Лекция наука метеорология и климатология







Скачать 324.01 Kb.
НазваниеЛекция наука метеорология и климатология
страница1/3
Дата публикации24.06.2013
Размер324.01 Kb.
ТипЛекция
100-bal.ru > География > Лекция
  1   2   3
ЛЕКЦИЯ 1.

НАУКА МЕТЕОРОЛОГИЯ И КЛИМАТОЛОГИЯ.

План:

1.Предмет и задачи метеорологии и климатологии.

2.Связь климатологии с другими науками.

3.Краткая история развития климатологии.
1. Предмет и задачи метеорологии и климатологии.

В земной атмосфере повседневно наблюдаются самые разнообразные явления, создающиеся в результате протекания в ней различных физических процессов. Эти явления и процессы совершаются в атмосфере не изолировано, а в тесном взаимодействии с процессами, происходящими в верхних слоях почвы и воды. Все эти явления и процессы происходят в основном за счет солнечной энергии, поступающей на поверхность земли.

Наука, изучающая и объясняющая физические явления и процессы, происходящие в атмосфере при взаимодействии ее с поверхностью почвы, воды, растительности и т. д. («подстилающая поверхность»), называется метеорологией. Эта наука есть физика атмосферы, поскольку совершающиеся в ней процессы имеют физический характер. Изучение процессов и явлений, наблюдаемых в атмосфере, имеет большое практическое значение и позволяет выяснить законы их развития. Знание же этих законов дает возможность разработать методы прогноза атмосферных процессов, а в отдельных случаях позволяет изменить развитие их в сторону более благоприятную для человека.

С качественной и количественной стороны физическое состояние атмосферы и процессы, совершающиеся в ней, выражаются при помощи так называемых метеорологических элементов. Наиболее важными для жизни и хозяйственной деятельности человека являются следующие элементы: температура и влажность почвы, давление воздуха, температура и влажность воздуха, облачность, осадки, ветер. Часто эти элементы называются элементами погоды. Они находятся между собой в тесной взаимной связи и всегда действуют совместно, проявляясь в весьма сложных и изменчивых сочетаниях.

Состояние атмосферы над данной территорией и за данное время, определяемое физическими процессами, совершающимися в ней при взаимодействии с подстилающей поверхностью, называется погодой.

Наблюдения над погодой за многолетний период позволяют определить климат данной местности. Климатом называется закономерная последовательность атмосферных процессов, создающаяся в данной местности в результате взаимодействия солнечной радиации, атмосферной циркуляции и физических явлений, происходящих на подстилающей поверхности, и обуславливающая в этой местности характерный для нее режим погоды.

Очень часто смешивают понятия погода и климат. Между этими понятиями имеется большое различие. Погода представляет физическое состояние атмосферы над данной территорией и за данное время, характеризуемое определенным сочетанием метеорологических элементов. Климат же характеризуется многолетним режимом погоды, причем под многолетним режимом погоды понимаются не только преобладающие, но и вообще возможные в данной местности условию погоды. Из определения понятия климат видно, что основными климатообразующими факторами будут солнечная радиация, циркуляция атмосферы и характер подстилающей поверхности. Под их совместным влиянием происходит формирование климатов в различных местах земного шара.

Большое влияние на климат оказывает также деятельность человека, поскольку она может изменить физические свойства подстилающей поверхности.

Солнечная радиация является важнейшим климатообразующим фактором, так как за счет этой радиации в атмосфере протекают различные физические процессы. На поверхности земли солнечная радиация распределяется неравномерно, что приводит к неодинаковому нагреванию как почвы, так и воздуха в различных широтных поясах земного шара. Эти различия образуют разности в давлении воздуха, а последние вызывают воздушные течения, с которым связан перенос тепла и влаги. Таким образом, солнечная радиация определяет характер воздействия другого климатообразующего фактора – атмосферной циркуляции. Циркуляция атмосферы зависит также от характера подстилающей поверхности. Огромную роль в переносе масс воздуха играют материки и океаны. В летнее время материки нагреваются сильнее, чем океаны. Зимой же они, наоборот, сильнее охлаждаются. Температурные различия, образующиеся между материками и океанами, создают разницу в распределении давления воздуха. Над материками в умеренных широтах летом устанавливаются области пониженного давления, зимой – повышенного. Над океанами же, наоборот, летом господствует относительно повышенное давление, зимой – пониженное. Вследствие этого летом ток воздуха на сушу в виде океанического муссона, зимой – с суши на виде материкового муссона.

