ВходИстория возникновения метеорологии. История развития метеорологии как науки. В xix в. началось развитие синоптической метеорологии
1. Еще в древности в Китае, Индии, странах Средиземноморья делались попытки регулярных метеорологических наблюдений и существовали зачаточные научные представления об атмосферных процессах и о климате. Наблюдения над наиболее выдающимися атмосферными явлениями велись и регистрировались и в средние века.
Современная научная метеорология, однако, ведет начало с XVII века, когда были заложены основы физики, частью которой на первых порах являлась метеорология. Тогда же были изобретены (Галилеем и его учениками) первые метеорологические приборы и появилась возможность инструментальных наблюдений.
Они и начались во второй половине XVII века и в первой половине XVIII века в немногих пунктах Европы, а также в морских плаваниях. В это же время возникли на их основе первые метеорологические теории. К середине XVIII столетия Ломоносов уже считал метеорологию самостоятельной наукой со своими задачами и методами; он сам создал первую теорию атмосферного электричества, разрабатывал метеорологические приборы, высказал ряд важных соображений о климате и о возможности научного предсказания погоды.
Во второй половине XVIII века была организована по частной инициативе международная сеть метеорологических станций в Европе (свыше 30 станций), функционировавшая 12 лет. Ее наблюдения были опубликованы и стимулировали дальнейшее развитие метеорологических исследований.
2. В начале XIX столетия возникают первые государственные сети станций и трудами А. Гумбольдта и Г. В. Дове в Германии закладываются основы климатологии. Около 1820 г. Г. В. Брандес в Германии составлял первые синоптические карты, а после изобретения телеграфа, с пятидесятых годов, по инициативе знаменитого астронома У. Леверье во Франции и адмирала Р. Фицроя в Англии синоптический метод исследования атмосферных процессов быстро вошел в общее употребление. На его основе возникли служба погоды и новая отрасль метеорологической науки - синоптическая метеорология.
К середине XIX века относится и организация первых метеорологических институтов, в том числе Главной физической (ныне геофизической) обсерватории в Петербурге (1849 г.). Ее директору с 1868 по 1895 г. Г. И. Вильду принадлежит историческая заслуга организации образцовой метеорологической сети в России и ряд капитальных исследований климатических условий страны. Его помощник и позднее директор обсерватории М. А. Рыкачев был организатором службы погоды в России (в начале семидесятых годов).
Во второй половине XIX столетия были заложены основы динамической метеорологии, т. е. применения закбнов гидромеханики и термодинамики к исследованиям атмосферных процессов. Большой вклад в эту отрасль метеорологии был сделан в то время В. Феррелем в США, Г. Гельмгольцем и рядом других ученых в Германии. В это же время исследование климата в тесной связи с общей географической обстановкой было сильно продвинуто трудами великого русского географа и климатолога А. И. Воейкова, а также Ю. Ханна в Австрии, В. Кеп-
пена в Германии и др. К концу столетия усилилось изучение радиационных и электрических процессов в атмосфере.
3. Развитие метеорологии в XX столетии шло все нарастающими темпами. В дальнейшем в очень краткой характеристике этого развития будут названы имена только тех наиболее выдающихся ученых, деятельность и жизнь которых уже закончилась.
Успехи динамической метеорологии были связаны в нашем веке в первую очередь с трудами В. Бьеркнеса и его учеников в Норвегии, М. Маргулеса в Австрии, В. Нэпир-Шоу в Англии, А."А. Фридмана в СССР, К- Г. Россби в Швеции и США и их многочисленных учеников. Синоптическая метеорология также быстро шагнула вперед, особенно благодаря работам Г. Фик-кера в Австрии, Б. П. Мультановского в СССР, В. Бьеркнеса и его последователей во многих странах мира, в том числе в СССР (А. И. Аскназий и др.). В настоящее время ясно выражена тенденция к взаимному сближению динамической и синоптической метеорологии. Выдвинута новая проблема численного (гидродинамического) прогноза погоды.
Большие успехи достигнуты с начала XX века в области аэрологических исследований. Во многих странах выдвинулись выдающиеся организаторы и исследователи в этом новом направлении, в частности А. Тейсеран де Бор во Франции и Р. Ас-сман в Германии, открывшие существование стратосферы. Позднее стало знаменитым имя изобретателя первого радиозонда (1930 г.) -П. А. Молчанова.
На основе достижений во всех указанных областях метеорологии в настоящее время быстро растут фактические знания и теоретические представления об общей циркуляции атмосферы - механизме великого круговорота воздуха на Земле.
Велик был в XX веке и прогресс в актинометрии - учении о радиации в атмосфере. Из многих имен выдающихся ученых, работавших в этой области, отметим здесь энергичных деятелей актинометрии в России и СССР - О. Д. Хвольсона, В. А. Михельсона, С. И. Савинова и Н. Н. Калитина, а также А. Онг-стрема в Швеции, С. Ланглея и Г. Аббота в США и Ф. Линке в Германии.
В настоящее время сильно продвинулась вперед физика облаков и осадков. Уже решается практически проблема искусственного осаждения облаков и рассеяния туманов. В СССР инициатором работ в этом направлении был В. Н. Оболенский.
Выдающиеся успехи достигнуты в исследовании ионосферы и еще более высоких внешних слоев атмосферы. Особенно быстрый прогресс в этом отношении связан с применением ракет и спутников.
Новые, углубленные подходы к климатологическим исследованиям были намечены в нашем веке в Норвегии, СССР, США, Германии и других странах (динамическая, или синоптическая, климатология, изучение теплового баланса Земли). Детально исследованы климаты различных областей Земли, сильно продвинулось изучение климата Арктики и Антарктики, развивается учение о микроклимате. В СССР особенно выдвинулись своими климатологическими трудами А. А. Каминский и Л. С. Берг.
