­тие это­го на­прав­ле­ния в СССР свя­за­но с ис­сле­до­ва­ния­ми Г. И. Мар­чу­ка, А. С. Мо­ни­на, А. М. Обу­хо­ва, Е. Н. Бли­но­вой, Н. И. Бу­ле­ва, М. И. Юди­на, А. Ф. Дю­бю­ка и др.

С 1950-х гг. на­ча­лось ин­тег­ри­ро­ва­ние урав­не­ний гид­ро- и тер­мо­ди­на­ми­ки ат­мо­сфе­ры на элек­трон­ных вы­чис­лит. ма­ши­нах для це­лей крат­ко­сроч­но­го (на 1–3 дня) про­гно­за по­го­ды. Не­сколь­ко позд­нее на бо­лее мощ­ных ма­ши­нах на­ча­лись так­же чис­лен­ные экс­пе­ри­мен­ты по рас­чё­ту ха­рак­те­ри­стик об­щей цир­ку­ля­ции ат­мо­сфе­ры. Си­ноп­тич. М. ста­ла бы­ст­ро раз­ви­вать­ся бла­го­да­ря тру­дам учё­ных Нор­ве­гии (В. Бьёрк­нес, Я. Бьёрк­нес, П. Соль­берг, Т. Бер­же­рон) и СССР (С. П. Хро­мов, Х. П. По­го­сян, В. А. Бу­га­ев, В. А. Джорд­жио, Н. Л. Та­бо­ров­ский, Б. Д. Ус­пен­ский). Гид­ро­ди­на­мич. мо­де­ли ат­мо­сфе­ры, ко­то­рые вна­ча­ле от­но­си­лись к ог­ра­ни­чен­ным тер­ри­то­ри­ям (напр., ох­ва­ты­вая толь­ко Сев. Ат­лан­ти­ку, Ев­ро­пу и тер­ри­то­рию быв. СССР), строи­лись сна­ча­ла для по­лу­ша­рий, а за­тем ста­ли гло­баль­ны­ми. Вме­сте с тем поя­ви­лись де­та­ли­зо­ван­ные чис­лен­ные про­гно­стич. гид­ро­ди­на­мич. мо­де­ли ло­каль­ной по­го­ды, ко­то­рые ис­поль­зу­ют по­лу­шар­ные или гло­баль­ные про­гно­зы бу­ду­щих со­стоя­ний ат­мо­сфе­ры на гра­ни­цах рас­смат­ри­вае­мой об­лас­ти для про­гно­за на те­ку­щие су­тки. Для пред­ска­за­ний по­го­ды на сред­ние сро­ки (до 1–2 нед впе­рёд) в гло­баль­ных мо­делях вы­чис­ля­ет­ся бу­ду­щее со­стоя­ние не толь­ко ат­мо­сфе­ры, но и по­верх­но­ст­но­го слоя океа­на и учи­ты­ва­ет­ся взаи­мо­дей­ст­вие ме­ж­ду обеи­ми сре­да­ми. В ре­зуль­та­те совр. про­гно­зы на пять дней не ус­ту­па­ют про­гно­зам на зав­тра, со­став­ляв­шим­ся 50 лет на­зад. Раз­ра­бот­ка дол­го­сроч­ных про­гно­зов по­го­ды свя­за­на в СССР с име­на­ми ме­тео­ро­ло­гов Б. П. Муль­та­нов­ско­го, Е. Н. Бли­но­вой, С. Т. Па­га­вы, А. А. Ги­ре, А. Л. Ка­ца, Н. А. Баг­ро­ва и др. Даль­ней­шее раз­ви­тие это­го на­прав­ле­ния су­ще­ст­вен­но ос­лож­ня­ет­ся т. н. про­бле­мой пред­ска­зуе­мо­сти, суть ко­то­рой в том, что ма­лые не­точ­но­сти в за­да­нии на­чаль­но­го со­стоя­ния ат­мо­сфе­ры (а они не­из­беж­ны из-за не­пол­но­ты и оши­бок ме­тео­ро­ло­гич. на­блю­де­ний) в си­лу не­ли­ней­но­сти ат­мо­сфер­ной ди­на­ми­ки (воз­душ­ный по­ток пе­ре­но­сит свои свой­ст­ва, транс­фор­ми­ру­ясь сам) рас­тут во вре­ме­ни со всё воз­рас­таю­щей ско­ро­стью и че­рез не­ко­то­рое вре­мя (оп­ре­де­ляе­мое как пре­дел пред­ска­зуе­мо­сти) ка­че­ст­во про­гно­за ока­зы­ва­ет­ся не луч­ше, чем при слу­чай­ном уга­ды­ва­нии. За­слу­га в фор­му­ли­ров­ке про­бле­мы пред­ска­зуе­мо­сти при­над­ле­жит амер. ме­тео­ро­ло­гу Э. Ло­рен­цу. Он оце­нил, что пре­дел пред­ска­зуе­мо­сти круп­но­мас­штаб­ных ме­тео­ро­ло­гич. по­лей в од­ну не­де­лю в прин­ци­пе мож­но про­длить до ме­ся­ца. Вы­пол­няе­мые под эги­дой ВМО ис­сле­до­ва­ния си­стем на­блю­де­ний и экс­пе­ри­мен­ты по пред­ска­зуе­мо­сти (ТОРПЕКС) име­ют це­лью че­рез де­ся­ти­ле­тие ото­дви­нуть пре­дел пред­ска­зуе­мо­сти до двух не­дель. Ос­нов­ная на­де­ж­да на дос­ти­же­ние это­го свя­за­на с эф­фек­тив­ным ис­поль­зо­ва­ни­ем совр. су­пер­ком­пь­ю­те­ров. Это по­зво­лит сде­лать гло­баль­ные про­гно­стич. мо­де­ли ат­мо­сфе­ры и океа­на столь же де­таль­ны­ми, как совр. мо­де­ли для це­лей ло­каль­но­го про­гно­за. Но, да­же ес­ли эта цель бу­дет дос­тиг­ну­та, в чём со­мне­ва­ют­ся не­ко­то­рые ме­тео­ро­ло­ги, дол­го­сроч­ный про­гноз по­го­ды (на ме­сяц и се­зон) всё ещё не­дос­ти­жим.