Помимо материков и океанов, на циркуляцию атмосферы оказывает большое влияние рельеф, особенно крупные формы рельефа – горные хребты и высокие плоскогорья, а также озера и большие водоемы. Таким образом, с одной стороны, между циркуляцией атмосферы и характером подстилающей поверхности имеется тесная связь. С другой стороны, атмосферная циркуляция может влиять на количество солнечной радиации, поступающей на земную поверхность. В тех районах земного шара, где наблюдаются нисходящие токи воздуха, например в областях повышенного давления, большой облачности не образуется, что существенно влияет на приход – расход лучистой энергии. В районах же, где создаются восходящие движения, образуется большая облачность, которая также значительно изменяет радиационный режим.

Подстилающая поверхность является важным климатообразующим фактором, так как от ее характера зависят физические свойства формирующихся над ней воздушных масс. Вода и суша оказывают на климат различное влияние. Также различным будет влияние на климат обнаженной почвы и поверхности, покрытой растительностью. Травянистая растительность оказывает на климат иное влияние, чем лесная.

Область науки, изучающая условия формирования климата и климатический режим различных стран и районов, называется климатологией. Климатология рассматривает взаимосвязи между климатообразующими факторами и взаимодействие их с подстилающей поверхностью. Климатология занимается изучением закономерностей в распределении на поверхности земного шара различных метеорологических явлений и типов климата. Она также занимается разрешением вопросов, связанных с изменением климата под воздействием человека.

Климатология изучает и описывает климатические условия больших территорий. Однако на небольших участках под влиянием местных факторов могут создаваться отдельные особенности климата. Совокупность этих местных особенностей климата называется микроклиматом данного участка. Они особенно резко выражаются в приземном слое воздуха. Отрасль климатологии, занимающаяся изучением формирования климата приземного слоя воздуха и описанием микроклиматических особенностей различных участков, называется микроклиматологией.

Климатология имеет большое практическое значение. Она обслуживает различные отрасли народного хозяйства. Данные климатологии широко используются в производстве.

В процессе обслуживания запросов практики из климатологии выделился ряд отраслей, которые затем получили самостоятельное развитие. Так появилась агроклиматология, лесная климатология, медицинская климатология и др.

Агроклиматология изучает климатические условия, имеющие значение в сельском хозяйстве, причем изучение этих условий производится с учетом взаимодействия их с объектами процессами сельскохозяйственного производства. Она занимается также агроклиматическим описанием и районированием территории для наиболее целесообразного и эффективного размещения сельскохозяйственного производства, а также в целях внедрения приемов агротехники, наиболее отвечающих местному климату и обеспечивающих получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур, повышение продуктивности животноводства, составление прогнозов урожайности сельхозкультур, мер борьбы с неблагоприятными и опасными гидрометеорологическими явлениями.

Агроклиматология возникла в России благодаря трудам выдающихся русских ученых – А.И.Воейкова и П.И.Броунова. в 1884-1885 годах.

Лесная климатология занимается изучением взаимоотношений, создающихся между климатическими факторами, с одной стороны, и лесом - с другой. Она изучает влияние климатических условий на рост, развитие и производительность лесных насаждений, изучает микроклимат, создающийся на территории, занимаемой лесом, а также влияние лесных насаждений на климат прилегающей к ним местности. Основателями лесной метеорологии и климатологии в России были А.И.Воейков, Г.Н.Высоцкий и А.П.Тольский.

Медицинская климатология занимается изучением вопросов, связанных с влиянием погоды и климата на организм человека. Она изучает также климатические условия курортов, лечебные свойства которых используются для восстановления здоровья человека.