В развитии сельскохозяйственной метеорологии и климатологии большую роль сыграли в начале XX века работы П. И. Броунова, позднее - ряда советских метеорологов. Интенсивно развиваются и другие отрасли прикладной климатологии, в особенности биоклиматология и индустриальная климатология.
В настоящее время объем метеорологических исследований и публикаций бурно растет; быстро развивается и международное научное сотрудничество в области метеорологии.
Роль советской науки в этой работе велика и все время возрастает. В научных институтах и высших учебных заведениях нашей страны выполняется много капитальных исследований по всем разделам метеорологии и климатологии; объем советской метеорологической литературы очень велик (в настоящее время не менее 35% всей мировой метеорологической литературы), и русский язык стал вторым (после английского) мировым языком метеорологии.
I. Введение
На всем протяжении истории человечества развитие науки было одним из элементов этой истории. Уже с той далекой и темной для нас эпохи, когда первые зачатки человеческого познания воплотились в древнейших мифах и в обрядах первобытных религий, мы можем проследить, как вместе с общественными формациями, в тесной связи с ними. Развивались и естественные науки. Они зарождались из повседневной практики земледельцев и пастухов, из опыта ремесленников и мореплавателей. Первыми носителями науки были жрецы, предводители племен и знахари. Лишь античная эпоха увидела людей, имена которых прославили именно занятие наукой и обширность их познаний - имена больших ученых.
История развития метеорологии как науки.
II.I. Истоки науки.
Ученые античного мира создали дошедшие до нас первые научные трактаты, подведшие итоги знаниям, накопленным предыдущими веками. Аристотель, Эвклид, Страбон, Плиний, Птоломей оставили нам столь важные и глубокие исследования, что последующая эпоха смогла прибавить к ним довольно мало, вплоть до эпохи Ренессанса, в период которого начался вновь стремительный подъем науки. Такой ступенчатый подъем, то замедляющийся, то ускоряющийся, привел естественные науки постепенно к их современному развитию, к их теперешнему положению в обществе.
Еще на заре своего существования человек пытался разобраться в окружающих явлениях природы, которые часто были ему непонятны и враждебны. Жалкие хижины плохо защищали его от непогоды, посевы его страдали от засухи или от слишком сильных дождей. Жрецы первобытных религий учили его обожествлять стихии, с натиском которых человек был бессилен бороться. Первыми богами всех народов были боги солнца и луны, грома и молнии, ветров и морей.
Озирис у египтян, бог солнца Ойтосур у скифов, Посейдон у греков, громовержец Индра в Индии, подземный кузнец Вулкан у древних римлян являлись олицетворением сил природы, едва лишь познанных человеком. Древние славяне чтили Перуна, творца молнии. Действия и поступки этих богов, как внушали человеку жрецы, зависели только от их капризной воли, и ему было очень трудно защищаться от гнева неблагосклонных божеств.
В эпической и философской литературе древности, донесшей до нашего времени некоторые идеи и понятия давно прошедших веков, нередко встречаются сведения о погоде, о разных атмосферных явлениях и пр., характеризующие их авторов как внимательных наблюдателей. Вот несколько примеров, относящихся к разным странам и культурам.
О круговороте ветров, настигшем Одиссея у земли феакийцев, повествует Гомер в «Одиссее»:
«По морю так беззащитное судно повсюду носили
ветры, то быстро Борею его перебрасывал Нот, то шумящий
Эвр, им играя, его предавал произволу Зефира…»,
т.е. северные и западные ветры следовали за восточными и южными.
О радуге, нижняя часть которой кажется погруженной в море, повествует «Илиада»:
«…ветроногая с вестью помчалась Ирида
на расстоянии, равном меж Имбром крутым и Самосом,
прыгнула в темное море…».
В «Книге пути и добродетели» (около VI в. до н.э.), которую ранее приписывали китайскому философу Лао Цзы, мы читаем: «Крепкий ветер длится в течение всего утра, сильный дождь не продолжается весь день».
Индийская героическая поэма «Махабхарата» в ярких красках описывает вторжение летнего муссона в Индию: «…и когда Кадру так восславила великого владыку, разъезжавшего на светло-желтых конях (Индру, бога грозы и грома), тот покрыл тогда все небо громадами синих облаков. И те облака, сверкающие молниями, непрерывно и сильно грохоча, как бы браня друг друга, стали проливать воду в большом изобилии. И следствии того, что чудесные облака постоянно изливали неизмеримые массы воды и страшно грохотали, небо словно разверзлось. От множества волн, от потоков воды небесный свод, оглашаемый раскатами грома, превратился точно в пляшущий эфир… И земля кругом наполнилась водой».
Немного дальше там повествуется о пыльных бурях индии: «Гаруда (легендарный царь пернатых) …расправил свои крылья и взлетел на небеса. Могучий, он прилетел к нишадам… Собираясь уничтожить тех нишадов, он тогда поднял огромную тучу пыли, которая достигла до небес».
Коран в суре ХХХ утверждает: «…бог посылает ветры, и они гонят тучу: он расширяет ее по небу, сколько хочет, вьет ее в клубы, и ты видишь, как льется дождь из лона ее…».
Первые письменные памятники, дошедшие до нас, относились к временам, когда явления природы трактовались как знаки божественной воли. Жрецы древних религий были иногда первыми учеными далекой древности. Благодаря им религия крепко держала в подчинении первые проблески научной мысли. Она заставляла считать, чо божество - неограниченный властелин не только над человеком, но и над свей окружающей природой.
Мысль о том, что мир управлялся божественным произволом, исключая науку в подлинном смысле слова, так же как и всякую попытку найти и формулировать какие-либо законы природы. Когда греческая античная наука еще только зарождалась, Пифагору (род.570 г. до н.э.) уже пришлось ограничить власть божества, сказав, что «Бог всегда поступает по правилам геометрии».
