- •Е. А. Михайлов, н. А. Мухин
- •150023. Ярославль, Московский пр., 88.
- •1. Атмосфера, погода, климат
- •2. Метеорологические наблюдения
- •3. Применение карт
- •4. Метеорологическая служба
- •5. Климатообразующие процессы
- •6. Астрономические факторы
- •7. Геофизические факторы
- •8. Метеорологические факторы
- •9. О солнечной радиации
- •До поступления в атмосферу (1) и в спектре абсолютно черного тела
- •10. Тепловое и лучистое равновесие Земли
- •11. Прямая солнечная радиация
- •12. Изменения солнечной радиации в атмосфере и на земной поверхности
- •13. Явления, связанные с рассеянием радиации
- •14. Цветовые явления в атмосфере
- •15. Суммарная и отраженная радиации
- •15.1. Излучение земной поверхности
- •15.2. Встречное излучение или противоизлучение
- •16. Радиационный баланс земной поверхности
- •17. Географическое распределение радиационного баланса
- •18. Атмосферное давление и барическое поле
- •19. Барические системы
- •20. Колебания давления
- •21. Ускорение воздуха под действием барического градиента
- •22. Отклоняющая сила вращения Земли
- •На север со скоростью ав
- •23. Геострофический и градиентный ветер
- •24. Барический закон ветра
- •25. Тепловой режим атмосферы
- •26. Тепловой баланс земной поверхности
- •27. Суточный и годовой ход температуры на поверхности почвы
- •28. Температуры воздушных масс
- •29. Годовая амплитуда температуры воздуха
- •30. Континентальность климата
- •В Торсхавне (1) и Якутске (2) [2]
- •31. Облачность и осадки
- •32. Испарение и насыщение
- •В зависимости от температуры [2]
- •33. Влажность
- •34. Географическое распределение влажности воздуха
- •35. Конденсация в атмосфере
- •36. Облака
- •37. Международная классификация облаков
- •38. Облачность, ее суточный и годовой ход
- •39. Осадки, выпадающие из облаков (классификация осадков)
- •40. Характеристика режима осадков
- •41. Годовой ход осадков
- •42. Климатическое значение снежного покрова
- •43. Химия атмосферы
- •Некоторых атмосферных компонентов (Суркова г.В., 2002)
- •44. Химический состав атмосферы Земли
- •45. Химический состав облаков
- •46. Химический состав осадков
- •В последовательных фракциях дождя
- •В последовательных равных по объему пробах дождя (по оси абсцисс отложены номера проб, с 1 по 6), Москва, 6 июня 1991 г.
- •В осадках разного вида, в облаках и туманах
- •47. Кислотность осадков
- •48. Общая циркуляция атмосферы
- •На уровне моря в январе, гПа [2]
- •На уровне моря в июле, гПа [2]
- •48.1. Циркуляция в тропиках
- •48.2. Пассаты
- •48.3. Муссоны
- •48.4. Внетропическая циркуляция
- •48.5. Внетропические циклоны
- •48.6. Погода в циклоне
- •48.7. Антициклоны
- •48.8. Климатообразование
- •Атмосфера – океан – поверхность снега, льда и суши – биомасса [2]
- •49. Теории климата
- •50. Климатические циклы
- •51. Возможные причины и методы изучения изменений климата
- •52. Естественная динамика климата геологического прошлого
- •Изученные различными методами (Васильчук ю.К., Котляков в.М., 2000):
- •Из скважины 5г 00:
- •На севере Сибири в течение ключевых моментов позднеплейстоценового
- •Криохрона 30-25 тыс. Лет назад (а) и – 22-14 тыс. Лет назад (б).
