Погода

Гроза

Всё о погоде / BBC Документальный фильм [27:08]

Погода — состояние нижнего слоя атмосферы в данной местности в текущее время или в течение длительного времени (час, сутки, неделя, месяц).

Характеризуется рядом метеорологических элементов.

Многолетний режим погоды в данной местности называют климатом.

Выделяют периодические и непериодические изменения погоды. Периодические изменения погоды зависят от суточного и годового вращения Земли. Непериодические обусловлены переносом воздушных масс. Они нарушают нормальный ход метеорологических элементов. Расхождение фазы периодических изменений с характером непериодических приводят к самых резких изменений погоды.

Можно выделить два типа метеорологической информации:

• Первичную информацию о текущей погоде, получаемый в результате метеорологических наблюдений.
• Информацию о погоде в виде различных данных, синоптических карт, аэрологических диаграмм, вертикальных разрезов, карт облачности и т. д.

Успешность составленных прогнозов в значительной степени зависят от качества первичной метеорологической информации.

Причины

Обычные погодные явления на Земле — это ветер, облака, атмосферные осадки (дождь, снег и т. д.), туманы, грозы, пыльные бури и метели. Редкие явления включают в себя стихийные бедствия, такие как торнадо и ураганы. Почти все погодные явления происходят в тропосфере (нижняя часть атмосферы).

Различия в физических свойствах воздушных масс возникают через изменения угла падения солнечных лучей в зависимости от широты и удаленности региона от океанов. Большая является причиной наличия высотных струйных течений. Барические образования в средних широтах, такие как внетропические циклоны, образуются при развитии волн в зоне высотной струйной течения. Поскольку ось Земли наклонена относительно плоскости ее орбиты, угол падения солнечных лучей зависит от времени года. В среднем ежегодная температура на поверхности Земли изменяется в пределах ± 40 °C. На протяжении сотен тысяч лет изменение орбиты Земли влияет на количество и распределение солнечной энергии на планете, определяя долгосрочный климат.

Разница температур на поверхности в свою очередь вызывает разницу в поле атмосферного давления. Горячая поверхность и нагревает воздух, находящийся над ней, расширяет его, снижая давление и плотность воздуха . Полученный горизонтальный градиент давления ускоряет воздух в сторону низкого давления, создавая ветер. А вследствие работы эффекта Кориолиса при вращении Земли происходит закручивание потока. Примером простой погодной системы являются прибрежные бризы, а сложной — ячейка Хэдли.

Атмосфера — это сложная система, поэтому незначительные изменения в одной ее части могут иметь большое влияние на систему в целом. В истории человечества всегда были попытки управлять погодой. Доказано, что деятельность людей, такая как сельское хозяйство и промышленность, может в некоторых пределах влиять на погоду. Прогноз погоды — это научно и технически обоснованное предположение о будущем состоянии атмосферы в определенной точке или регионе земного шара.

Изучение погоды на других планетах стало полезным для понимания принципов изменения погоды на Земле. Известный объект исследований в Солнечной системе — Большое красное пятно Юпитера, шторм, который существует в течение, по крайней мере, 300 лет. Однако погода не ограничена планетарными телами. Корона Солнца постоянно теряется в космосе, создавая, по сути, очень тонкую атмосферу во всей Солнечной системе. Движение частиц, испускаемых Солнцем, называется солнечным ветром.

Организация метеорологических наблюдений

Первые метеорологические наблюдения начали проводить в древнем Египте, Индии и Китае. В Европе в 1654 году Фердинандом II в Тоскане была создана первая международная метеорологическая сеть. Сеть состояла из 11 станций, 7 из которых разместились в Италии, а остальные — во Франции, Германии, Австрии и Польше.

В России первые инструментальные метеорологические наблюдения начали проводить в Киеве в 1771 году. Большое значение для развития метеорологической науки в России имело открытие университетов, благодаря которым в первой половине XIX века проводились систематические научные исследования в области метеорологии, климатологии, геофизики.

Во второй половине XX века системы метеорологических наблюдений качественно улучшились, что связано с внедрением автоматизированных систем измерения гидрометеорологических параметров и метеорологических спутников Земли. С целью стандартизации, сбора, анализа, обработки и глобального распространения гидрометеорологической информации Всемирная метеорологическая организация (ВМО) в 1963 году создала Всемирную службу погоды, одним из основных компонентов которой является Глобальная система наблюдений, которая охватывает все технические средства для гидрометеорологических наблюдений на земле, на море, в воздухе и в космическом пространстве.