В области метеорологии первая закономерность, которая была известна, конечно, с незапамятных времен, был годовой цикл погоды. Сказания древних славян не раз упоминали о постоянной борьбе доброго и злого начала, лета и зимы, света и тьмы, Белобога с Чернобогом. Этот мотив нередко встречается и в преданиях других народов. «Работы и дни» Гесиода (VIII в. до н.э.) повествует, как вся жизнь греческого землевладельца связана с движением солнца и светил:
«Лишь на востоке начнут восходить Атлантиды-Плеяды,
Жать поспешай, а начнут заходить - за посев принимайся».
«Месяц очень плохой Ленеон, для скотины тяжелый.
Бойся его и жестоких морозов, которые почву
Твердою кроют корой под дыханием ветра Борея…»
«Вот пятьдесят уже дней наступает после солноворота (летнего),
И наступает конец многотрудному, знойному лету,
Самое здесь-то и время для плавания: ни корабля ты
Не разобьешь, ни людей не поглотит пучина морская…
Море тогда безопасно, а воздух прозрачен и ясен…
Но воротиться обратно старайся как можно скорее,
Не дожидайся вина молодого и ветров осенних
И наступленья зимы и дыханья ужасного Нота.
Яро вздымает он волны…».
Упоминание о годовом цикле погоды сыграло особую роль в создании первых метеорологических записей древности.
Уже со времен астронома Метона (около 433 г. до н.э.) в греческих городах выставлялись в общественных местах календари с записями о явлениях погоды, сделанных в предыдущие годы. Эти календари назывались парапегмами. Некоторые из этих парапегм дошли до нас, например в трудах известного александрийского астронома Клавдия Птоломея (род. Примерно в 150 г. до н.э.), римского землевладельца Колумеллы и других писателей древности. В них мы находим большей частью данные о ветрах, осадках, холодах и о некоторых фенологических явлениях. Так, например, в александрийской парапегме много раз отмечено появление южных и западных ветров (что не согласуется с фактом преобладания там северных ветров в наше время). Сильные ветры (бури) наблюдались в Александрии преимущественно в зимнее время, как и теперь. Записи о дождях (примерно 30 случаев в год) и грозах встречаются во все месяцы, что очевидно, не характерно для Александрии с ее безоблачным, сухим летом. Сравнительно частые указания на туман летом подтверждает еще раз, что в парапегмах были отмечены главным образом выдающиеся, исключительные события. В них нельзя видеть ни систематический дневник погоде, ни климатологическую сводку в современном понятии.
Китайская классическая литература содержит некоторые фонологические сведения, которые дают представление о погоде прошлых веков. Так, в «Книге обычаев» Ли Ки имеется целая глава о сельскохозяйственном календаре, восходящая примерно к III в до н.э. В книге Чоу Кунга, написанной по-видимому, незадолго до нашей эры, указано, что цветение персика происходило тогда 5/III по нашему календарю (ныне, например в Шанхае, в среднем 25/III), прилет домашней ласточки наблюдался 21/ІІІ (ныне в Нинг-По в середине марта), а ее отлет21/ІХ. Помня, что в наше время ласточка в Шанхае остается лишь до августа, мы видим, что эти записи указывают на более теплый климатический период. В китайских летописях мы находим также довольно многочисленные сведения о морозах, снегопадах, наводнениях и засухах. Последние были особенно часты в IV и VI-VII вв. н.э. Средняя дата позднейшего за каждые 10 лет снегопада в эпоху южной династии Сунь (1131 - 1260 гг.) была 1/IV - приблизительно на 16 дней позднее, чем, например, в десятилетие 1905 - 1914 гг. Первые опыты прогноза погоды по местным признакам были начаты весьма давно. В китайской «Книге песен» (Шицзин), относящейся к периоду Чжоу (1122 - 247 гг. до н.э.), приводится примета: «если во время восхода солнца на западе видна радуга, то это значит, что вскоре будет дождь». Довольно много подобных признаков мы находим у греческого естествоиспытателя Теофраста из Эреза (380 - 287 гг. до н.э.), ученика Аристотеля. Теофраст писал, что «…знаки дождя, ветра, бурной и ясной погоды мы описали так, как нам удалось их постичь. Часть их мы наблюдали сами, часть - узнали у других достойных доверия людей». Так, например, надежным признаком дождя, по Теофрасту, является пурпурно-золотистая окраска облаков перед солнечным восходом. Такое же значение имеет темно-красный цвет неба при заходящем солнце, появление полос тумана на горах и т.д. Многие приводимые им приметы основаны на поведении птиц, животных и пр.
В классической стране правильной смены сезонов - Индии - наблюдение за большими и длительными аномалиями погоды уже давно было использовано для предсказания ее. Мы не знаем точно, к каким векам восходят первые попытки предсказать хороший или плохой летний муссон - основу благосостояния или неурожая в Индии, но они, очевидно, были сделаны очень давно.
Многочисленные записи о погоде и климате мы находим в книге «История Армении» Мовсеса Хоренаци (V в. н. э.). Этот историк повествует о легендарном витязе Гайке (олицетворяющем, очевидно, Армению), который «поселился среди морозов». Он «не захотел смягчить холод оцепенелого своего гордого нрава» и, подчинившись вавилонским царям, жить в их теплой стране. В легенде о Семирамиде, покорившей Армению, говорится, что она решила построить на берегах оз. Ван «…город и дворец в этой стране, где такой умеренный климат…и проводить четвертую часть года - летнее время - в Армении».