Ак­ти­но­мет­рия наи­бо­лее ак­тив­но ста­ла раз­ви­вать­ся в 20 в. Боль­шой вклад в раз­ра­бот­ку ме­то­дов и при­бо­ров для из­ме­ре­ния лу­чи­стой энер­гии и соз­да­ние се­ти ак­ти­но­мет­рич. стан­ций в СССР вне­сли О. Д. Хволь­сон, В. А. Ми­хель­сон, С. И. Са­ви­нов, Н. Н. Ка­ли­тин, Ю. Д. Яни­шев­ский; в США – С. Ленг­ли, Ч. Г. Аб­бот; в Гер­ма­нии – Ф. Лин­ке; в Шве­ции – А. Онг­ст­рем. Важ­ней­шие тру­ды по тео­рии пе­ре­но­са лу­чи­стой энер­гии в ат­мо­сфе­ре при­над­ле­жат учё­ным Е. С. Куз­не­цо­ву, В. В. Шу­лей­ки­ну, В. Е. Зуе­ву, В. Г. Ко­ст­ро­ву, К. С. Шиф­ри­ну, а по из­ме­ре­ни­ям ра­диа­ции с ис­кусств. спут­ни­ков Зем­ли – К. Я. Кон­д­рать­е­ву. Круп­ных ре­зуль­та­тов в изу­че­нии фи­зи­ки обла­ков и осад­ков до­би­лись в СССР Н. С. Шиш­кин, А. Х. Хрги­ан, А. М. Бо­ро­ви­ков, И. П. Ма­зин. Про­бле­му по ис­кус­ств. воз­дей­ст­вию на об­ла­ка, сфор­му­ли­ро­ван­ную В. Н. Обо­лен­ским в 1930-е гг., до­ве­ли до прак­тич. ре­зуль­та­тов Е. К. Фё­до­ров, Г. К. Су­ла­к­ве­лид­зе, И. И. Гай­во­рон­ский и др. учё­ные, удо­сто­ен­ные Гос. пре­мии. Боль­шое дос­ти­же­ние в М. – со­з­да­ние служ­бы по ис­сле­до­ва­нию ат­мо­сфер­ных за­гряз­не­ний под рук. Е. К. Фёдо­ро­ва и Ю. А. Из­ра­эля.