- •В точках опробования дробь: в числителе среднеянварская температура,
- •В знаменателе – средние значения 18o для данного временного интервала
- •Со ст. Кемп Сенчури за последние 15 тыс. Лет
- •На севере Сибири в течение оптимума голоцена 9-4,5 тыс. Лет назад
- •53. Климат в историческое время
- •54. События Хайнриха и Дансгора
- •55. Типы климатов
- •55.1. Экваториальный климат
- •55.2. Климат тропических муссонов (субэкваториальный)
- •55.3. Тип континентальных тропических муссонов
- •55.4. Тип океанических тропических муссонов
- •55.5. Тип тропических муссонов западных берегов
- •55.6. Тип тропических муссонов восточных берегов
- •55.7. Тропические климаты
- •55.8. Континентальный тропический климат
- •55.9. Океанический тропический климат
- •55.10. Климат восточной периферии океанических антициклонов
- •55.11. Климат западной периферии океанических антициклонов
- •55.12. Субтропические климаты
- •55.13. Континентальный субтропический климат
- •55.14. Океанический субтропический климат
- •55.15. Субтропический климат западных берегов (средиземноморский)
- •55.16. Субтропический климат восточных берегов (муссонный)
- •55.17. Климаты умеренных широт
- •55.18. Континентальный климат умеренных широт
- •55.19. Климат западных частей материков в умеренных широтах
- •55.20. Климат восточных частей материков в умеренных широтах
- •55.21. Океанический климат в умеренных широтах
- •55.22. Субполярный климат
- •55.23. Климат Арктики
- •55.24. Климат Антарктиды
- •56. Микроклимат и фитоклимат
- •57. Микроклимат как явление приземного слоя
- •58. Методы исследования микроклимата
- •58.1. Микроклимат пересеченной местности
- •58.2. Микроклимат города
- •58.3. Фитоклимат
- •58. Влияние человека на климат
- •За 1957–1993 гг. На Гавайских островах и Южном полюсе
- •60. Современные изменения климата
- •У поверхности Земли относительно температуры 1990 г.
- •61. Антропогенные изменения и моделирование климата
- •(Средних за год, глобально осредненных – черная линия) с результатами моделирования (серый фон), полученными при учете изменений [3]:
- •И воспроизведенными для этого же года модельными аномалиями [3]:
- •От температуры до индустриального состояния (1880–1889) за счет роста парниковых газов и тропосферных аэрозолей [3]:
- •62. Синоптический анализ и прогноз погоды
- •Заключение
- •Библиографический список
2. Метеорологические наблюдения
Метеорологические наблюдения – это измерения метеорологических величин, а также регистрация атмосферных явлений.
К метеорологическим величинам относятся: температура и влажность воздуха, атмосферное давление, скорость и направление ветра, количество и высота облаков, количество осадков, потоки тепла и др. К ним присоединяются величины, непосредственно не отражающие свойств атмосферы или атмосферных процессов, но тесно связанные с ними.
Таковы температура почвы и поверхностного слоя волы, испарение, высота и состояние снежного покрова, продолжительность солнечного сияния и т.п. На некоторых станциях проводят наблюдения над солнечным и земным излучениями и над атмосферным электричеством.
К атмосферным явлениям относятся: гроза, метель, пыльная буря, туман, ряд оптических явлений, таких как голубой цвет неба, радуга, венцы и т. д.
Метеорологические наблюдения над состоянием атмосферы вне приземного слоя и до высот около 40 км носят название аэрологических наблюдений. Наблюдения над состоянием высоких слоев атмосферы можно назвать аэрономическими. Они отличаются от аэрологических наблюдений как по методике, так и по наблюдаемым параметрам.
Наиболее полные и точные наблюдения проводят в метеорологических и аэрологических обсерваториях. Число таких обсерваторий, однако, невелико. Кроме того, даже самые точные наблюдения, но производимые в небольшом числе пунктов, не могут дать исчерпывающего представления о состоянии всей атмосферы, поскольку атмосферные процессы протекают и разной географической обстановке по-разному.
Поэтому кроме метеорологических обсерваторий наблюдения над основными метеорологическими величинами ведутся еще примерно на 3500 метеорологических и 750 аэрологических станциях, размещенных по всему земному шару.
Атмосферные процессы, определяющие изменения погоды, развиваются на больших пространствах. Поэтому изучение их возможно, если метеорологические и аэрологические станции, ведущие наблюдения за атмосферными процессами, размещаются (по возможности равномерно) на таких же больших пространствах.
Кроме того, изучение географического распределения метеорологических величин и сравнение состояния атмосферы (погоды и климата) в различных местах Земли возможно при условии, что метеорологические станции в каждой стране и во всех странах мира ведут наблюдении однотипными приборами, по единой методике и в определенные часы суток. Станции в каждой стране и в мировом масштабе составляют единое целое - сеть метеорологических станций, т.е. метеорологическую сеть.
В России так же, как и в большинстве стран мира, существует основная государственная сеть метеорологических станций, отвечающая указанному выше требованию – оснащению однотипными приборами, единообразной методикой наблюдений и согласованной по срокам работой.