В описываемых Хоренаци исторических эпизодах упоминается о влажности воздуха и частых туманах Аджарии, о снегопадах, сильных ветрах и метелях Армянского нагорья и пр. В конце книги при перечислении причин упадка страны к ним автор относит неблагоприятный климат - «…ветры, приносящие летом суховей и болезни, облака, мечущие молнии и град, дожди, несвоевременные и беспощадные, погода суровая, порождающая иней…».
Индийский астроном Вараха-Михира (V в. н. э.) в соей книге «Большое собрание» систематизировал признаки, по которым можно было задолго предсказать обилие ожидаемых муссонных дождей, сгруппировав эти признаки по индусским лунным месяцам. Предвестниками хорошего сезона дождей, согласно Вараха-Михира, являлись: в октябре - ноябре (его деление года на месяцы не совпадало с нашим) красная заря утром и вечером, гало, не очень большое количество снега; в декабре - январе сильный ветер, большой холод, тусклые солнце и луна, плотные облака при восходе и заходе солнца; в январе - феврале сильные сухие шквалы, плотные облака с гладкими основаниями, разорванное гало, медно-красное солнце; в феврале - марте облака, сопровождающиеся ветром и снегом; в марте --апреле молния, гром, ветер и дождь.
К сожалению, проверка этих признаков, имеющих столь почтенную давность, еще не сделана. Вараха-Михира указывал, что если все благоприятные признаки, указанные выше наблюдаются, то число дней с дождем (в переводе на наш календарь) в мае будет 8, в июне 6, в июле 16, в августе 24, в сентябре 20, в октябре 3. Индийский метеоролог Сен сообщает, что интенсивный муссон 1917 г. дал, например, гораздо меньшее число дней с дождем - соответственно 5, 6, 12, 13 и 5 дней.
Наибольших успехов, систематичности и ясности наука древности достигла в античной Греции, прежде всего в Афинах. Благодаря своим колониям, распространившимся, начиная с VI в. до н.э., по Средиземному и Черному морям, от Марселя до современных Феодосии и Сухуми, греки смогли познакомиться с культурой западного мира того времени. Они восприняли многое от своих предшественников - египтян и финикийцев, но сумели из сравнительно отрывочных элементов создать уже науку в современном понимании слова. Греки уделили большое внимание собранному прежде материалу, проявили умение глубоко проникать в существо вещей и находить в них самое важное и простое и способность к абстракции. Естественные науки у них были тесно связаны с философией. В то же время великие философы, например Пифагор и Платон, видели в математике (и особенно в геометрии) ключ к истинному общему познанию.
Метеорологические наблюдения древних народов и их наследников греков привели их к изучению и физических закономерностей природы. Тепло и холод, свет и тьма, их регулярная смена и взаимная зависимость были первыми физическими понятиями древности. В течение веков физика не была отделена от метеорологии.
Первая книга об атмосферных явлениях была написана одним из самых крупных ученых античной Греции Аристотелем (384 - 322 гг. до н.э.) под названием «Метеорология». Она составляла, как полагал Аристотель, существенную часть общего учения о природе. Он писал в начале книги, что «…остается рассмотреть еще ту часть, которую предшествовавшие авторы называли метеорологией». Отсюда видно, что эта наука получила свое название еще задолго до Аристотеля и что он, вероятно, использовал многие прежние наблюдения, приведя их в систему.
Первая книга «Метеорология» трактовала о явлениях, происходящих, по мнению автора, в верхних слоях атмосферы (кометах, падающих звездах и пр.), а также о гидрометеорах. Верхние слои, как полагал Аристотель, являлись сухими и горячими, в отличие от влажных нижних слоев.
Вторая книга была посвящена морю, снова ветрам, землетрясениям, молнии и грому. Третья - описывала бури и вихри, а также световые явления в атмосфере. Четвертая книга была посвящена «Теории четырех стихий». Содержание «Метеорологии» показывает, что греки времен Аристотеля бели знакомы со многими важнейшими метеорологическими явлениями. Они были столь наблюдательны, что имели ясное представление даже о северных сияниях. Аристотель знал, что град образуется чаще весной, чем летом, и чаще осенью, чем зимой, что, например, в Аравии и Эфиопии дожди выпадают летом, а не зимой (как в Греции), что «молния кажется опережающей гром, потому что зрение опережает слух», что цвета радуги всегда одни и те же что и во внешней, более слабой радуге, они расположены в обратном порядке, что роса образуется при слабом ветре и т.д.
Великий ученый не чуждался и экспериментального метода. Так, он делал попытку доказать, что воздух имеет вес. Он нашел, что надутый пузырь тяжелее пустого; это, казалось, дало ему требуемое доказательство (принцип Архимеде был ему неизвестен), но факт, что не надутый пузырь тонет в воде, а надутый плавает, снова увлек Аристотеля от истины и привел его к странному, на современный взгляд, понятию об абсолютной легкости воздуха.
ARGESTESK AIKIAS
OLYMPIAS HELESPONTIAS
ZEPHYROS APELIOTES
Рис. 1. Греческая роза ветров.
Аристотель пытался понять процессы, происходящие в атмосфее. Так, например, он писал, что «… жидкость, окружающая землю, испаряется лучами солнца и теплом, которое приходит сверху, и поднимается вверх… Когда тепло, которое ее подняло, ослабевает, …охлаждающийся пар сгущается и снова становится водою».
Он полагал, что вода замерзает в облаках «…потому, что из этой области выпадает три вида тел, образованных охлаждением, - дождь, снег и град». Аналогично он отметил, что град более част летом в жарких местностях, потому что «тепло там отталкивает облака дальше от земли».