Методы исследований

М. как нау­ка опи­ра­ет­ся на фак­тич. све­де­ния об ат­мо­сфе­ре, по­го­де и кли­ма­те, мно­го­лет­ние не­пре­рыв­ные ря­ды на­блю­де­ний, ко­то­рые в пер­вую оче­редь по­став­ля­ет сеть ме­тео­ро­ло­гич. стан­ций все­го зем­но­го ша­ра. На­блю­де­ния про­во­дят­ся син­хрон­но по еди­но­му грин­вич­ско­му вре­ме­ни в 00, 03, 06, 09, 12, 15, 18 и 21 час стан­дарт­ным на­бо­ром ме­тео­ро­ло­ги­че­ских при­бо­ров. В ме­тео­ро­ло­гич. ис­сле­до­ва­ни­ях поль­зу­ют­ся как фи­зич., так и гео­гра­фич. ме­то­да­ми. Ана­лиз ре­зуль­та­тов на­блю­де­ний ис­поль­зу­ет­ся в М. как сред­ст­во для вы­яс­не­ния при­чин­ных свя­зей изу­чае­мых ат­мо­сфер­ных яв­ле­ний. Ог­ром­ные мас­си­вы ме­тео­ро­ло­гич. на­блю­де­ний об­ра­ба­ты­ва­ют­ся с по­мо­щью совр. ста­ти­стич. ме­то­дов, ко­то­рые вы­яв­ля­ют фак­ты и свя­зи ме­ж­ду ни­ми, а объ­яс­ня­ют их за­ко­ны фи­зи­ки, в ча­ст­но­сти за­ко­ны дви­же­ния сплош­ной сре­ды, и гео­гра­фич. за­ко­но­мер­но­сти; при этом ис­поль­зу­ет­ся фи­зи­ко-ма­те­ма­тич. ана­лиз. Из­ме­ре­ния ха­рак­те­ри­стик со­стоя­ния ат­мо­сфе­ры вда­ли от зем­ной по­верх­но­сти ста­ли воз­мож­ны при ис­поль­зо­ва­нии воз­душ­ных зме­ев и аэ­ро­ста­тов, а так­же пу­тём из­ме­ре­ний дав­ле­ния, темп-ры воз­ду­ха и др. на гор­ных скло­нах. Ре­во­лю­ци­он­ным для аэ­ро­ло­гии ста­ло ос­на­ще­ние воз­душ­ных ша­ров спе­ци­аль­но раз­ра­бо­тан­ной из­ме­рит. ап­па­ра­ту­рой, с ко­то­рой темп-ра воз­ду­ха и др. по­ка­за­те­ли ав­то­ма­ти­че­ски счи­ты­ва­лись и пе­ре­да­ва­лись по ра­дио на Зем­лю. Та­кие ша­ры бы­ли на­зва­ны ра­дио­зон­да­ми. За­слу­га соз­да­ния пер­во­го ра­дио­зон­да в 1930 при­над­ле­жит сов. учё­но­му П. А. Мол­ча­но­ву. Во 2-й пол. 20 в. для ме­тео­ро­ло­гич. ис­сле­до­ва­ний стра­то­сфе­ры и бо­лее вы­со­ких сло­ёв ат­мо­сфе­ры на­ча­ли при­ме­нять ме­тео­ро­ло­гич. ра­ке­ты, а в 1960 был за­пу­щен пер­вый ме­тео­ро­ло­гич. спут­ник. В совр. М. ис­поль­зу­ют­ся но­вей­шие ме­то­ды дис­тан­ци­он­ных ис­сле­до­ва­ний ат­мо­сфе­ры с ор­би­таль­ных и ста­цио­нар­ных ис­кусств. спут­ни­ков Зем­ли, обо­ру­до­ван­ных те­ле­виз. ка­ме­ра­ми для про­сле­жи­ва­ния об­лач­но­го и ле­до­во­го по­кро­вов Зем­ли в ви­ди­мых и ин­фра­крас­ных лу­чах, ра­дио­ло­кац. ра­дио­мет­рич. ап­па­ра­ту­ры и ла­зе­ров. Спут­ни­ко­вые ра­дио­мет­ры и спек­тро­мет­ры из­ме­ря­ют ин­тен­сив­ность сол­неч­ной ра­диа­ции, от­ра­жён­ной от Зем­ли, а так­же ин­фра­крас­ной и мик­ро­вол­но­вой ра­диа­ции, из­лу­чае­мой зем­ной по­верх­но­стью, об­ла­ка­ми и са­мой ат­мо­сфе­рой. Од­на­ко спут­ни­ко­вые ра­ди­ац. дан­ные со­дер­жат ин­фор­ма­цию толь­ко о до­воль­но силь­но сгла­жен­ных по вер­ти­ка­ли ме­тео­ро­ло­гич. ха­рак­те­ри­сти­ках со­стоя­ния ат­мо­сфе­ры. По­это­му со­хра­ня­ет­ся не­об­хо­ди­мость в дос­та­точ­но гус­той се­ти ра­дио­зон­до­вых на­блю­де­ний, ис­поль­зо­ва­нии ко­раб­лей по­го­ды – спе­ци­аль­но обо­ру­до­ван­ных су­дов, по­сто­ян­но ра­бо­таю­щих в тех рай­онах Ми­ро­во­го ок., ко­то­рые яв­ля­ют­ся клю­че­вы­ми для раз­ви­тия ат­мо­сфер­ных про­цес­сов или очень уда­лён­ны­ми от су­ши. Про­дол­жа­ют на­блю­де­ния ме­тео­ро­ло­гич. ра­ке­ты и са­мо­лё­ты-ла­бо­ра­то­рии, сеть буй­ко­вых ме­тео­ро­ло­гич. стан­ций.

