Физические явления и процессы, непрерывно совершающиеся в атмосфере,
не обособлены друг от друга. Они всегда взаимосвязаны, а их сочетание очень
сложно и бесконечно меняется. Сочетание всех атмосферных явлений в данном
месте в определенный момент или короткий промежуток времени характеризует
состояние воздуха, т. е. погоду. Совокупность и последовательная
смена всех возможных в данной местности условий погоды за много лет называется
климатом. Можно говорить о климате материка, его какой-то части,
зоны, о климате района, даже отдельного города. Погода и климат воздействуют
на органическую жизнь и на деятельность людей.
Было время, когда человек очень сильно зависел от капризов погоды. Горячие
ветры, засухи, не в меру обильные дожди уничтожали посевы и пастбища. Сильные
бури часто топили корабли и разрушали дорогостоящие сооружения. И все это
происходило потому, что человек не знал причин, вызывающих эти грозные
явления природы, и не мог заблаговременно их предвидеть.
Постепенно человеческий ум все глубже проникал в тайны атмосферных явлений
и процессов. Современная наука об атмосфере — метеорология — решает
важные научные и практические задачи. Всесторонне изучая строение и свойства
атмосферы, а также происходящие в ней физические явления и процессы, метеорологи
разрабатывают и совершенствуют методы прогноза (предсказания) погоды. Они
ищут способы борьбы с неблагоприятными атмосферными явлениями, разрабатывают
методы изменения погоды и климата в необходимом для человека направлении.
Это уменьшает зависимость людей от погоды и климата.
Исследуя атмосферу, метеорологи исходят из общих законов физики, особо
учитывая при этом географические условия, в которых протекают атмосферные
процессы. Но в отличие от физики, для которой одним из основных методов
исследования является эксперимент, т. е. искусственное воспроизведение
явлений в лабораториях, метеорология раскрывает закономерности изучаемых
ею явлений и процессов на основе данных наблюдений в естественных условиях.
И хотя в последнее время в некоторых метеорологических работах все большее
значение приобретает эксперимент, ведущая роль в науке об атмосфере по-прежнему
принадлежит натурным наблюдениям.
Свою основную задачу — всестороннее изучение свойств атмосферы с целью
прогноза погоды и искусственного воздействия на атмосферные процессы —
метеорологи решают, главным образом анализируя и обобщая наблюдения над
метеорологическими элементами и характером их изменений в пространстве
и времени.
К метеорологическим элементам относятся: солнечная радиация,
температура воздуха и почвы, влажность воздуха, атмосферное давление, ветер,
облачность, осадки, снежный покров, видимость, метели, туманы, грозы и
т. д.
Метеорологические наблюдения проводятся либо на поверхности Земли
и в непосредственной близости к ней, либо на некоторой, иногда довольно
значительной высоте. Поэтому принято различать наземные и аэрологические
наблюдения.
В настоящее время для изучения высоких слоев атмосферы широко применяются
радиозонды. Они поднимаются в атмосферу на небольших резиновых или
полиэтиленовых воздушных шарах. Радиозонд снабжен маленьким радиопередатчиком,
который передает показания прибора на Землю. Принимая сигналы радиозонда,
метеорологи определяют давление, температуру и влажность воздуха на различных
высотах. За полетом радиозонда метеорологи непрерывно следят с помощью
радиолокатора, измеряя при этом направление и скорость ветра на
высотах. Ученые установили, что очень короткие радиоволны отражаются не
только от металлических предметов, но и от других объектов, например от
облаков. Это позволило использовать радиолокационный метод для наблюдений
за грозами, зонами осадков и т. д.
При помощи радиозондов изучают атмосферу до высоты 35—40 км. Более высокие
слои, до 80— 100 км, исследуются с помощью специальных метеорологических
ракет. В головной части метеорологической ракеты помещены приборы для
измерения температуры, давления и плотности воздуха. На заданной высоте
головная часть ракеты отделяется от ее корпуса и спускается на парашюте.
Показания приборов передаются на наземные приемные пункты с помощью особых
радиосигналов.
Выдающимся достижением современной науки явились запуски искусственных
спутников Земли. С их помощью изучаются верхние слои атмосферы и космическое
пространство. В широком комплексе исследований, которые проводятся при
помощи спутников, важное место занимают наблюдения за давлением, плотностью
и составом воздуха в верхних слоях атмосферы, за лучистой энергией Солнца
и т. д.
Метеорологические спутники оборудованы телевизионной, инфракрасной и
актинометрической аппаратурой, которая передает на Землю изображения облаков,
сведения о приходе и расходе тепла на нашей планете и т. д. Чтобы получить
более полную информацию о метеорологических условиях на всей планете сразу,
создаются системы из нескольких метеорологических спутников, работающих
одновременно.
Изучение верхних слоев атмосферы — одна из наиболее важных проблем метеорологии.
Однако первостепенное значение имеет исследование нижнего слоя воздуха,
в котором живет и работает человек. Физические явления и процессы, происходящие
в слое атмосферы, прилегающем к земной поверхности, изучаются главным образом
по данным наблюдений метеорологических станций во многих пунктах земного
шара. Сеть таких станций раскинулась и по всей нашей стране. Высоко в горах
и в таежных дебрях, среди полей и зыбучих песков, на берегах рек, озер,
морей и водохранилищ советские метеорологи ведут наблюдения за многочисленными
сложными и порой грозными явлениями природы. Эти наблюдения не прекращаются
ни днем, ни ночью, ни в летний зной, ни в зимнюю стужу. Даже на дрейфующих
льдах Арктики и среди вечных снегов Антарктиды несут непрерывную вахту
разведчики погоды. В своей работе они пользуются не только обычными метеорологическими
приборами — термометрами, барометрами, анемометрами, различными самописцами
и т. д., но и специальными радиолокаторами, самолетами, морскими кораблями.
Наблюдения на метеорологических станциях СССР проводятся одновременно
восемь раз в сутки,' в 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 и 24 ч по московскому времени.
Результаты наблюдений сразу же передаются по телеграфу или по радио в метеорологические
центры, где используются для прогноза погоды. Кроме обычных метеорологических
станций, в труднодоступных районах — в горах, пустынях, на островах и т.
п. — устанавливаются радиометеорологические станции, которые без участия
человека фиксируют значения некоторых метеорологических элементов и в определенные
часы автоматически передают их по радио. В недалеком будущем автоматические
станции начнут работать не только в труднодоступных, но и в обжитых районах
страны. Огромная метеорологическая информация с наземных и аэрологических
станций, с кораблей и самолетов, ракет и искусственных спутников Земли
обрабатывается с помощью вычислительных машин и используется как в научных,
так и в прикладных целях.
Все работы, о которых мы здесь говорили, в нашей стране проводятся Гидрометеорологической
службой СССР. Эта организация обеспечивает народное хозяйство и нужды
обороны страны гидрометеорологической информацией и прогнозами, а также
предупреждает об опасных природных явлениях на суше и морях.
Главная