Метеорология и климатология как науки

1. Предмет и объект метеорологии и климатологии, связь с другими науками.

2. Погода и климат.

3. Задачи метеорологии и климатологии.

4. Методы изучения в метеорологии и климатологии.

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Метеорология – это наука об атмосфере, о ее составе, строении, свойствах и протекающих в ней физических и химических процессах.

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Климатология – раздел метеорологии, в котором изучаются закономерности формирования климатов, их распределения по земному шару и изменения в прошлом и будущем.

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Совершенствование методов прогнозирования погоды приносит большой экономический эффект. По подсчетам Всемирной метеорологической организации (ВМО), один доллар США, вложенный в метеорологическую службу, приносит десять долларов в виде экономического эффекта, в результате учета метеорологической информации при планировании хозяйственной деятельности, прежде всего в результате предупреждения о таких опасных явлениях, как наводнения, засуха, ураганы и др.

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Из метеорологии выделяют:
1. Актинометрия - раздел изучает перенос и превращение солнечной энергии в атмосфере.
2. Аэрология - изучает физические процессы в атмосфере выше слоя трения.
3. Синоптическая метеорология - изучает влияние крупномасштабных атмосферных процессов и занимается прогнозом погоды.
4. Динамическая метеорология - занимается теоретическим изучением различных атмосферных процессов.

Прикладные отросли климатологии:
1. Агроклиматология - учение о климате, как факторе плодородия.
2. Биоклиматология - учение о влиянии климата на живые организмы.
3. Медицинская климатология - влияние климата на ход болезней.

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

физика атмосферы
синоптическая метеорология
динамическая метеорология
аэрология (в т. ч. радарная, спутниковая)
аерономия
микрометеорология

Агрометеорология
Авиационная
Морская
Транспортная
Строительная
Медицинская
Экологическая
Биометеорология
Военная
Метеорология чрезвычайных ситуаций

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

«Климат – это то, что мы ожидаем, погода – то, что получаем».
Марк Твен

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Климат – многолетний режим погоды, характерный для данной местности.
Определенные типы климата характерны для той или иной территории ввиду ее особого географического положения. Например, на северном полуострове Таймыр в России зимы очень долгие и холодные, а на Аравийском полуострове круглый год жарко и очень сухо. Таким образом, для каждой местности характерен свой режим погоды, а значит, свой тип климата.
Для определения особенностей климата используют многолетние данные метеорологических наблюдений.

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Существует деление на пять типов климата, которые, в свою очередь, делятся на множество подтипов.
Типы климата:  тропический, субтропический, высокогорный, среднеширотный и высокоширотный. 
Тропический климат существует между 30 градусами северной и 30 градусами южной широты. Во влажных тропических лесах (рядом с экватором) весь год тепло и влажно. В тропической зоне различают: тропические саванны, где климат очень сухой для лесов, тропические степи (там еще суше), тропический влажно-континентальный и тропический пустынный климат.
Субтропический климат бывает, в основном, между 30 и 40 градусами северной и южной широты. Делится на средиземноморский климат, признаки которого – это жаркое, сухое лето и мягкая, влажная зима, и влажный субтропический климат с жарким летом и мягкой зимой, с обильным количеством осадков, которые благоприятно сказываются на произрастании лесов.

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Среднеширотный климат характерен для зоны между 40 и 60 градусами северной и южной широты. Сюда входят прохладные степные и пустынные климаты, морской климат побережья Северной Америки и влажные континентальные, каждый из которых отличается разной растительностью и разным количеством осадков.
Высокоширотный климат типичен для зоны от 60 градусов северной и южной широты до полюсов. Здесь лютует холодная зима, а летом довольно прохладно. На этой территории находится район таежного климата (холодная зима); тундровый климат, на территории которого произрастают только травы, мхи и лишайники; и полярный климат, где имеются только огромные ледники.
Высокогорный климат свойственен для районов высоко в горах на всей территории Земли, включая и экватор.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Климатическая система представляет собой набор взаимодействий между атмосферой, океаном,  криосферой,  литосферой и биосферой Земли, которая под действием солнечного излучения, определяет климат планеты.

