Метеорологические системы

Множество причин затрудняет точное предсказание погоды. В конечном счете практически все явления в атмосфере связаны с превращениями получаемой Землей солнечной энергии, но эти превращения столь многообразны и сложны, что их изучение, учет, а тем более прогнозирование представляют большие трудности. Связано это с неоднородностью атмосферы, ее подвижностью, разнообразностью рельефа и физических свойств поверхности Земли, ее вращением, излучением тепла от Земли и атмосферы в космос. К границе земной атмосферы на каждый ее квадратный метр приходит от Солнца в течение минуты 20 ккал энергии. Около 35% ее отражается обратно в космос, 15% поглощается атмосферой и 50% — поверхностью Земли.

Разнообразен характер солнечного излучения. Оно проявляется в виде радиоизлучения, инфракрасного, светового, ультрафиолетового, рентгеновского излучений, а также в виде потока заряженных частиц — электронов, протонов. Каждое из перечисленных излучений Солнца оказывает различное влияние на разные слои атмосферы. При этом к поверхности Земли приходит в основном видимая часть излучений Солнца.

Нагреваясь, Земля отдает тепло атмосфере. Теплоотдача происходит как при контакте воздуха с поверхностью суши и воды, так и путем теплового излучения Земли. Атмосфера очень хорошо поглощает излучаемое Землей тепло. Большая подвижность атмосферы ведет к быстрым перемещениям теплых масс воздуха вверх, а холодных вниз. Этой же причиной вызываются весьма значительные перемещения холодных масс из охлажденных районов Земли и теплых из районов с высокой температурой. Вращение Земли заставляет возникающие в северном полушарии потоки воздуха отклоняться вправо, а в южном—влево от тех направлений, которые они имели бы в случае неподвижности земного шара. Это приводит к развитию гигантских вихревых атмосферных образований—циклонов и антициклонов.

Вследствие трения между земной поверхностью и перемещающейся воздушной массой и между отдельными слоями воздуха отклоняющее воздействие вращения Земли на различных высотах сказывается по-разному. Оно возрастает с увеличением высоты. Например, непосредственно над поверхностью суши направление ветра изменяется до 45—55°, а на уровне 50 м — до 90°. В результате совместного действия всех факторов получается очень сложная картина распределения воздушных течений в атмосфере.

Таким образом, для изучения погодообразующих процессов и прогнозирования погоды необходимо всестороннее изучение самых разнообразных явлений в атмосфере Земли и на ее поверхности, а также в космосе (в околоземном и дальнем, включая Солнце).

Дело в том, что под действием коротковолновой радиации “спокойного” Солнца образуется земная ионосфера. Это излучение также оказывает непосредственное влияние на молекулярный состав и плотность верхних слоев атмосферы, что в свою очередь определяет тепловой баланс нижних ее слоев. Не менее важно влияние различных активных процессов в солнечной короне, наиболее известными из которых являются солнечные вспышки.

Проблемы солнечно-земных связей еще во многом ждут своего решения. Но уже сегодня ясно, что многие “спусковые механизмы” погодных явлений, происходящих на Земле, инициированы космическими причинами. Разнообразные спутники и межпланетные станции приступили к систематическому изучению проблем солнечно-земной физики.

Дальнейшее развитие техники и экономики предъявляет новые требования к метеорологии. Еще недавно прогнозы погоды составляли для обеспечения хозяйственной деятельности относительно небольших районов. Теперь же с созданием регулярных авиалиний в самые отдаленные пункты нашей планеты, с организацией межконтинентальных перелетов в Антарктиду, с развитием морского транспорта и распространением рыболовства на весь Мировой океан наиболее необходима полная информация о гидрометеорологической обстановке и ее предстоящих изменениях в масштабе всей Земли.

Уверенное прогнозирование погоды на длительный срок требует создания теории общей циркуляции атмосферы, что невозможно без систематических метеорологических наблюдений на всей поверхности планеты. Однако существующие в настоящее время около 10 тыс. метеостанций на Земле не позволяют решить эту задачу. Они не могут дать информацию с огромных просторов океанов, их мало в труднодоступных районах суши, на ледяных просторах Арктики и Антарктики. Почти 80% планеты остается “белым пятном” для метеорологии. Неконтролируемая часть атмосферы не только велика по размерам, но и расположена над районами, играющими важнейшую роль в формировании погодных явлений.

Другое по теме

Метод стандартной добавки и метод Грана.
Перед тем, как излагать индивидуальные особенности той или иной разновидности метода добавок, опишем в нескольких словах процедуру анализа. Процедура состоит в том, что в анализируемую пробу делается добавка раствора, содержащего тот же анализируемый ион. Например, для определения содержания ионов натрия делаются добавки станд ...

Экспериментальная проверка теории Эйнштейна
В основе теории тяготения Эйнштейна лежит принцип эквивалентности. Его проверка с возможно большей точностью является важнейшей экспериментальной задачей. Согласно принципу эквивалентности, все тела независимо от их состава и массы, все виды материи должны падать в поле тяготения с одним и тем же ускорением. Справедливость это ...