1.Предмет і завдання метеорології і кліматології.
2.Связь кліматології з іншими науками.
3.Краткая історія розвитку кліматології.
1. Предмет і завдання метеорології і кліматології.
У земній атмосфері повсякденно спостерігаються найрізноманітніші явища, що створюються в результаті протікання в ній різних фізичних процесів. Ці явища і процеси відбуваються в атмосфері не ізольовано, а в тісній взаємодії з процесами, що відбуваються у верхніх шарах грунту і води. Всі ці явища і процеси відбуваються в основному за рахунок сонячної енергії, що надходить на поверхню землі.
Наука. вивчає і пояснює фізичні явища і процеси, що відбуваються в атмосфері при взаємодії її з поверхнею грунту, води, рослинності і т. д. ( «подстилающая поверхню»), називається метеорологією. Ця наука є фізика атмосфери, оскільки відбуваються в ній процеси мають фізичний характер. Вивчення процесів і явищ, які спостерігаються в атмосфері, має велике практичне значення і дозволяє з'ясувати закони їх розвитку. Знання ж цих законів дає можливість розробити методи прогнозу атмосферних процесів, а в окремих випадках дозволяє змінити розвиток їх в сторону більш сприятливу для людини.
З якісної і кількісної сторони фізичний стан атмосфери і процеси, що відбуваються в ній, виражаються за допомогою так званих метеорологічних елементів. Найбільш важливими для життя і господарської діяльності людини є такі елементи: температура і вологість грунту, тиск повітря, температура і вологість повітря, хмарність, опади, вітер. Часто ці елементи називаються елементами погоди. Вони знаходяться між собою в тісному взаємному зв'язку і завжди діють спільно, проявляючись у вельми складних і мінливих поєднаннях.
Стан атмосфери над даною територією і за цей час, що визначається фізичними процесами, що відбуваються в ній при взаємодії з поверхнею, що підстилає, називаетсяпогодой.
Спостереження над погодою за багаторічний період дозволяють визначити клімат даної місцевості. Кліматом називається закономірна послідовність атмосферних процесів, що створюється в даній місцевості в результаті взаємодії сонячної радіації, атмосферної циркуляції і фізичних явищ, що відбуваються на підстильної поверхні, і обумовить в цій місцевості характерний для неї режим погоди.
Дуже часто змішують поняття погода і клімат. Між цими поняттями є велика різниця. Погода представляє фізичний стан атмосфери над даною територією і за цей час, що характеризується певним поєднанням метеорологічних елементів. Клімат ж характеризується багаторічним режимом погоди, причому під багаторічним режимом погоди розуміються не тільки домінуючі, але і взагалі можливі в даній місцевості умові погоди. З визначення поняття клімат видно, що основними кліматоутворюючими факторами будуть сонячна радіація, циркуляція атмосфери і характер підстильної поверхні. Під їх спільним впливом відбувається формування кліматів в різних місцях земної кулі.
Великий вплив на клімат робить також діяльність людини, оскільки вона може змінити фізичні властивості підстилаючої поверхні.
Сонячна радіація є найважливішим климатообразующих фактором, так як за рахунок цієї радіації в атмосфері відбуваються різні фізичні процеси. На поверхні землі сонячна радіація розподіляється нерівномірно, що призводить до неоднакового нагрівання як грунту, так і повітря в різних широтних поясах земної кулі. Ці відмінності утворюють різниці в тиску повітря, а останні викликають повітряні течії, з яким пов'язано перенесення тепла і вологи. Таким чином, сонячна радіація визначає характер впливу другогокліматообразующего фактора - атмосферної ціркуляціі.Ціркуляція атмосфери залежить також від характеру підстильної поверхні. Величезну роль в перенесенні мас повітря грають материки і океани. У літню пору материки нагріваються сильніше, ніж океани. Взимку ж вони, навпаки, сильніше охолоджуються. Температурні відмінності, які утворюються між материками і океанами, створюють різницю в розподілі тиску повітря. Над материками в помірних широтах влітку встановлюються області зниженого тиску, взимку - підвищеного. Над океанами ж, навпаки, влітку панує щодо підвищений тиск, взимку - знижений. Внаслідок цього літа потік повітря на сушу у вигляді океанічного мусону, взимку - з суші на вигляді материкового мусону.
Крім материків і океанів, на циркуляцію атмосфери дуже впливає рельєф, особливо великі форми рельєфу - гірські хребти і високі плоскогір'я, а також озера і великі водойми. Таким чином, з одного боку, між циркуляцією атмосфери і характером підстильної поверхні є тісний зв'язок. З іншого боку, атмосферна циркуляція може впливати на кількість сонячної радіації, що надходить на земну поверхню. У тих районах земної кулі, де спостерігаються низхідні струми повітря, наприклад в областях підвищеного тиску, великий хмарності не утворюється, що істотно впливає на прихід - витрата променевої енергії. У районах же, де створюються висхідні руху, утворюється велика хмарність, яка також значно змінює радіаційний режим.
Підстилаюча поверхню є важливим климатообразующих фактором, так як від її характеру залежать фізичні властивості формуються над нею повітряних мас. Вода і суша надають на клімат різний вплив. Також різним буде вплив на клімат оголеною грунту і поверхні, покритої рослинністю. Трав'яниста рослинність надає на клімат інший вплив, ніж лісова.