Много внимания этим вопросам уделял А.И.Воейков, а также А.А.Каминский и Н.А.Коростелев. Широко поставил разработку вопросов медицинской климатологии П.Г.Мезерницкий.

Транспортная климатология имеет целью изучить влияние метеорологических условий на работу авиации, железнодорожного, водного и других видов транспорта.

Для выяснения климатических условий какой-либо местности широко используют многолетние наблюдения метеорологических станций. Эти наблюдения дают возможность вывести средние и крайние значения метеорологических элементов, повторяемость различных явлений и т.д., которые и служат для количественной характеристики климата данной местности, а также для сравнения климата различных местностей. Эти данные необходимы для удовлетворения запросов народного хозяйства.

В связи с этим возникло направление в методике изучения климата, получившее название комплексной климатологии. По методу комплексной климатологии климат исследуется путем установления повторяемости погоды. Эти типы характеризуются определенными сочетаниями метеорологических элементов. Комплексная климатология в СССР была разработана Е.Е.Федоровым и Л.А.Чубуковым.

Изучение климата идет не только по линии вычисления средних величин, дающих количественную характеристику его, но и по линии изучения климатообразующих процессов, приводящих к образованию тех или иных типов климата. При разрешении этой задачи большое значение имеют методы синоптической климатологоии. Последняя при изучении климата уделяет наибольшее внимание циркуляционным факторам и объясняет различные проявления климата через процессы общей циркуляции атмосферы. В данном случае под циркуляционными факторами понимаются три атмосферных процесса – горизонтальный перенос воздушных масс, их перерождение, или трансформация, над материками и океанами и, наконец, образование поверхностей раздела, или фронтов, между ними. При этом учитывается также влияние солнечной радиации и подстилающей поверхности. По синоптической климатологии много ценных работ создали А.И.Аскназий, Б.П.Алисов, Х.П.Погосян и др.

При решении многих вопросов как теоретических, так и практических климатология базируется на основных законах физики. Благодаря этому возникает возможность рассчитать значение ряда климатических величин, для которых нет непосредственных наблюдений. В этом направлении известны работы М.И.Будыко, С.А.Сапожниковой и др.
2.Связь климатологии с другими науками.

Климатология тесно связана с географией, гидрологией, агробиологией, почвоведением и другими науками.

Объектом изучения географии является окружающая нас природа – географическая среда, представляющая известное сочетание рельефа, масс воды, почвенного и растительного покрова, а также животного мира. Все эти элементы географической среды находятся между собой в тесной взаимной связи. Климат является, таким образом, одним из элементов этой среды. Отсюда возникает и связь климатологии с географией.

Климатология имеет тесную связь с гидрологией, изучающей происхождение, деятельность и круговорот воды в атмосфере, на поверхности земли и в ее недрах. Особенно большое значение для гидрологии имеет климатическое изучение осадков, ливней, снежного покрова, испарения, влагооборота и т.д.

Климатология теснейшим образом связана с агробиологией, изучающей общие биологические закономерности, действующие в земледелии и животноводстве. Климат вместе с погодой является одним из факторов среды обитания растений, т.е. среды, в которой они существуют и развиваются. Великий русский исследователь И.В.Мичурин показал, что между растениями и условиями среды их обитания имеется тесная и неразрывная связь. Эта среда служит для растений источником тепла, света и влаги.

В.Р.Вильямс считает, что климат кокой - либо зоны представляет функцию господствующей в ней формации и, следовательно, изменяя состав этой формации, можно изменить и климат. С другой стороны, климат в сильной степени определяет характер растительного покрова. Таким образом, между растениями и климатом, как фактором среды их обитания, имеется связь и взаимодействие. Изучение такого взаимодействия растений и окружающей среды дает возможность управлять условиями жизни растений и изменять природу их в нужную для человека сторону. Поэтому с климатологией тесно связаны и такие науки, как полеводство, луговодство, плодоводство и лесоводство. Вместе с этими науками климатология стремится получить данные, позволяющие человеку создавать растениям наиболее благоприятные условия, при которых они развивали бы наивысшую продуктивность.