На­уч­ные ор­га­ни­за­ции и пе­рио­ди­че­ские из­да­ния. Про­бле­мы М. в Рос­сии изу­ча­ют в ор­га­ни­за­ци­ях Фе­де­раль­ной служ­бы Рос­сии по гид­ро­ме­тео­ро­ло­гии и мо­ни­то­рин­гу ок­ру­жаю­щей сре­ды (Гид­ро­ме­тео­ро­ло­ги­че­ский центр Рос­сий­ской Фе­де­ра­ции, Все­рос. н.-и. институт гид­ро­ме­тео­ро­ло­гич. ин­фор­ма­ции – Ми­ро­вой центр дан­ных в г. Об­нинск, Глав­ная гео­фи­зи­че­ская об­сер­ва­то­рия им. А. И. Во­ей­ко­ва в С.-Пе­тер­бур­ге, Цен­траль­ная аэ­ро­ло­гич. об­сер­ва­то­рия в г. Дол­го­пруд­ном, Ин-т гло­баль­но­го кли­ма­та и гео­эко­ло­гии, Арк­ти­че­ский и Ан­тарк­ти­че­ский ин­сти­тут, Гид­ро­ло­ги­че­ский ин­сти­тут) и РАН (Ин-т вы­чис­лит. ма­те­ма­ти­ки, Ин-т фи­зи­ки ат­мо­сфе­ры им. А. М. Обу­хо­ва, Гео­гра­фии ин­сти­тут, Океа­но­ло­гии ин­сти­тут, Фи­зи­ки Зем­ли ин­сти­тут и др.), в уни­вер­си­те­тах на ка­фед­рах ме­тео­ро­ло­гии, в не­ко­то­рых ве­дом­ст­вен­ных ин­сти­ту­тах в со­от­вет­ст­вии с их про­фи­лем. Боль­шое зна­че­ние для М. име­ет ме­ж­ду­нар. коо­пе­ра­ция, ко­то­рая (в от­но­ше­нии на­уч. и ор­га­ни­зац. ме­ро­прия­тий) ко­ор­ди­ни­ру­ет­ся че­рез ВМО, Ме­ж­ду­нар. со­юз гео­фи­зи­ки и гео­де­зии, Меж­ду­нар. био­кли­ма­тич. об-во и др.

Рос. жур­на­лы и про­дол­жаю­щие­ся из­да­ния, пуб­ли­кую­щие ма­те­риа­лы в об­лас­ти М.: «Ме­тео­ро­ло­гия и гид­ро­ло­гия» (с 1935), «Тру­ды Го­су­дар­ст­вен­но­го гид­ро­ло­ги­че­ско­го ин­сти­ту­та», «Тру­ды Гид­ро­мет­цен­тра РФ».

Лит.: Хрги­ан А. Х. Очер­ки раз­ви­тия ме­тео­ро­ло­гии. 2-е изд. Л., 1959. Т. 1; он же. Фи­зи­ка ат­мо­сфе­ры. М., 1986; Твер­ской П. Н. Курс ме­тео­ро­ло­гии. Л., 1962; Мат­ве­ев Л. Т. Фи­зи­ка ат­мо­сфе­ры. СПб., 2000; Ки­слов А. В. Кли­мат в про­шлом, на­стоя­щем и бу­ду­щем. М., 2001; Се­мен­чен­ко Б. А. Фи­зи­че­ская ме­тео­ро­ло­гия. М., 2002.

Вернуться к началу