Область науки. вивчає умови формування клімату і кліматичний режим різних країн і районів, називається кліматологією. Кліматологія розглядає взаємозв'язку між кліматоутворюючими факторами і взаємодія їх з підстильної поверхнею. Кліматологія займається вивченням закономірностей в розподілі на поверхні земної кулі різних метеорологічних явищ і типів клімату. Вона також займається вирішенням питань, пов'язаних зі зміною клімату під впливом людини.
Кліматологія вивчає і описує кліматичні умови великих територій. Однак на невеликих ділянках під впливом місцевих факторів можуть створюватися окремі особливості клімату. Сукупність цих місцевих особливостей клімату називається мікрокліматом даної ділянки. Вони особливо різко виражаються в приземному шарі повітря. Галузь кліматології, що займається вивченням формування клімату приземного шару повітря і описом мікрокліматичних особливостей різних ділянок, називається мікрокліматологіей.
Кліматологія має велике практичне значення. Вона обслуговує різні галузі народного господарства. Дані кліматології широко використовуються у виробництві.
В процесі обслуговування запитів практики з кліматології виділився ряд галузей, які потім отримали самостійний розвиток. Так з'явилася Агроклиматология, лісова кліматологія, медична кліматологія і ін.
Агроклиматология вивчає кліматичні умови, які мають значення в сільському господарстві, причому вивчення цих умов проводиться з урахуванням взаємодії їх з об'єктами процесами сільськогосподарського виробництва. Вона займається також агрокліматичних описом і районуванням території для найбільш доцільного і ефективного розміщення сільськогосподарського виробництва, а також з метою впровадження прийомів агротехніки, що найбільш відповідають місцевого клімату і забезпечують отримання високих і сталих врожаїв сільськогосподарських культур, підвищення продуктивності тваринництва, складання прогнозів урожайності сільськогосподарських культур, заходів боротьби з несприятливими і небезпечними гідрометеорологічними явищами.
Агроклиматология виникла в Росії завдяки працям видатних російських вчених - А. І. Воєйкова і П.І.Броунова. в 1884-1885 роках.
Лісова кліматологія займається вивченням взаємовідносин, що створюються між кліматичними факторами, з одного боку, і лісом - з іншого. Вона вивчає вплив кліматичних умов на ріст, розвиток і продуктивність лісових насаджень, вивчає мікроклімат, який створюється на території, яку займає лісом, а також вплив лісових насаджень на клімат прилеглої до них місцевості. Засновниками лісової метеорології і кліматології в Росії були А.І.Воейков, Г.М.Висоцького і А.П.Тольскій.
Медична кліматологія займається вивченням питань, пов'язаних з впливом погоди і клімату на організм людини. Вона вивчає також кліматичні умови курортів, лікувальні властивості яких використовуються для відновлення здоров'я людини.
Багато уваги цим питанням приділяв А.І.Воейков, а також А.А.Камінскій і Н.А.Коростелев. Широко поставив розробку питань медичної кліматології П.Г.Мезерніцкій.
Транспортна кліматологія має на меті вивчити вплив метеорологічних умов на роботу авіації, залізничного, водного та інших видів транспорту.
Для з'ясування кліматичних умов будь-якої місцевості широко використовують багаторічні спостереження метеорологічних станцій. Ці спостереження дають можливість вивести середні і крайні значення метеорологічних елементів, повторюваність різних явищ і т.д. які і служать для кількісної характеристики клімату даної місцевості, а також для порівняння клімату різних місцевостей. Ці дані необхідні для задоволення запитів народного господарства.
У зв'язку з цим виникло напрям в методиці вивчення клімату, яке отримало назву комплексної кліматології. За методом комплексної кліматології клімат досліджується шляхом встановлення повторюваності погоди. Ці типи характеризуються певними поєднаннями метеорологічних елементів. Комплексна кліматологія в СРСР була розроблена Е.Е.Федоровим і Л.А.Чубуковим.
Вивчення клімату йде не тільки по лінії обчислення середніх величин, що дають кількісну характеристику його, але і по лінії вивчення климатообразующих процесів, що призводять до утворення тих чи інших типів клімату. При вирішенні цього завдання велике значення мають методи синоптичної кліматологоіі. Остання при вивченні клімату приділяє найбільшу увагу циркуляційних факторів і пояснює різні прояви клімату через процеси загальної циркуляції атмосфери. В даному випадку під циркуляційними чинниками розуміються три атмосферних процесу - горизонтальний перенос повітряних мас, їх переродження, або трансформація, над материками і океанами і, нарешті, освіта поверхонь розділу, або фронтів, між ними. При цьому враховується також вплив сонячної радіації і підстильної поверхні. За синоптичної кліматології багато цінних робіт створили А.І.Аскназій, Б.П.Алісов, Х.П.Погосян і ін.
При вирішенні багатьох питань як теоретичних, так і практичних кліматологія базується на основних законах фізики. Завдяки цьому виникає можливість розрахувати значення ряду кліматичних величин, для яких немає безпосередніх спостережень. В цьому напрямку відомі роботи М.И. Будико, С.А.Сапожніковой і ін.