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Прикладная климатология – это применение климатических данных к оперативным задачам сельского хозяйства, техники, строительства, транспорта, авиации и пр. В состав понятия прикладной климатологии входят агроклиматология, авиационная климатология, биоклиматология, индустриальная климатология, палеоклиматология, транспортная климатология и т. п.

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Основные задачи науки состоят в изучении атмосферных процессов за длительный период, обобщении результатов измерений параметров погоды во всех пунктах наблюдений с определением их средних и экстремальных величин и повторяемости сочетаний отдельных метеорологических элементов и в использовании полученных данных для решения народно-хозяйственных и социальных задач. С развитием каждой отрасли человеческой деятельности возникает потребность в получении новых специальных показателей, с помощью которых учитываются их конкретные запросы, т.е. требуется проведение соответствующих климатологических исследований, на базе которых и возникают новые отрасли прикладной климатологии. Так оформились все прикладные отрасли – агроклиматология, биоклиматология человека и растений, медицинская, курортная, морская, транспортная, строительная.

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

В прикладных отраслях климатологии много внимания уделяется опасным метеорологическим явлениям. Характер изучаемых опасных и вредных явлений различен в зависимости от объектов, которые подвергаются воздействию климатом. Так, транспортную климатологию прежде всего интересуют метели, снежные заносы, ливни, гололёды, агроклиматологию – заморозки, засухи и т.д. В целом при климатических исследованиях прикладного характера учитываются следующие виды воздействия климатических факторов: тепловые и механические (в виде нагрузок); химические (коррозия металла и железобетона); электрохимические; микробиологические (для оценки коррозии и старения материалов).

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

При этом применяются следующие методы исследований:
лабораторные, натурные и экспедиционные;
климатические и микроклиматические; моделирование, теоретические и физико-статистические.
При климатических исследованиях прикладного характера применяются следующие методы обобщения:
описание, картирование, районирование, составление обзоров отдельных явлений;
номографирование;
составление справочников и справочных пособий;
составление специальных классификаций климатов и климатических районирований (по строительству, технике, комфортности, сельскохозяйственному строительству, и т. д.);
составление рекомендаций; формулировка соответствующих нормативов в СНиП и государственных стандартах (ГОСТ).

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Решение задачи о получении специальных климатических показателей можно разбить на следующие этапы:

изучение влияния метеорологических условий на тот или иной объект и определение климатических показателей, которые позволяют наилучшим образом учесть это влияние при проектировании;

разработка метода расчёта специализированных показателей на основе характеристик климата, содержащихся в справочниках, или путём специальной обработки данных метеорологических наблюдений;

проведение статистико-климатологической обработки;

составление рекомендаций по практическому использованию полученных показателей.

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

В строительстве:
Глубина промерзание грунта
Возможные теплопотери
Ветровая нагрузка
Гололедные и гололедно-ветровые нагрузки
Снеговая нагрузка
Индекс суровости погоды

В сельском хозяйстве:
Учет количества солнечной радиации
Температурные показатели
Показатель влагообеспеченности

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Инструментальные наблюдения 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. 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.

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

В начале XIX столетия возникают первые государственные сети станций и трудами А. Гумбольдта и Г. В. Дове в Германии закладываются основы климатологии. 

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

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.).

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

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 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 и др. К концу столетия усилилось изучение радиационных и электрических процессов в атмосфере.

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Согласно белорусским летописям, в IX-XII вв. на территории Беларуси наблюдалось потепление климата, а в XIV-XVII - похолодание.
Сведения о погоде и климате встречаются в монастырских книгах (К. Туровский, XII в.). Сведения о природных явлениях - в изданиях Ф. Скорины.
Развитию интереса к наблюдениям способствовали путешествия. Николай Радзивилл подробно описал природу и климат Ближнего Востока.
В XVIII в. в учебных заведениях предусматривалось обязательное изучение естествознания, которое включало физико-географические и метеорологические знания о земной атмосфере и атмосферных явлениях. При них открывали метеорологические станции, где вели журналы наблюдений за изменениями погоды.
Государственная сеть метеорологических станций Беларуси начала формироваться в начале XIX в. До конца столетия было организовано более 20 станций.