Можно сказать без колебания, что первым камнем фундамента науки о погоде была старая идея о тесной связи погоды с направлением ветра. Об этой связи Аристотель писал: «Апарктий, Траский и Аргест (примерно северный, северо-северо-западный и западно-северо-западный ветры, рис.1), рассеивая плотные облака, приносят ясную погоду, по крайней мере когда они не слишком плотны. Их действие иное, если они не столь сильны, сколь холодны, ибо они вызывают сгущение (паров) раньше, чем они рассеют другие облака. Аргест и Эвр (востоко-юго-восточные) - сухие ветры, последний сух лишь вначале и влажен в конце. Мез (северо-северо-восточный) и более всех Апарктий приносят снег, ибо они самые холодные. Апарктий приносит град, так же как Траский и Аргест, Нот (южный), Зефир (западный) и Эвр горячи. Кайкий (востоко-северо-восточный) покрывает небо мощными облаками, при Липсе (западо-юго-западным) облака не так мощны…».
Аристотель пытался дать объяснение этим свойствам ветров; «…бывает больше ветров, приходящих из северных стран, чем ветров, приходящих с полуденных. Гораздо больше дождя и снега приносится от этих последних, ибо они под солнцем и расположены под его путем».
Идея о ветрах как о правителях погоды приняла художественную форму в так называемой «Башне ветров», сооруженной в Афинах Андроником Киррестом во II в. до н.э. На скульптурной фризе восьмиугольной башни изображены соответствующие ветры в виде мифологических фигур с атрибутами, характеризующими приносимую этими ветрами погоду. На башне железный флюгер с жезлом указывал откуда дует ветер.
В эпоху последовавшую за веком Аристотеля, завоевания его воспитанника Александра Македонского открыли для греков целый новый мир на востоке - до границ Индии и берегов Сыр-Дарьи, где была построена Александрия Дальняя. В своих походах греки познакомились с восточными морями (Персидским заливом и Аравийским морем) и с их муссонами, которые впервые описал полководец Александра. Преемники Александра основали в Египте, в Александрии, второй центр эллинистической науки, где была создана своеобразная академия того времени - александрийский «Мусейон» (музей). Здесь зародились современная география и составление географических карт. Глава Мусейона Эратосфен из Кирены (275 - 194 гг. до н.э.) первый определил размеры земного шара, причем настолько правильно, что его измерения были уточнены лишь в конце XVIII в. Здесь же Ктезибий (около 250 г. до н.э.) и Герон Александрийский (около 120 - 100 гг. до н.э.) впервые изучили упругую силу воздуха и использовали ее для многих мелких механизмов - воздушных насосов и пр. Наблюдали они также тепловое расширение воздуха и водяного пара.
В эту эпоху не прекращались и наблюдения за ветрами в различных местах бассейна Средиземного моря. Плиний Старший (23 -79 гг. н.э.) упоминал о двадцати греческих ученых, собравших наблюдение за ветрами.
Описания свойств различных ветров Плиний в известной мере заимствовал у Аристотеля (рис.2). однако он уже ясно представлял себе, что эти свойства зависят от широты. «Есть два ветра, - писал он, - которые изменяют свою природу, попадая и иные страны. В Африке Аустер (южный ветер) приносит теплую погоду. Аквилон - облачную» (в Италии их свойства как раз обратны).
FAVONIUS SUBSOLANIUS
AFRICUS VOLTURNUS
LIBONOTHUS PHOENIX
Рис.2 Римская роза ветров.
Уже в первом или во втором столетии нашей эры наметился огромный упадок античной науки. Причины его были общественного порядка. Рабовладельческий строй, сосредоточивший всю власть над огромной империей в руках небольшой горстки аристократов, шел по пути распада и растущего бессилия. Бесправие рабов, бедность римского пролетариата, нищета угнетенных провинций, упадок торговли и производства вели к упадку ремесел. Стимула для прогресса науки почти не было, и ее развитие, можно сказать прекратилось. Это произошло еще задолго до того, как сама римская империя погибла под ударами нашествий готов и вандалов.
В последовавшие затем века центр цивилизации и культуры переместился далеко на восток, в арабские страны, Индию, Хорезм и Иран. Особенно велики были успехи математики. В Индии они были связаны с именами Вараха-Михира, Ариабхата (V в.н.э.) и Брамагупты (VII в.н.э.). В мусульманском мире прославились ал-Хорезми (IX в.), ал-Бируни (973 - 1048 гг.), Омар Хаям (1048 - 1122 гг.), Туси (1201 - 1274 гг.). Большое внимание уделялось также химиии и астрономии. Арабы в далеких плаваниях проникли на восток до Зондских островов, на север до Балтийского моря и Среднего Поволжья, на юг до Мадагаскара. Везде они собирали географические сведения о климатах и ветрах.
К сожалению, вклад, который сделали страны Востока в первом тысячелетии нашей эры в развитие науки об атмосфере еще очень мало изучен. Мы имеем о нем только весьма отрывочные несистематизированные сведения. Это тем более достойно сожаления, что, несомненно, многочисленные факты из этой области науки уже были известны и ученые Востока делали попытки их объяснить и привести в систему.
Первая информация по метеорологическим данным о погоде сохранилась в документах в приказе тайных дел царя Алексея Михайловича. В 20-х годах 18 века начались постоянные инструментальные наблюдения в России. По приказу царя Петра I вице — адмирал К. Крюйс начал производить подробные записи о погоде с 1722 года.
Участниками Великой Северной экспедиции, которой руководил Беринг, были открыты станции для производства метеонаблюдений в 1733 году в Казани, в 1734 году в Екатеринбурге, Томске, Енисейске, Иркутске, Якутске, Нерчинске. Позднее сеть метеостанций в России постоянно расширялась и во второй половине 20 века охватывала территорию всей страны.
История создания первых метеорологических приборов.