Метеорологические станции общегосударственной сети размещаются по возможности равномерно в местах, характерных для данного района. Это необходимо для того, чтобы показания станции были репрезентативными, т.е. показательными не только для ее ближайших окрестностей, но и для возможно большего окружающего района. Метеорологические станции специального назначения размещают, исходя из производственных задач.
Важнейшие требования к сетевым метеорологическим наблюдениям помимо синхронности - их длительность и непрерывность. Ход атмосферных процессов каждого года отличается от их хода в предыдущем и в последующем годах. Этим определяется необходимость при изучении климата иметь многолетние ряды систематических наблюдений.
Для изучения изменений климата метеорологические наблюдения должны проводиться вообще неограниченно долго.
Важно также, чтобы станции как можно дольше не меняли своего местоположения: перенос станции в другое место обрывает многолетний ряд наблюдений или, во всяком случае, нарушает его однородность. Вредно сказываются на однородности рядов наблюдений застройка местности и другие изменения строения земной поверхности вокруг станции.
Для предсказания погоды также необходимо вести метеорологические наблюдения постоянно и непрерывно: каждый день и час в атмосфере наблюдаются все новые, бесконечно разнообразные условия, за ходом которых необходимо следить, потому что прогноз погоды на будущее опирается на фактическую погоду в настоящем и погоду в прошлом.
Во всем мире на наземных метеорологических станциях проводят одновременные (синхронные) наблюдения в 00, 03, 06, 09, 12, 15, 18, 21 ч по единому – гринвичскому – времени (времени нулевого пояса). Результаты наблюдений за эти так называемые синоптические сроки немедленно передают по телефону, телеграфу, радио или интернету в органы службы погоды, где по ним составляют синоптические карты и другие материалы, использующиеся для предсказания погоды.
На метеорологических станциях основного типа регистрируют следующие метеорологические величины:
температуру воздуха на высоте 2 м над земной поверхностью;
атмосферное давление;
влажность воздуха – парциальное давление водяного пара;
в воздухе и относительную влажность;
ветер – горизонтальное движение воздуха на высоте 10-12 м над земной поверхностью (измеряют его скорость и определяют направление, откуда дует ветер);
количество осадков, выпавших из облаков, их типы (дождь, морось, снег и др.);
облачность – степень покрытия неба облаками, типы облаков по международной классификации, высоту нижней границы облаков;
наличие и интенсивность различных осадков, образующихся на земной поверхности и на предметах (росы, инея, гололеда и пр.), а также тумана;
горизонтальную видимость – расстояние, на котором перестают различаться очертания предметов;
продолжительность солнечного сияния;
температуру на поверхности почвы и на нескольких глубинах в почве;
состояние поверхности почвы;
высоту и плотность снежного покрова.
На некоторых станциях измеряют испарение воды с водных поверхностей или с почвы.
Регистрируют метеорологические и оптические явления: метели, шквалы, смерчи, мглу, пыльные бури, грозы, тихие электрические разряды, полярные сияния, радугу, круги и венцы вокруг дисков светил, миражи и др.
На береговых метеорологических станциях проводят также наблюдения над температурой воды и волнением водной поверхности.
Программа наблюдений на судах отличается от наблюдений на сухопутных станциях только в деталях. В программу работы станций, имеющих определенный производственный профиль, например агрометеорологических, авиационных и др., включаются дополнительные наблюдения, связанные со спецификой обслуживания соответствующей отрасли хозяйственной деятельности (сельского хозяйства, авиации и т.п.).
Не все метеорологические величины наблюдают в каждый срок наблюдений. Например, количество осадков измеряется четыре раза в сутки, высота снежного покрова – один раз в сутки, плотность снега – один раз в пять или десять дней и т.д.
Кроме метеорологических станций существует гораздо более многочисленная сеть метеорологических постов, на которых проводят наблюдения только над осадками и снежным покровом, так как для оценки распределения этих величин нужна более густая сеть наблюдений.
В программы наблюдений обсерваторий и ряда специальных станций входят:
наблюдения над солнечной радиацией, земным излучением, отражательными свойствами поверхности земли и воды;
наблюдения над температурой и влажностью воздуха на разных высотах в приземном слое воздуха (градиентные наблюдения);
измерения содержания в воздухе озона, пыли, химических примесей, радиоактивных продуктов и др.;
атмосферно - электрические наблюдения над ионизацией воздуха, т.е. над содержанием в нем электрически заряженных частиц, и над измерениями электрического поля атмосферы.