Главными потребителями метеорологической информации является морской флот и авиация. Данные о метеорологическом режиме широко используются при проектировании и эксплуатации различных сооружений — зданий, аэродромов, железных дорог, линий электропередач и т. п. В первую очередь от погодных условий и климата зависит сельское хозяйство. На производительность в значительной степени влияет влажность почвы и воздуха, количество осадков, света, тепла. В конце XIX века сформировалась даже самостоятельная отрасль метеорологии — агрометеорология.

Синоптические карты

Синоптическая карта (греч. συνοπτικός , «обозримый одновременно») — это географическая карта, на которой условными обозначениями нанесены результаты наблюдений многих метеостанций. Такая карта дает наглядное представление о состоянии погоды в это время. При последовательном составлении карт выясняются направления движения воздушных масс, развитие циклонов, перемещение фронтов. Анализ синоптических карт позволяет предвидеть изменения погоды. Можно отследить изменения состояния атмосферы, в том числе перемещения и эволюции атмосферных возмущений, перемещение, трансформацию и взаимодействие воздушных масс и др. В последние десятилетия синоптическая информация обогатилась результатами аэрологических наблюдений. В последние годы также используется спутниковая информация о состоянии океанов и частей суши, где нет метеостанций. Фотографирование облачных систем с спутников позволяет выявить зарождение тропических циклонов над океанами.

Параметры погоды (метеорологические величины)

Атмосферные явления:

• атмосферные осадки (дождь, снег, град)
• туман
• метель
• гроза
• смерч и т. д.

Величины, определяющие «эквивалентную комфортную температуру»:

• атмосферное давление
• температура воздуха
• влажность воздуха
• скорость и направление ветра

Величины, важные для транспорта и сельского хозяйства:

• дальность видимости
• атмосферная турбулентность
• возможность обледенения
• солнечная радиация
• облачность, продолжительность солнечного сияния
• возможность шторма (на море, большом озере)

Прогноз погоды

Гордон — Диалоги [59] Прогноз погоды

Прогноз погоды — это научно и технически обоснованное предположение о будущем состоянии атмосферы в определенном месте. Люди пробовали предсказывать погоду тысячелетиями, но официальные прогнозы появились тольков девятнадцатом веке. Для составления прогноза погоды собираются количественные данные о текущем состоянии атмосферы, и с помощью научного понимания атмосферных процессов проектируется, как изменится состояние атмосферы.

Если раньше прогнозы основывались в основном на изменении атмосферного давления, текущих погодных условий и состояния неба, то сейчас для определения будущей погоды применяются модели прогнозирования. Участие человека необходимо для выбора наиболее подходящей модели прогнозирования, на которой в дальнейшем будет основываться прогноз. Это включает в себя умение выбрать шаблон модели, учет взаимосвязи удаленных событий, знание принципов работы и особенностей выбранной модели. Сложная природа атмосферы, необходимость мощной вычислительной техники для решения уравнений, описывающих атмосферу, наличие погрешностей при измерении начальных условий и неполное понимание атмосферных процессов означают, что точность прогноза снижается. Чем больше разница между текущей датой и датой, на которую делается прогноз (диапазон прогноза), тем меньше точность. Использование нескольких моделей и приведение их к единому результату помогает снизить погрешность и получить наиболее вероятный результат.

Прогнозами погоды пользуются многие. Важными прогнозами является штормовые предупреждения, так как они используются для защиты жизни и имущества. Прогнозы температуры и осадков важны для сельского хозяйства, а следовательно, для трейдеров на фондовых рынках . Температурные прогнозы нужны тепловым сетям для оценки потребности в тепловой энергии. Ежедневно люди пользуются прогнозом погоды, чтобы решить, что одеть в этот день. Прогнозы дождей, снега и сильных ветров используются для планирования работ и отдыха на свежем воздухе.

Литература

• Брюс Бакли, Эдвард Дж. Хопкинс, Ричард Уайтекер. Погода: Энциклопедический путеводитель. — К.: Махаон-Украина, 2007, с.304