Наиболее распространенные приборы термометр и барометр были созданы несколько веков назад. Первый образец термометра был изготовлен Г. Галилеем в 1597 году. В этом году им был изготовлен термоскоп, который представлял собой стеклянный шар с водой с погруженной в него трубкой. В более поздний период его учеником господином Сагредо были нанесены на трубку деления, прибор стал в состоянии выдавать количественные значения.
Позднее на смену термометрам на воде, которые имели ряд существенных недостатков, пришли спиртовые термометры. Первое их появление зафиксировано в 1641 году во Франции. В 1715 году в городе Данциге Д. Фаренгейтом был налажен выпуск ртутных термометров.
В 1643 году учеником Галилея Э. Торричелли был изобретен барометр — прибор, при помощи которого можно было измерять атмосферное давление.
Силу и направление ветра определяли до изобретения барометра при помощи простейшего прибора, который по конструкции и принципу действия напоминал ветряную мельницу.
Появление комплекса приборов позволило вести регулярные записи давления и температуры в местах замера, но практического значения, в связи с отсутствием методики обработки обобщающих данных и выработки прогноза на последующий период не имело.
И лишь в наше время, когда используются более совершенные метеорологические приборы и работают на орбите специальные метеорологические спутники, когда обработка данных и прогноз подготавливаются при помощи мощнейших компьютеров, появилась возможность давать более совершенные и долгосрочные метеорологические прогнозы.
Многие уже заметили, что летняя жаркая погода вынуждает людей искать прохладные места. Качественное строительство бассейнов под ключ — одно из возможных и удачных решений борьбы с летней жарой. Главное, что бы для размещения бассеина были условия.
Можно сказать, что метеорологи России до сих пор исполняют указ Петра I - с 1 декабря 1725 года непрерывно ведут регулярные инструментальные метеорологические наблюдения - без малого 3 века.
Первопроходцем в этой области, несомненно, стал бы сам император, проживи он еще несколько месяцев, ведь именно он организовал Академию наук и самолично брался за все новшества: от постройки корабля, до проведения эпизодических метеонаблюдений на море. Таким образом, была исполнена воля Петра Великого, который издал указ о необходимости "производить повсюду метеорологические наблюдения, а в наиболее важных местах поручать их продолжение надежным лицам".
Тех, кто грыз наук гранит,
Вместо булочек и сыра -
Память триста лет хранит,
Ничего не позабыла…
Таким «надежным лицом» стал академик Фридрих Христофор Майер, который впервые стал проводить инструментальные наблюдения за погодой при Академии наук в Санкт-Петербурге. Эти наблюдения содержали систематические записи давления и температуры воздуха, параметров ветра, облачности и атмосферных явлений. Наблюдения проводились сначала два раза, а с марта 1726 г. три раза в сутки. Вторым наблюдателем за погодой стал академик Г.В. Крафт.
Спустя два года в городе на Неве была создана первая городская сеть метеостанций, а вслед за ней началась череда метеорологических исследований. В 1733 году В. Беринг возглавил Великую северную экспедицию, которая организовала ряд метеорологических станций в восточном направлении: в Казани, Тюмени, Соликамске, Томске, Кузнецке и других пунктах России.
К сожалению, сеть эта просуществовала недолго: в 1743 г. вследствие голода в Сибири работы экспедиции были свернуты и большинство станций закрыто. Важно отметить, что тогда наблюдатели получали доплату за свой труд, хотя и довольно скромную - 4 рубля в год.
Огромный вклад в отечественную метеорологию внес М. В. Ломоносов. В своей работе "О предсказании погоды, а особливо ветров", он предложил для изучения атмосферных процессов морякам и земледельцам организовать сеть метеорологических станций. Он сам вел метеорологические наблюдения и занимался конструированием приборов, таких как анемометр, морской барометр. В доме Ломоносова действовала первая в мире обсерватория с самопишущими приборами. Он изобрел также летательный аппарат (аэродинамическая машина) для подъема метеорологических приборов на высоты, пытаясь осуществить мечту об аэрологических (высотных) наблюдениях. В продолжение идеи Ломоносова о создании метеорологической сети, русским ученым, основателем Харьковского университета В. Н. Каразиным, в 1810 г. была высказана мысль, что разрозненные попытки наблюдений за метеорологическими явлениями не приведут к каким-либо результатам и что необходимо объединить все работы в этом направлении.
26(13) апреля 1834 года законом Российской империи № 698 была организована "Нормальная магнитно-метеорологическая обсерватория". Она была создана в Санкт-Петербурге при штабе горных инженеров, положившая начало постоянной геофизической сети России. Штаб этот был подведомствен Министерству финансов. Именно министр финансов граф Коковцов с подачи академика Адольфа Яковлевича Купфера обратился с запиской на имя императора Николая I о создании обсерватории. Эту дату можно считать датой образования Гидрометслужбы России.
Россия вступила на путь интенсивного изучения метеорологических условий и широкого применения полученных знаний, опередив в этом многие страны. Наша метеорологическая служба стала образцом для создания аналогичных служб большинства зарубежных стран и внесла важный вклад в создание основ международного сотрудничества в области метеорологии. А.Я. Купфер задался целью создать центральную обсерваторию, которая в методическом плане руководила бы всеми метеорологическими пунктами России.
"Такого заведения, которое я проектирую, - писал он, - в Европе еще нет, и учреждение его составило бы новую эпоху в истории наблюдательных наук". Еще 15 лет понадобилось ученому, чтобы осуществить задуманное. В 1849 году была организована Главная физическая обсерватория (ГФО) в Петербурге, директором которой, как и Нормальной обсерватории стал А. Я. Купфер. Штат ее состоял из 7 человек, годовой бюджет составлял 9 тысяч рублей. ГФО в своей работе в то время опиралась на деятельность 50 обсерваторий и станций.