Климатология имеет большую связь с почвоведением. Климат является одним из факторов почвообразования. Климатические элементы- температура, осадки, ветер – принимали участие в измельчении горных пород и превращении их в рыхлую минеральную массу – рухляк, который, в отличие от горной породы, стал способным поглощать и удерживать в себе то или иное количество воды. Он стал проницаемым для воздуха. В последующее время климат оказывал влияние на рост и развитие тех или иных растений, из отмерших остатков которых возникло затем органическое вещество в почве. Скорость и характер разложения органических остатков в сильной степени определяется количеством тепла, которое поглощалось почвой, и количеством проникающей в нее воды. Таким образом, климат играл большую роль в накоплении в рухляке перегноя и питательных веществ. В результате на рухляке образовалась почва, которая приобрела плодородие, т.е. способность удовлетворять потребность растений в воде, воздухе и питательных веществах.

3.Краткая история развития климатологии.

Первым русским метеорологом и климатологом можно считать гениального ученого М.В.Ломоносова. Он еще 200 лет тому назад успешно разрешил ряд вопросов климатологического характера. Так, Ломоносов установил, что ветры, дующие с моря, умеряют зимние холода, принося дождливую погоду. Ломоносов также впервые указал, что открытые моря, свободные зимой ото льда, сообщают воздуху больше теплоты, чем материки, покрытые мерзлым слоем почвы и глубоким снегом, который препятствует проникновению теплоты из почвы в воздух. Ломоносов правильно объяснил причину суровых зим в Сибири, указывая, что на территорию редко проникают потоки теплого воздуха, так как теплые моря, омывающие европейские и азиатские берега, расположены от Сибири далеко. С юга же Сибирь отделена от Индии высокими горами, которые препятствуют проникновению оттуда теплого воздуха, и только с севера Сибирь омывает Ледовитый океан, покрытый всегда льдом.

Ломоносов также впервые указал на то, что в горах наблюдается такая же зональность климатов, которая существует между тропиком и полюсом.

После М.В. Ломоносова вопросам климатологии много уделял внимания В.Н. Каразин. Он еще в первой половине 19 века впервые в мировой литературе сделал попытку выяснить с научной точки зрения вопрос о влиянии леса на климат.

Значительным событием в истории климатологии было появление в 1847 г. работы М.Ф. Спасского «О климате Москвы». В этой работе особенности климата объяснялись влиянием воздушных потоков различного происхождения. В работе был приведен также ряд законов, определяющих ход климатообразующих процессов; законы о тепловом балансе атмосферы вместе с подстилающей поверхностью, об испарении, конденсации, о превращениях тепла при таянии льда и замерзании воды и т.д.

Большое значение в развитии климатологии в России имел труд К.С. Веселовского «О климате России», выпущенный в 1857 г. Это было первое климатологическое описание России. По своей полноте и огромному количеству приведенных данных труд Веселовского в то время не имел себе равных в мировой литературе. Кроме того, этот труд имел и практическую направленность. В нем большое внимание уделялось влиянию климата на экономику России и на сельское хозяйство в частности.

Огромную роль в развитии климатологии в России сыграла Главная физическая обсерватория, основанная в Петербурге в 1849 г. Главная физическая обсерватория создала в России значительную сеть метеорологических станций, руководила ее работой и производила обработку наблюдений. Русская сеть метеорологических станций по качеству производимых ею работ стояла на очень высоком научном уровне, по ее образцу строились сети станций в других странах. Многолетние наблюдения сети метеорологических станций, обработанные обсерваторией, впоследствии легли в основу большого количества климатологических трудов как по изучению отдельных элементов, так и по общему климатологическому описанию России и СССР.

Основоположником климатологии в России был гениальный географ и климатолог А.И. Воейков (родился в 1842 г., умер в 1916 г.). Он написал огромное количество работ по самым разнообразным вопросам климатологии. Неутомимая деятельность А.И. Воейков прославила русскую климатологию. Его работы определяли уровень мировой науки о климате. Так, капитальный труд А.И. Воейков «Климаты земного шара, в особенности России» получил мировую известность и составил эпоху в науке. В нем было дано первое подробное и глубокое по содержанию описание климатов земного шара. Этот труд не утратил своего значения и в настоящее время.