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Обширные сведения об особенностях климата и погодных условиях южных областей Беларуси были собраны Западной экспедицией по осушению болот Полесья, организовавшей ряд метеостанций. Первые научные обобщения материалов наблюдений экспедиции были описаны А.И. Военковым в работе «Климат Полесья» (1899).
А.С. Бялыницкий-Бируля с 1884 по 1916 г. изучал природные условия в своем имении Новокоролево, где им была оборудована метеостанция.
Полные данные наблюдений имеются на метеостанции в Горках, организованной при Гори-Горецком земледельческом институте. Метеостанции, организованные в XIX - начале XX в., составляют основу современной метеорологической сети Беларуси. В первой половине XX в. почти вся территория современной Беларуси была покрыта плотной сетью метеостанций.
В 1920-30-е гг. появились обобщающие труды по климату Беларуси. Данные многолетних наблюдений (с 1871 по 1917 г.) по всей сети метеостанций обобщил академик НАН Беларуси А.И. Кайгородов в 1927 г в своих трудах «Климатический атлас Белоруссии» и «Климат БССР, Западной Белоруссии и смежных областей».

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

В послевоенные годы была восстановлена разрушенная метеосеть, возобновлены работы по составлению краткосрочных прогнозов погоды. Долгосрочные прогнозы разрабатываются в республике с 1946 г. Сбор, обработку и издание метеоданных проводили работники Минской гидрометеообсерватории.
В 70-90 гг. XX в. выполнен большой объем исследований микроклимата, разработаны методики организации и проведения исследований природных и природно-антропогенных геосистем, а также методика построения крупномасштабных микроклиматических карт.
В.Ф. Логиным дана характеристика современного климата Беларуси, сведения об изменениях климата за период инструмент. наблюдений, рассмотрены причины и сценарии изменений глобального климата и климата Беларуси.
В настоящее время на территории Республики Беларусь создана разветвленная сеть метеонаблюдений, которая входит во Всемирную службу погоды и подчиняется ВМО. Административное и хозяйственное руководство гидрометеорологическими наблюдениями осуществляет Департамент по гидрометеорологии Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды.

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

В метеорологии применяются метод наблюдений и измерений (аэрологических наблюдений, статистические, картографический) экспериментальные и теоретический, физико-математические моделирование, системный анализ, космический.
Главный метод -- метод наблюдений и измерений.
Количественное наблюдение и качественная оценка метеонаблюдения - измерения метеовеличин, а также регистрация атмосферных явлений.

На наземных метеорологических и аэрологических станциях осуществляются регулярные наблюдения с применением различных приборов и инструментов, которые дают количественные значения метеоэлементов. на станциях ведутся визуальные наблюдения за атмосферными явлениями. Полученные данные о фактическом состоянии атмосферы используются в научных целях, для обеспечения народного хозяйства информацией, для ее предсказания на будущее.

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

измерения метеорологических
величин:

температура и влажность воздуха, атмосферное давление, ветер (скорость и направление)
количество и высота облаков
количество осадков
продолжительность солнечного сияния и т.п.

регистрация атмосферных явлений:

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Специальное учреждение для осуществления регулярных метеорологических измерений, расположенное в типичных для данного региона природных условиях

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1

Основные этапы истории метеорологии и климатологии. Изучение климата в Беларуси
1. История развития метеорологии и климатологии.
2. Метеорологические и климатические исследования на территории Беларуси.

Международное сотрудничество в области метеорологии и климатологии
1. Рамочная конвенция ООН об изменении климата.
2. Киотский протокол.

Международное сотрудничество. Всемирная метеорологическая организация (ВМО).
Всемирная служба погоды (ВСП). Всемирные и региональные центры погоды.
Глобальные системы связи, обработки и сохранения данных.
Международные метеорологические программы:
Программа исследований глобальных атмосферных процессов (ПИГАП),
Всемирная климатическая программа (ВКП), программа ГРОКО (Глобальная рамочная основа для климатического обслуживания), итоги международных экспериментов (АТЭП-74, ГЛАБЭКС-79 и др.), рамочные конвенции ООН об изменении климата,
Киотский протокол.

Литвинович А. В.

Метеорология и климатология

Лекция 1