К сожалению, из-за недостатка средств число их к 1865 г. (году смерти Купфера), сократилось в два раза. Его последователи, выдающиеся ученые и организаторы Г.И. Вильд (директор с 1868 по 1895 гг.) и М.А. Рыкачев (директор с 1896 по 1915 гг.) сделали все возможное для укрепления метеорологического дела. Появилось много новых метеорологических приборов и, главное, налажено их производство и поверка. Стали открываться многочисленные новые станции. В 1872 их было 73, в1894 - 650, а к концу 19-го века - 840.
Одной из самых серьезных трудностей была невозможность оплачивать труд большинства наблюдателей - бескорыстных энтузиастов, трудившихся единственно из любвик науке и своей стране. Чаще всего это были врачи, учителя, агрономы - представители различных групп русской интеллигенции. Наградой было лишь помещение их данных в «Летописях ГФО», а в исключительных случаях - присвоение звания корреспондента ГФО с вручением красиво отпечатанного диплома.
В 1872 г. при ГФО была создана Служба погоды и начал издаваться еженедельный бюллетень - прообраз современных прогнозов. Была достигнута взаимная договоренность с зарубежными странами о бесплатном обмене метеорологическими телеграммами.
С течением времени деятельность Службы погоды неизменно расширялась. Основным фактором, определившим этот прогресс, было быстрое развитие промышленности, торговли, земледелия, транспорта. Усилившееся строительство железных дорог привели в 1892 г. к необходимости обслуживания их предупреждениями о метелях; несколько позже было начато составление прогнозов погоды для сельского хозяйства и других отраслей.
В годы 1-й мировой войны по инициативе Обсерватории было создано Главное военно-метеорологическое управление, которое взяло на себя обеспечение боевых действий армии прогнозами погоды, создало сеть военных метеостанций. В тоже время с таким трудом налаженная и достигшая своего расцвета в 1913 г. сеть российских станций стала катастрофически быстро разваливаться. Причиной этому послужили и отступление русской армии и призыв наблюдателей в армию, а также голод, разруха и социальные потрясения первых послереволюционных лет.
Начало современной гидрометслужбы связано с декретом СНК «Об организации метеорологической службы в РСФСР», подписанного Лениным 21 июня 1921 г. Уже к 1927 г. число станций возросло в 22 раза.
А на июнь 1941 г. функционировало 3947 метеорологических, 190 аэрологических, 240 авиационно-метеорологических станций, 4463 гидрологических станций и постов. В службе действовало научно-техническое издательство, было создано 4 завода по выпуску гидрометеорологических приборов и ряд других организаций. К этому времени в системе ГУГМС работало около 30 тысяч сотрудников, в том числе более 3,5 тысяч специалистов с высшим и средним специальным образованием.
С началом Великой Отечественной войны Гидрометеорологическая служба страны была переведена в состав Красной Армии, выполняя работы не только для военных нужд, но и все свои прежние обязанности. Возглавлял службу в это время известный полярник и ученый Е.К. Федоров, Гидрометеорологическое обеспечение боевых действий Вооруженных Сил в период Великой Отечественной войны 1941-1945 гг. является одной из ярких страниц деятельности службы, внесшей неоценимый вклад в разгром немецко-фашистских захватчиков.
С окончанием Великой Отечественной войны служба вернулась к выполнению своих прямых обязанностей, создав к этому времени прекрасно организованную и оснащенную Гидрометеорологическую службу Вооруженных Сил. В то время сеть станций на оккупированной территории была разрушена и разграблена. Но одновременно с наступлением наших войск и освобождением захваченных территорий эта сеть восстанавливалась. В результате уже в 1946 г. сеть наблюдений насчитывала 9532 станций и постов, а в 1967 г. их было уже 11 039.
Нужно прямо сказать, что послевоенные годы, вплоть до 1990-х годов, были лучшими периодами развития и расцвета Гидрометеослужбы за всю историю ее существования. С развалом СССР целостность функционирования Единой гидрометеорологической службы страны была существенно нарушена. Но и в этих условиях гидрометеослужбы стран СНГ сохранили взаимосвязь и координацию своей деятельности. После распада СССР была образована Гидрометеорологическая служба России в составе Минэкологии России. Отделились гидрометеослужбы бывших союзных республик с рядом институтов, а также соответствующие военизированные противоградовые службы. Численность работников сократилась со 100 тысяч до 34 тысяч человек.
Деятельность Росгидромета в сфере его полномочий направлена на повышение качества жизни населения, обеспечение высоких темпов устойчивого экономического развития страны, на повышение уровня гидрометеорологической безопасности населения и экономики России. Усилия направлены и на снижение потерь от опасных гидрометеорологических явлений (ОЯ), которые в силу своей интенсивности, масштабам распространения и продолжительности оказывают негативное воздействие на людей, объекты экономики, на сельскохозяйственных животных и растения и на всю окружающую среду.
Полтора века назад президент Академии наук Ф.П.Литке, много сделавший для повышения престижа Службы погоды, писал: «Физика, химия, астрономия…могут развиваться и двигаться вперед везде, но исследования климатических и вообще физических условий России никто, кроме нас самих не может и не будет делать. Эти исследования мы должны производить для нашей пользы».
Чем мы и занимаемся.
Поздравляю вас с 290-летием начала инструментальных метеорологических наблюдений в России.
Пресс-секретарь ФГБУ «Приволжское УГМС»В.А.Демин
Еще на заре своей истории человек сталкивался с неблагоприятными атмосферными явлениями. Не понимая их, он обожествлял грозные и стихийные явления, связанные с атмосферой (Перун, Зевс, Дажбог и др.). По мере развития цивилизации в Китае, Индии, странах Средиземноморья делаются попытки регулярных метеорологических наблюдений, появляются отдельные догадки о причинах атмосферных процессов и зачаточные научные представления о климате. Первый свод знаний об атмосферных явлениях был составлен Аристотелем, взгляды которого затем долго определяли представления об атмосфере. В средние века регистрировались наиболее выдающиеся атмосферные явления, такие, как катастрофические засухи, исключительно холодные зимы, дожди и наводнения.
Современная научная метеорология ведет начало с XVII в., когда были заложены основы физики, частью которой на первых порах являлась метеорология. Галилеем и его учениками были изобретены термометр, барометр, дождемер, появилась возможность инструментальных наблюдений. В это же время появились первые метеорологические теории.. К середине XVIII столетия М. В. Ломоносов уже считал метеорологию самостоятельной наукой со своими методами и задачами, из которых главной, по его мнению, было «предзнанне погод»; он создал первую теорию атмосферного электричества, построил метеорологические приборы, высказал ряд важных соображений о климате и о возможности научного предсказания погоды. Во второй половине XVIII в. создана в Европе на добровольной основе сеть из 39 метеорологических станций (в том числе три в России - С.-Петербург, Москва, Пышменский завод), укомплектованных единообразными
проградуированными приборами. Сеть функционировала 12 лет. Результаты наблюдений были опубликованы. Они стимулировали дальнейшее развитие метеорологических исследований. В середине XIX столетня возникают первые государственные сети станций, а уже в начале века трудами А. Гумбольдта и Г. Д. Дове в Германии закладываются основы климатологии. После изобретения телеграфа, синоптический метод исследования атмосферных процессов быстро вошел в общее употребление. На основе возникла служба погоды и новая отрасль метеорологической науки - синоптическая метеорология.
К середине XIX в. относится организация первых метеорологических институтов, в том числе Главной физической (ныне геофизической) обсерватории в Петербурге (1849). Ее директору (с 1868 по 1895 г.) Г. И. Вильду принадлежат историческая заслуга организации в России образцовой метеорологической сети и ряд капитальных исследований климатических условий страны.
Во второй половине XIX столетия были заложены основы динамической метеорологии, т. е. применения законов гидромеханики и термодинамики к исследованиям атмосферных процессов. Большой вклад в эту область метеорологии был сделан Кориолисом во Франции. В это же время исследование климата в тесной связи с общей географической обстановкой было сильно продвинуто трудами великого русского географа и климатолога А. И. Воейкова, В. Кёппена в Германии и других. К концу столетия усилилось изучение радиационных и электрических процессов в атмосфере.
Развитие метеорологии в XX столетии шло все нарастающими темпами. В очень краткой характеристике этого развития назовем только несколько областей. Работы по теоретической метеорологии, особенно в Советском Союзе, все более сосредоточивались на проблеме численного прогноза, хотя пионерская работа. С появлением ЭВМ эти первоначально чисто теоретические исследования очень быстро нашли применение в практике работы службы погоды СССР, США, Англии, Франции, Германии и многих других стран. Синоптическая метеорология также быстро шагнула вперед, началась разработкаь важнейшую в практическом отношении проблему долгосрочного прогноза погоды.
Большие успехи достигнуты с начала XX в. в области аэрологических исследований. Во многих странах выдвинулись выдающиеся организаторы и исследователи в этом, тогда еще новом, направлении. В частности, в Велик в XX в. и прогресс в актинометрии. - учении о радиации в атмосфере.
Во второй половине XX столетия огромное значение приобрели проблемы загрязнения атмосферы и распространения примесей как естественного, так и антропогенного происхождения. Потребовалось создание специальной службы загрязнений.
Во всем мире и в нашей стране объем метеорологических исследований и число публикаций бурно растут; накоплен большой опыт международного сотрудничества в проведении таких международных программ, как Программа исследования глобальных атмосферных процессов, и уникальных экспериментов,
подобных Международному геофизическому году (1957-1958).
-
Краткие сведения по истории климатологии . Еще на заре своей истории человек сталкивался с неблагоприятными атмосферными явлениями. Не понимая их, он обожествлял грозные и стихийные явления, связанные с атмосферой (Перун, Зевс, Дажбог и др.). -
Краткие сведения по истории климатологии . Еще на заре своей истории
Использование климатологических данных. -
Краткие сведения по истории климатологии . Еще на заре своей истории человек сталкивался с неблагоприятными атмосферными явлениями.
Использование климатологических данных. -
Следующий вопрос ». Краткие сведения по истории климатологии . Еще на заре своей истории человек сталкивался с неблагоприятными атмосферными явлениями. -
Достоверно доказано, что на протяжении геологической истории Земли (4,65 млрд лет) вместе со всей з. Учение о климате. Предмет и задачи климатологии . В любом месте земли погода в разные годы меняется по-разному. -
климатологии
История климатов прошлого показывает, что в масштабах времени от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч лет климатические изменения становятся очень большими. -
Достаточно скачать шпаргалки по метеорологии и климатологии - и никакой экзамен вам не страшен!
Метеорология и климатология изучает неприятные проявления климата помогая человеку. -
Краткие сведения из истории тифлопедагогики. 1. Основоположником тифлопедагогики является французский педагог В. Гаюи который в 1784г. организовал первое учебное заведение для слепых (Париж), На рубеже XVIII-XIX вв. школы для слепых были созданы в Австрии... -
Достаточно скачать шпаргалки по метеорологии и климатологии - и никакой экзамен вам не страшен!
Каковы же возможные причины изменения климата за геологическую историю Земли? -
Достаточно скачать шпаргалки по метеорологии и климатологии - и никакой экзамен вам не страшен!
В пересечении с земной поверхностью фронтальная поверхность образует линию фронта, которую также кратко называют фронтом.
Найдено похожих страниц:10