Большое значение для климатологии имели работы П.И. Броунова. Он предложил первую схему агроклиматического районирования Европейской территории России. П.И. Броунов дал также первую климатическую характеристику засухи в агрономическом понимании и составил карты вероятности засушливых декад Европейской территории России.

Большое значение для развития русской климатологии имели работы Л.С. Берга. Он разработал географическую классификацию климатов и дал карту климатов земного шара. Л.С. Берг осветил вопрос об изменении климата за различные геологические эпохи и историческое время. В частности, он указал, что нет оснований, говорить об усыхании климата Азии в историческое время. По мнению Л.С. Берга, в природе происходят колебания климата, при которых сухие периоды сменяются влажными, а теплые – холодными. Кроме того, Л.С. Берг дал климатическое описание отдельных районов – Иссык-Куля, Байкала, Аральского моря, Туркестана. Ценность работ Л.С. Берга в том, что он тесно увязывал климат с географической средой и типами ландшафта.

Большую роль в развитии агроклиматологии имели труды Г.Т.Селянинова. Им было написано много работ по методике сельскохозяйственной оценки климата для более рационального размещения культур, в частности субтропических, по борьбе с вредными явлениями (засухой, заморозками и т.д.). Г.Т. Селянинов произвел агроклиматическое районирование СССР, разработал теорию климатических аналогов и по-новому осветил проблему сельскохозяйственной классификации климатов. Изучением климата советских субтропиков, а также районированием сельскохозяйственных культур успешно занимались Ф.Ф. Давитая, С.А. Сапожникова, И.А.Гольцберг.

Большое значение для климатологии имели работы Б.П. Алисова, который разработал генетическую классификацию климатов, в основу которой он положил происхождение и характер циркуляции воздушных масс.

  1   2   3

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Лекция наука метеорология и климатология iconУчебно-методический комплекс дисциплины сд. Р. 3 Метеорология и климатология...
Курс «Метеорология и климатология» входит в систему физико-географических дисциплин
Лекция наука метеорология и климатология iconПрограмма учебной дисциплины наименование дисциплины: «Климаты земного...
Изучение дисциплины базируется на предварительном усвоении студентами материала основных метеорологических дисциплин: «Физическая...
Лекция наука метеорология и климатология iconКлиматологическая оценка ветроэнергетического потенциала на различных...
Институт биологии, экологии, почвоведения, сельского и лесного хозяйства (Биологический институт)
Лекция наука метеорология и климатология iconПрограмма учебной дисциплины наименование дисциплины: «Авиационная...
Изучение дисциплины базируется на предварительном усвоении студентами материала основных метеорологических дисциплин: курсов «Физика»,...
Лекция наука метеорология и климатология iconРабочая программа учебной дисциплины метеорология и климатология...
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины блока б. 14 студентам очной формы обучения
Лекция наука метеорология и климатология iconМатематическая модель кристаллизации переохлажденных капель водных...
«Речевой этикет» разработана на основе авторской программы по русскому языку для общеобразовательных учреждений. 5-11 классы: (автор-составитель...
Лекция наука метеорология и климатология iconУчебно-методический комплекс дисциплины ен. Ф. 07 Метеорология и климатология
Охватывают значительные площади, медленно разрушаются, передвигаются с малой скоростью, иногда долго задерживаются на одном месте....
Лекция наука метеорология и климатология iconБаранов А. М., Шварев И. М. Авиационная метеорология. М.: Транспорт,...
Баранов А. М., Лещенко Г. П., Белоусова Л. Ю. Авиационная метеорология и метеорологическое обеспечение полетов. –- м.: Транспорт,...
Лекция наука метеорология и климатология iconЛекция I и проблема языка и сознания лекция II 31 слово и его семантическое...
Монография представляет собой изложение курса лекций, про* читанных автором на факультете психологии Московского государственного...
Лекция наука метеорология и климатология iconЛекция политология как наука
Федерального Государственного образовательного стандарта общего образования (фгос ооо, М.: «Просвещение», 2011 год)
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск